水工混凝土裂缝处理方法研究

安徽省茨淮新河工程管理局 赵 君

水工混凝土裂缝处理方法研究

安徽省茨淮新河工程管理局 赵 君

水工混凝土裂缝是水工结构常见的工程缺陷，一般裂缝可使建筑结构的耐久性降低，严重的裂缝会破坏工程结构的完整性和抗震性，危及结构的运行安全。因此，对裂缝必须认真检测，并适时进行补强处理，消除其潜在危害，这对确保水工建筑物的工程质量及安全运行具有重要意义。

一、水工混凝土裂缝产生的原因

1. 施工质量不高，施工工艺过程存在缺陷。

（1）浇筑仓混凝土振捣不到位、混凝土漏振，导致部分混凝土密实度不足。

（2）用错（甚至用高热水泥）、多用水泥。

（3）混凝土浇筑表面层收浆、压浆、收光质量存在缺陷。

（4）夏季高温，混凝土浇筑区温度控制（通风冷却，隔热降温等）措施不严格。

（5）在混凝土浇筑过程中，机电设备（拌和机系统，垂直运输系统中的门机、吊机等）突发故障，停盘检修时间过长，混凝土未能及时全面覆盖，致使已浇筑混凝土终凝，产生冷缝。

（6）混凝土浇筑中突降暴雨，未能及时覆盖，致使混凝土浇筑层被雨水冲刷，因停盘时间过长致使混凝土产生冷缝。

（7）混凝土分层分块不当，分层较厚，分块过大。

（8）混凝土浇后养护不及时，混凝土表面时干时湿。

（9）冬季防寒防冻保温措施欠缺。

2. 环境温度、温差变化。水化作用产生的热量及气温的变化是温差变化的主要原因，温差变化在混凝土内部产生应力，当应力超出混凝土的承受极限时，就会产生裂缝。

3. 混凝土结构厚薄不均，凸凹变异，开孔孔口周边等薄弱部位的应力产生变化。

二、水工混凝土裂缝的分类及检测

1. 按裂缝产生的原因划分主要有干缩裂缝、温度裂缝、应力裂缝。按裂缝深度划分主要有浅层裂缝（含表层裂缝，缝深＜1m）、深层裂缝（1m＜缝深＜5m）、贯穿裂缝。

2. 裂缝检测。裂缝处理前，应先对裂缝进行测量检查，查明裂缝的形状及成因。通过检测确定裂缝的位置、缝长、缝宽、缝深、缝的延伸方向及渗水情况等，为选取最佳处理方案提供依据。常见的裂缝检测方法主要有表层量测绘、压风压水试验、钻孔取样检查、超声波探查等。

三、水工混凝土裂缝的处理方法

1. 浅层裂缝处理。

（1）将裂缝表层凿开，形成“V”形缝槽，并清理干净，用早强型高标号水泥拌制早强干硬性预缩水泥砂浆填充其槽缝并压实封闭。

（2）将裂缝表层凿成“V”形槽，并清理干净，保持其槽面干燥（可用喷灯烘干），之后，采用双氧砂浆涂沫填充封闭。

2. 深层裂缝处理。

（1）钻孔。对于骑缝孔（缝深＜1m），应顺裂缝面在缝隙正中布孔，孔径为Φ56mm，深0.3～0.4m，孔距0.3～0.4m。注浆时，浆液可自缝中向周边挤压填充缝隙；对于缝侧斜孔(缝深＞1m)，应在裂缝的两侧布孔。孔斜向穿过缝面，孔轴与混凝土成45～60°交角，孔深5～8m，孔距1～3m，注浆时，浆液可自两侧向缝隙中间挤压填充缝隙。

（2）洗缝。用高压风水，清除缝面及缝内残余碴子，使缝隙缝面清洁。

（3）试压。采用单孔压力，逐孔检查，通过试压，检查裂缝漏水率及串通情况，以确定注浆孔的顺序。

（4）止漏。根据灌浆压力孔缝宽，用环氧浆液贴玻璃纱布（1～3层）或用堵漏灵（2～3cm）对裂缝表面进行封闭，防止注浆时浆液外溢。

（5）灌浆。采用单孔单液填压式灌浆法，送浆压力一般取0.1～0.4Mpa，具体操作时，应由低向高，选取漏量大、孔深大的孔开始，一孔注浆时，其余的孔须敞开，等待敞开孔排出浓浆，注浆孔方可封闭，转向其他孔，周而复始直到全部孔注浆完毕（注浆结束时间一般以30min为宜）。

（6）封孔。用不低于被灌物体混凝土标号的干硬性水泥砂浆封堵灌浆孔，分层回填捣实，并在达到一定强度后再进行打磨，以使封孔砂浆与被注结构物的混凝土结合面光滑平整。

（7）布筋。对于重要部位应与设计部门的设计人员协商，铺设骑缝钢筋并尽快浇筑压仓层混凝土以防止裂缝上延和扩展。

四、水工混凝土裂缝处理案例

1. 工程概况。某水电站工程以发电为主，兼顾下游防洪。大坝趾板建在覆盖层上的混凝土面板堆石坝上，面板浇注完工后检查发现，面板表面出现裂缝，因该电站是建在深覆盖层上的面板坝，为保证蓄水后大坝的安全，必须对裂缝进行专门处理。

