某小型水电站项目混凝土裂缝产生原因追溯及处理

张亚

摘    要：混凝土裂缝是混凝土工程中常见的质量通病，裂缝的产生不仅影响结构使用，造成质量隐患，也降低了非装饰混凝土表面的美观。因此，本文主要从某小型水电站项目混凝土裂缝产生的原因追溯及处理方法进行分析，指导类似项目裂缝的排查思路及裂缝处理的方法。

关键词： 水电站;裂缝;原因;处理

1  引言

常见混凝土是以水泥为胶凝材料，砂、石、水及其他外加剂掺配形成的混合材料，由于其强度高、耐久性好、成本低、有良好的可塑性等优点，广泛运用于我们生活中，目前我们人类的建筑文明，基本都和混凝土有关。比如我们的房建、桥梁、隧道、水利工程等。但混凝土由于是一种合成材料，根据材料的性质不同、结构设计不当、受力约束不妥、地基沉降不均、内外温差大等原因，常常形成混凝土裂缝，裂缝的形成，不仅影响混凝土外观，更可能造成结构破坏、钢筋加速腐蚀、混凝土碳化、降低结构抗渗能力，因此，对于工程中混凝土裂缝的处理，尤为重要。根据裂缝产生的部位及性质，采取合适的处理方式，才能保证项目质量。本文结合某水电站项目混凝土产生裂缝的原因及处理方式进行分析，总结相关裂缝排查思路，指导类似项目裂缝的处理方法。

2  裂缝的产生

该水电站进水口基础底板厚度1.2m，宽度7.8m，单块底板长度20m。施工完成后，在底板长度方向约1/3处发现一条裂缝，裂缝从基础顶面延伸至基础底部高程以上30cm处，缝宽1cm～2mm，深度约30cm～50cm。由于裂缝处于进水口迎水面，不仅影响美观，而且长期受到水流冲刷，会对结构造成破坏性的影响，因此施工方高度重视，组织质量小组对裂缝产生的原因进行分析。

2.1  设计缺陷

从设计来看，单块混凝土底板长度20m，首先验证是否伸缩缝设置存在问题。但通过详细的查看设计计算书，其伸缩缝设置合理，能满足要求，且项目在同样地质条件下，一共施工4块相同的基础，其余基础均未出现类似裂缝，因此排除设计缺陷原因。

2.2  地基不均匀沉降问题

经过查看地质素描及相关地质报告，该地段岩层结构是完整的砂岩结构，其承载力可靠，不存在地基不均匀沉降问题。

2.3  混凝土材料原因产生的裂缝

施工方对混凝土的原材料进行复核，其中水泥的质量报告、出厂报告及施工方同一批次的抽查报告均合格;对于碎石和砂，其原材料检测报告合格，现场也不存在含泥量高的问题;对于添加的减水剂，其质量报告合格，并在质保期内。此原因予以排除原材料不合格的因素。

2.4  温度原因造成裂缝

经过复核，项目施工时，环境温度均在28℃左右，夜间温度也在20℃左右，底板厚度仅1.5m，不存在大体积混凝土浇筑时内外温差大造成裂缝的原因。复核其温度计算书合格。

2.5  施工工艺原因造成的裂缝

施工方首先对混凝土配合比进行复核，其配料单是监理工程师审核批准的配料单，其相关参数正确;混凝土拌合楼施工连续，无中断搅拌等待情况发生，各计量设备准确，均在标定的时间范围内;混凝土运输车在运输途中顺畅，混凝土入仓时间均控制在1.5小时以内;混凝土浇筑时间是从早上8：00至下午14：00共6个小时时间，温度相对稳定，且采用分层分块施工方法，保证混凝土的水化热能及时散发;现场模板拼缝严密，不存在漏浆现象;模板支撑强度及刚度满足要求，无过早拆模情况发生，无养护不及时原因造成的裂缝。

2.6  其他原因

经过以上原因排查，没有发现引起裂缝产生的直接原因，但通过进一步了解，发现在中午12：30时，因为某处模板有变形的迹象，现场工人暂停40min，紧急处理模板的加固，同时可能由于现场温度高，混凝土在罐车内停留时间长造成和易性差的情况，且施工部位存在漏振的可能。

