浅析水工建筑物裂缝成因与预防处理措施

■杨国栋 ■娄底市水利水电勘测设计院，湖南 娄市 417000

1 水工建筑裂缝种类及产生原因

在水利工程建筑中，混凝土是使用最为普遍的材料，它是一种集许多材料为一体的混合型材料。它的使用率非常高，但是它的均匀性较差导致了在工作中会出现各种各样的问题。例如裂缝的问题。在对某水电站引水建筑物运行一段时间后进行裂缝普查，就查出了去多方向不一、长度不等的细微的裂缝。根据裂缝产生的原因，本文对裂缝进行以下几种定义。

(1)紧缩裂缝。在施工的过程中，水泥因温度过高会产生热化作用，导致混凝土收缩时产生一些裂缝问题。紧缩裂缝在形状上，大体都是有规则的条形，很少有交叉的情况出现，它出现的部位一般在变截面区域，与受力钢筋保持平行。这种裂缝的产生部位一般都在大体积混凝土板子、柱以及梁等块状结构物上，它所造成的危害也是十分严重的。且裂缝暴露在空气中，受气候温度影响颇重，如果不进行补救处理，会对建筑物产生较为恶劣的后果。

(2)温度裂缝。温度裂缝主要产生于大型混凝土上，主要集中于混凝土表面温差较为明显的部位。它的裂缝走向一般没有规律，横纵交错，平行相交都是十分常见。在梁板上的裂缝一般会趋向大尺度的结构，裂缝和短边基本上会保持平行。深层次的裂缝会与短边平行或接近平行，且中间较为秘集。裂缝的长度和宽度都各不相同，根据温度的变化程度而产生变化。比如说在高温情况下，裂缝就会是中间粗两边细;在低温的情况下，就没有太明显的粗细变化。这种裂缝的危害大多体现在钢筋的侵蚀，混凝土被碳化以及混凝土的抵抗能力下降。

(3)沉降裂缝。沉降裂缝的产生原因是因为地基的差异导致沉降，或者是因为构件本身的结构问题引起。这种裂缝是设计强度被剪应力超过形成的一种破坏，多出现在地基、撞击部位以及各种基础不均匀墙体上。这种裂缝的蔓延方向一般是垂直于地面，有的也会倾斜30～40度。其宽度与沉降值成一定的比例。沉降裂缝的危害可以说是很大的，并且在后期很难处理。所以要求设计者在设计上要严格遵循规范要求，施工队伍也要严格按照施工质量要求施工，监理人员要注意检查，对这一类型的裂缝严加预防。

(4)超载裂缝。在混凝土构件上承载物较多时，它的受力就会变得复杂，产生变形以及裂缝的可能性大增。裂缝一般出现在构件受力最大的地方，或受力变化最大的地方。裂缝呈条形状，分布并不均匀，扩散的方向也不确定，但在一般情况下，它是沿着受力钢筋垂直方向进行蔓延。超载裂缝产生的原因，一般是构件物承受超过设计值的荷载，导致构件超过承载极限，或者是构件的上部建筑物施工时间太过提前，构件强度未达到设计值。

2 裂缝修补方法

2．1 表面覆盖法

表面覆盖法通常是对细微裂缝的处理方式。在裂缝表面上涂抹覆盖物来提高它的防水性和持久性。它所采用的材料根据裂缝位置的不同会有所不同，通常采用的覆盖物是防水材料、聚合物水泥膏以及聚合物薄膜等。具体的施工过程，首先是要清洁表面，接着在进行干燥，最后涂上修补的材料。它的缺点是没有办法深入到裂缝内部，不能对裂缝进行根治。

2．2 开槽法

开槽法主要适用于大于0.5mm的裂缝，它所采用的材料一般是聚硫橡胶、环氧树脂、水泥还有砂。它的具体操作方法是将砂按照比例晒干然后再与一定比例的水泥进行调配，搅拌后，先加入环氧树脂，接着再加入丙酮，最后搅拌均匀后，开始将这些混合的砂浆嵌入混凝土中去。一般需要耗时30分钟，在结束后，最好用毛毡和麻袋将砂浆进行覆盖，在材料完全凝结后，可以用水进行养护。

2．3 低压注浆法

低压注浆法一般用于0.2mm～0.3mm的裂缝中进行修补。在裂缝数量较为法多的时候，先在裂缝上用胶布进行粘贴，在用毛刷沾着浆液来进行涂抹，对裂缝进行封闭。在搁置10分钟后，将胶布撕掉，用浆液对裂缝进行填补。注浆要视气温而定，一般在粘嘴一天后进行，如果温度较高，可以在半天内进行。先用补缝器对浆液进行吸取，然后再插入注浆嘴，让浆液通过嘴压进行裂缝，最后浆液注射完毕后堵上铝柳钉。

3 裂缝的预防办法

3．1 施工前设计准备

施工前的设计阶段，必须特别注意容易产生裂缝的部位，在设计上要有针对性地进行复核计算。比如深基和浅基的设计应该注意地基的差异以及地基沉降造成的不利影响，这是较为薄弱的环节。在保持构件的截面合理、配筋率一定的情况下，进行合理的浇筑作业，同时，如果钢筋的直径、间距选取合理，也能大大降低裂缝产生几率。

3．2 施工过程中防护措施

施工过程中要采取合理的施工方案，并有可靠的裂缝预防设计，能够有效地控制混凝土中裂缝的产生。施工队伍要严格按照施工要求，在浇筑的量度、施工的缝间距、位置和结构、时间以及运输等等方面严加控制。每次浇筑的长度由垂直施工缝来进行分割，接缝最好设置在截面的最小受力部位，拉力、剪力、弯矩等最小时比较有利。除了要对浇筑的厚度进行控制以外，在部位的处理方面也要分层控制，并预留施工缝位置。

3．3 施工质量的保证

施工过程中，要保证施工质量，才能够有有效地避免裂缝的产生。施工阶段对裂缝处理主要是预防。预防要从水灰比、钢筋位置模版的安装、浇筑工作以及振捣操作方面等各方面进行综合考虑。施工操作技术要娴熟，比例要严格按照设计要求。在施工过程中，严格把关，可以有效地规避混凝土的裂缝问题。

3．4 施工后的养护

养护的关键点在于让构件不受外界的不利影响，如受到的温差不宜过大等。通常使用的养护方法是喷水，这对于大部分混凝土工程来说都是十分有效地防裂缝措施。在大体积的混凝土中，还可以进行拆模和回填的养护工作。

4 结语

混凝土水工建筑物产生裂缝是水利工程中的一种普遍现象，它不仅会降低混凝土构件的防渗透能力，还会影响到建筑物的使用功能，甚至影响到建筑物的安全。本文通过剖析混凝土裂缝产生的原因，对裂缝进行分类，并介绍了具体的解决办法和预防措施。解决好裂缝问题，是水工建筑质量提升的一大保证。

［1］郭永峰，杨进新．南水北调中线工程PCCP管道阴极保护防腐技术探讨［J］．特种结构，2009(2)．

［2］汪易森．南水北调中线京石段应急供水工程设计和施工中的主要技术问题［J］．水利水电技术，2009(1)．

［3］胡士信，王东黎等．预应力钢筒混凝土管阴极保护技术应用介绍［J］．南水北调与水利科技，2008(1)．