2. 面板及趾板裂缝普查情况。面板第一次复查发现裂缝326条，2个月后检查发现裂缝增加了71条，此后连续2个月检查分别增加了17条和6条。按照缝宽δ≤0.20mm、缝宽δ＞0.20mm且≤0.50mm和缝宽δ＞0.50mm逐块分类分别为276条、127条、17条。经凿槽检查，裂缝深度最深5cm，超声波探测最深7.1cm。

3. 施工过程。

（1）宽度δ≤0.2mm的裂缝封闭处理。将裂缝两侧各17cm范围内的混凝土表面用钢丝刷刷毛，除去松动浆皮及凸出部位，并将混凝土表面的油渍、浮土、灰浆皮及杂物清除掉，用湿棉纱将清理后的混凝土表面擦拭干净；晾干后立即进行下一道工序，以防止混凝土表面再次受污染。对局部不平整的混凝土表面用弹性环氧砂浆（按弹性环氧砂浆施工方法施工）找平，或用磨光机打磨平整。

待基础面干燥后，在缝隙两侧各17cm宽度范围内，均匀涂刷SR底胶（必须均匀涂刷，不能涂厚或漏涂）。SR底胶涂刷范围（涂刷面积与SR盖片同）为待粘贴SR防渗盖片的混凝土面，待SR底胶晾干后，先在SR材料底胶上做SR找平层，接着揭掉SR防渗盖片保护纸，粘贴SR防渗盖片，沿裂缝一端逐步向前挤压密实，排尽空气。SR防渗盖片接头的搭接长度应不小于10cm。最后用配套的HK封边剂封边处理。

（2）0.2mm＜宽度δ≤0.5mm的裂缝化学灌浆、封闭处理。

①化学灌浆钻孔。根据裂缝情况对灌浆孔画线定位，每间隔30cm用电锤骑缝钻垂直孔，孔径16mm，孔深10～25cm；当一条缝打孔完成后，用有压清水（压力0.2MPa）冲洗，冲洗完毕后埋灌浆止水针头（外径13mm、长100mm的专用灌浆止水针头）；将裂缝表面清洗干净，沿缝面均匀涂刷宽50mm、厚3mm的HK封边剂，应保证缝面封闭，避免浆液外漏。封堵好中间的灌浆管孔口，然后在位于两端的灌浆管上进行压水试验，压力为0.3MPa，观察裂缝表面封堵是否密实，裂缝是否连通。

②浆液配制。按LW∶HW=30∶70的比例称量后，配制LW和HW混合液，可适量加入稀释剂丙酮（＜5%）；化灌材料按LW→HW→ 稀释剂顺序加入后，搅拌均匀，随配随用。

③化学灌浆。水平方向分布的孔逐孔依次灌浆，竖直方向分布的孔自下而上灌浆，灌浆压力为0.3MPa，当邻近孔逐孔出浆后，维持0.3MPa压力3min作为结束标准，然后用铁丝扎紧灌浆嘴。浆液固化72h后，去除灌浆嘴，再进行表面封闭处理。

④表面封闭处理。表面封闭处理同宽度δ≤0.2mm裂缝的处理过程相同。

（3）宽度δ＞0.5mm的化学灌浆、裂缝凿槽、嵌槽、封闭处理。

①化学灌浆。化学灌浆同0.2mm＜宽度δ≤0.5mm裂缝化学灌浆相同。

②凿槽、弹性环氧砂浆嵌槽。沿裂缝走向凿出10cm×3cm（宽×深）的“V”形槽，力求裂缝位于槽底部，用腻子刀、钢丝刷除去松动的混凝土表层及污渍，然后用湿棉纱把清理过的混凝土表面擦拭干净。对于局部不平整的混凝土表面（如蜂窝麻面）需用弹性环氧砂浆找平，或用磨光机打磨平整。待槽面经过表面处理后，沿裂缝均匀涂刷Pentron-401浓缩剂，涂刷宽度为裂缝两侧各25mm。在槽内混凝土面上涂刷HK-EP-1弹性环氧基液，然后嵌填HK-EP-1弹性环氧砂浆，振捣密实，将砂浆表面抹平。

③表面封闭处理。表面封闭处理同宽度δ≤0.2mm裂缝的处理过程相同。

五、结论

水利水电工程通常是大型社会工程，具有重大意义。裂缝是混凝土结构中普遍存在的一种现象，对工程运行的安全性、承载能力和使用寿命至关重要，掌握裂缝出现的原因，在施工中采取各种有效的预防措施来预防裂缝的出现和发展，并采用科学、合理的方法对出现的裂缝进行处理，是每一个水工人员的重大使命。