3  裂缝的处理

经过测量及分析，该裂缝处于非闸墩位置，并不直接承受上部结构较大荷载，但是该裂缝处于进水口的迎水面，需要长期被水流冲刷，因此处理方法必须规范、严谨，以防止裂缝进一步扩展及钢筋加速腐蚀，对混凝土结构造成影响。经过和监理工程师沟通并结合施工承包商现有设备、材料，计划采用化学灌浆的方式对其进行处理。在裂缝的部位，采用人工将混凝土表面的灰尘清理干净，采用电动角磨机在裂缝两侧面切5cm宽，2cm～3cm深的“U”型槽，确保无浮尘、污垢及其它杂物等后填平。采用手持冲击钻钻孔，钻孔间距沿裂缝为30cm，钻孔深度为125cm（确保穿过裂缝），再采用聚氨脂堵漏剂（路得IP-11）进行灌浆，灌浆压力控制在0.4MPa以内。

3.1  切缝

用电动角磨机将裂缝两边各约10cm宽的混凝土表面清理干净并打磨约2cm～3cm深，确保无浮尘、水泥浆薄弱层、污垢及其它杂物等。

3.2  手风钻钻孔

一般情况下，手风钻钻孔斜向布置，钻孔孔距控制在30cm～40cm之间，孔径为14mm;斜孔中心距离裂缝一般为5cm～10cm。对于其他不便于钻设斜孔的位置，也可以根据现场情况采用垂直裂缝打孔。钻孔深度为125cm，孔向向上（有利于出渣）并与混凝土面成45°～60°夹角，并且确保一定要穿过裂缝。

3.3  吹孔及压浆嘴安装

采用高压风，将孔内的残渣及灰尘清理干净，埋设与灌浆机（DM512高压电动灌浆机）相符的专用灌浆嘴，并及时检查灌浆嘴有无松动现象，以保证灌浆质量。

3.4  灌浆

灌浆材料采用聚氨酯堵漏剂（路得IP-11），它具有化学稳定性高、强度高、无毒、韧性佳、无收缩、低黏度、粘接强度高、固化无收缩、耐久性好的特性。灌浆前，应将灌浆孔全部打开，用压缩空气（风压为0.1MPa）尽量将孔内、缝内的积水吹干，然后准备灌浆。

采用进口电动灌浆泵向裂缝内灌注路得IP-11聚氨脂堵漏剂，灌浆压力一般控制在0.2MPa～0.4MPa，针对本裂缝实际情况，主要为贯穿裂缝，灌浆顺序为从下向上，从深至浅。

当灌浆过程中，浆液溢出临近灌浆孔或稳压5min且进浆量趋于零时，即可结束该孔的灌浆。

灌浆注意事项：灌漿时，操作人员应配戴防护眼镜、口罩、手套等劳保用品，以防止浆液溅入眼内，如不慎溅入眼内，应立即用清洁水冲洗并尽快去医院治疗;尤其在开桶时必须戴防护镜，头部避开，以免有气体冲出; 施工现场应保持通风，严禁烟火。

3.5  拆嘴封孔

灌浆结束后24小时，即可拆除灌浆嘴，并准备采用预缩砂浆进行封孔及抹面。

3.6  预缩砂浆封孔及抹面

预缩砂浆采用PO42.5级普通硅酸盐水泥，砂采用2.5mm筛网筛选，水泥和砂的质量要求均满足规范要求;配置前必须通过试验试配，取得试验配合比后再确定现场施工配合比（初步灰砂比定为1：1.5）;计算砂浆的需求量并推算出各种材料的需求量，采用标准称严格称量相关材料的质量。首先将水泥和砂干拌均匀，再加入经试拌确定的水，充分拌合均匀。拌合过程中，不能随意扩大水灰比，且每次拌制的砂浆，要求能在30min～45min内使用完，不宜一次拌和过多。预缩砂浆调配完成后，一般需要放置1-2小时形成干硬性砂浆时（手握成团，落地散开时），便可进行混凝土表面修补，但是修补前，混凝土修补面上必须用水泥净浆打底，在水泥净浆未硬化前，即铺筑预缩砂浆，预缩砂浆采用橡胶锤压紧密实，且注意表面的美观度，不能形成坑坑洼洼的现象。预缩砂浆施工完成表面略干后，采用土工布覆盖洒水养护，养护时间为七天。

4  结束语

混凝土裂缝，是混凝土施工中常见的质量通病，对混凝土结构安全、美观等影响极大，我们施工中不仅应确保每一道工序合格，控制裂缝的发生，同时对于裂缝的产生，应全面的、系统的进行分析，针对不同结构，采取合理的裂缝处理方法，确保“质量是企业的生命”。