水利工程混凝土裂缝产生原因、预防与处理

项松苗

一、混凝土裂缝的分类

混凝土裂缝是混凝土的一种常见病和多发病。病情大多发生于施工阶段，原因复杂多变，一般可分为微观裂缝和宏观裂缝两大类。

微观裂缝是指肉眼看不到的、混凝土内部固有的一种裂缝，它是不连贯的。宽度一般在0.05mm以下，这种混凝土本身固有的微观裂缝，荷载不超过设计规定的条件下，一般视为无害。

宏观裂缝宽度在0.05mm以上，并且认为宽度小于0.2~0.3mm的裂缝是无害的，但是这里必须有个前提，即裂缝不再扩展，为最终宽度。

二、裂缝的成因

裂缝产生的形式和种类很多，有设计方面的原因，有混凝土机理方面的原因，但更多的是施工过程的各种因素组合产生的，要根本解决混凝土裂缝问题，还是需要从混凝土裂缝的形成原因入手。正确判断和分析混凝土裂缝的成因是控制和减少混凝土裂缝产生的最有效途径。

混凝土裂缝的成因主要有材料原因、配合比原因、水泥等级及混凝土强度等级原因、温度应力原因、地基沉降变形原因、施工及现场养护原因、混凝土的收缩、环境因素等。

三、混凝土裂缝预防措施

根据混凝土裂缝成因，采取适当措施进行预防要比事后补救有效得多。归纳起来，可以从以下几个方面着手。

1.设计上把握好主要环节

要注意易开裂部位，如深基与浅基、高低跨处等，应考虑到由于地基的差异沉降或结构原因引起的薄弱环节，在设计中加以解决。在构件截面允许、配筋率不变且浇筑方便的条件下，钢筋直径越细、间距越小则对预防开裂越有利。

2.选择科学合理的施工方案

施工方案与预防、控制裂缝有很大的关系，施工方案主要应确定一定浇筑量、施工缝间距、位置及构造、浇筑时间、运输及振捣等。一次浇筑长度由垂直施工缝分割，最好是设置在变截面处或承受拉、剪、弯应力较小的部位。除控制一次浇筑厚度外，分层位置即水平施工缝留设位置也应加以注意。一般来说，应尽量留在变截面处，或远离受拉钢筋部位而设在混凝土受压区，浇筑时间应尽量避开炎热天气和昼夜温差大的时间。如果必须在夏季施工，则应采取材料降温措施来控制混凝土入模温度。

3.控制好施工质量

由于施工质量原因而产生的裂缝发生率在95%以上。在施工阶段要注意以下几个问题：首先要选择合适的配合比；其次钢筋的成型和模板安装位置要准确、牢固，以免施工中变形；第三是浇筑、振捣操作合理。

4.科学养护

养护关键是设法使混凝土温度级慢慢下降到接近外界气温，缩小降温过程中的温差。

5.控制原材料的掺入量

设计配合比和实验室配合比均是一种固定条件下的静态配合比，而施工则可能随时受到各种条件变化的影响，因此，在实际确定施工配合比时，应根据当时的具体情况适当调整各种原材料以及外加剂的实际掺入量。

6.控制好温度应力分布

温度应力分布的形成过程可分为3个阶段：①早期分布：自浇筑混凝土开始到水泥放热基本结束，一般约30d。这个阶段有两个特征：一是水泥放出大量的水化热；二是混凝土弹性模量的急剧变化。由于弹性模量的变化，这一时期在混凝土内形成残余应力。②中期应力：自水泥放热作用基本结束时起至混凝土冷却到温度稳定时止。这个时期的温度应力主要由混凝土冷却及外界气温变化引起，这些应力与早期形成的残余应力迭加，期间混凝土弹性模量变化不大。③晚期应力：混凝土完全冷却后的运转时期。温度应力主要由外界气温变化引起，这些应力与前两种残余应力迭加。

7.做好地基处理

为防止地基沉降变形，导致混凝土裂缝，可从以下几个方面入手：①加大建筑物的整体刚度。②合理设置沉降，控制沉降裂缝。③妥善处理地基是防止出现沉降裂缝的关键。④对基础产生的不均匀沉降可能引起混凝土裂缝的薄弱部位，应加强构造措施，防止开裂。

8.严格控制施工质量

施工质量是诸多问题发生的根本原因，任何一个小的质量问题，都可能导致较大的工程隐患，因此，严把施工质量关是避免混凝土裂缝等各种问题的关键。

四、混凝土裂缝的处理方法

1.表面处理法

表面涂抹和表面贴补法。表面涂抹适用范围是浆材难以灌入的细而浅的裂缝，深度未达到钢筋表面的发丝裂缝，不漏水的缝，不伸缩的裂缝以及不再活动的裂缝。表面贴补（土工膜或其他防水片）法适用于大面积漏水（蜂窝麻面等或不易确定具体漏水位置、变形缝）的防渗堵漏。

2.填充法

用修补材料直接填充裂缝，一般用来修补较宽的裂缝，作业简单，费用低。宽度小于0.3mm、深度较浅的裂缝，或是裂缝中有充填物，用灌浆法很难达到效果的裂缝，以及小规模裂缝的简易处理可采取开V型槽，然后做填充处理。

3.灌浆法

此法应用范围广，从细微裂缝到大裂缝均适用，处理效果好。利用压送设备（压力0.2~0.4MPa）将补缝浆液注入混凝土裂隙，达到闭塞的目的。该方法属传统方法，效果很好。也可利用弹性补缝器将注缝胶注入裂缝，不用电力，效果也很理想。

4.结构补强法

结构补强法包括断面补强法、锚固补强法、预应力法等，适用于因超荷载产生的裂缝、裂缝长时间不处理导致混凝土耐久性降低、火灾造成的裂缝等影响结构强度的情况。

五、结语

在实际工程中采用以上综合措施，能有效减少混凝土建筑裂缝的产生和发展，效果明显。但混凝土建筑裂缝预防与控制是一项系统工程，需从设计、施工、材料、检测等各个方面进行控制，并且要在提高控制技术和技术管理水平这个根本问题上系统、综合地运用各种预防措施，以确保建筑工程质量的提高■