水工混凝土裂缝防治措施简述

范贵峰

（偏关县水利局 山西忻州 036400）

1 工程概况

忻州市云中河分洪闸位于云中河河道米家寨水库下游835 m 处，由5 孔单宽为3.5 m 的胸墙式水闸组成，水闸基础为钢筋混凝土灌注桩。设计方案中闸底板宽度为23.5 m（共分5 块，每块宽长为4.7 m），长度为6 m，厚度为100 cm，C30 钢筋混凝土结构，施工用分仓法进行浇筑。首仓浇筑完成后，在混凝土表面发现1 道宽度为1.2 mm，长度为1.5 m 的裂缝，经检测裂缝深度为5.2 mm，经分析认为，该裂缝为表层裂缝，裂缝产生的主要原因是由于混凝土配合比及养护不当所致，裂缝未对底板结构形成实质性影响，但应防止裂缝继续发展形成深层裂缝和贯穿裂缝，发生质量问题，故需要对该裂缝进行化学灌浆处理，同时提出预防混凝土裂缝的技术措施，以保证闸底板混凝土的浇筑质量。

2 水工混凝土裂缝预防措施

对导致混凝土发生裂缝最常见的几种因素进行了分析，并针对各种因素提出了具体的优化建议和预防措施。

2.1 优化混凝土配合比

1）选用低热水泥，降低混凝土水化热。原设计配合比中采用普通硅酸盐水泥，可改用低热硅酸盐水泥，以降低混凝土水化反应总热值和热峰值，以预防裂缝的产生。

2）严格控制砂、石骨料质量。选择质地坚硬、自然连续级配、含泥量较低的砂、石骨料，这样可以不仅可以节约水泥用量，减少用水量，而且拌制的混凝土具有较高的抗压强度。本项目粗骨料选用5～40 mm 连续级配的石子；细骨料选用细度模数为2.8 的天然河砂，含泥量小于2.5%。

3）提高骨灰比，降低水灰比。混凝土拌和物在凝结过程中会产生收缩，也会导致混凝土出现收缩裂缝。混凝土中的单方水泥使用量越大，混凝土收缩量也就越大，反之则越小。再有，浇筑后的混凝土在强度增长过程中除水化反应用水外，多余的水分在散失过程中会导致混凝土内部产生空隙或毛细渗道，在应力集中时也会导致混凝土产生裂缝[1]。所以，拌制混凝土时，单方用水量越大，混凝土内部形成的空隙也就越大，混凝土抵抗变形破坏的能力也就越弱，也越容易产生裂缝。具体参数应委托试验检测机构计算确定。

4）掺入优质粉煤灰代替部分水泥，并加入适量的缓凝剂。这样在保证混凝土强度的同时，不仅可以改善混凝土拌和物的和易性和粘聚性，也可以减少水泥用量、延缓水泥凝结时间，从而达到有效减少水化热和降低水化热峰值的目的。本项目混凝土配合比设计中，优质粉煤灰掺量取值为水泥用量的30%，这样混凝土拌和物的流动性、粘聚性较好。通过掺入粉煤灰的方法，在保证混凝土强度的同时节约了水泥用量。

2.2 降低混凝土拌和物的入仓温度

混凝土拌制时，从以下两个方面采取措施降低混凝土拌和物的入仓温度。

1）降低混凝土拌和物的出机口温度：该闸底板混凝土浇筑时正逢8月上旬，日间最高气温达到了34℃，夜间气温也在15℃～20℃。为了防止直接曝晒升高骨料的温度，在骨料存放场搭设遮阳棚，并在料场安装喷水喷雾设备，降低骨料温度，同时也可兼顾防尘和除尘。另外，混凝土拌制尽量使用低温水，必要时可掺入冰渣或冰水拌制，也可以有效降低混凝土拌和物的出机口温度。

2）减少混凝土拌和物运输浇筑过程中的温度回升：在混凝土送输车罐体上方加装防晒装置，避免曝晒升温；要计算好混凝土入仓方量和浇筑速度，合理组织施工，避免混凝土罐车进场后不能及时入仓增加等待时间；尽量安排在夜间低温时段浇筑。

2.3 合理设置浇筑顺序

该工程闸底板混凝土一共划分为五个仓段，从左向右依次分别为第①仓段、第②仓段、第③仓段、第④仓段及第⑤仓段，混凝土浇筑采用跳仓法，现第①仓段已完成浇筑，先浇第③仓段及第⑤仓段，然后浇第②仓段和第④仓段。这样可以利用混凝土浇筑侧面自然散热，也可以利用仓缝造成应力阻断，以避免产生收缩裂缝。

2.4 充分做好混凝土浇筑后的养护

制定严格的养护制度，明确具体的养护方法和养护周期，设专人养护，按规定做好养护记录。该工程闸基底板混凝土在混凝土浇筑完成8 h 在混凝土初凝后开始进行，混凝土表面由原来的洒水养护改为围水养护，侧面采用塑料薄模覆裹养护，以保证混凝土表面始终保持湿润状态，养护时间为28 d。优化调整闸底板混凝土配合比及变更养护方法后，后期混凝土再未发生裂缝。实践证明，所采取的裂缝预防技术措施是有效的。

3 混凝土裂缝的处理方法

混凝土裂缝一般分为细微裂缝、表层裂缝、深层裂缝和贯穿裂缝，当混凝土出现裂缝后应及时进行处理，避免表层裂缝发展形成深层裂缝，甚至贯穿裂缝，发生工程质量问题。所以，应经常对浇筑后混凝土进行检查，当发现混凝土出现裂缝时应认真分析，明确裂缝成因和裂缝类别，以及裂缝的发展趋势和影响，并结合实际情况制定裂缝处理方案。混凝土浅表裂缝如有后续覆盖可不进行处理，如没有后续覆盖一般采用化学灌浆和环氧砂浆进行涂抹处理。深层裂缝和贯穿裂缝，应论证和评估裂缝对混凝土构件及结构整体的影响，如无法满足安全要求则需要重新浇筑[2]。

4 结语

混凝土裂缝是水工混凝土结构中较为常见的一种质量问题，直接影响着水工混凝土的抗渗性和承载力，甚至影响水工建筑物的使用功能。所以，应对混凝土裂缝进行的成因进行分析和研判，找出形成混凝土裂缝的原因，在混凝土浇筑前采取相应措施进行预防。发现混凝土产生裂缝后，应及时进行分析成因，进行科学处理，尽可能减少裂缝对水工建筑物的不利影响，保证水工建筑物的正常使用和功能的发挥。