渠道薄壁混凝土衬砌裂缝产生原因及防治措施

□郭慧娟（濮阳市引黄工程管理处）□高志旭（漯河市水利工程处）

1.引言

目前濮阳市的引黄灌区配套与节水改造工程普遍使用薄壁混凝土衬砌的形式比较常见，但在施工和使用过程中会经常出现裂缝，它不仅影响渠道的美观，也降低混凝土的质量，甚至渠道会遭到破坏，达不到防渗的效果，影响渠道使用寿命。针对工程中出现的问题，业主及施工单位仔细研究，并提出了防治措施。

2.裂缝产生的原因

实际施工中渠道薄壁混凝土衬砌容易产生裂缝，究其原因，主要有坡面基础的不均匀沉降，衬砌混凝土的温度应力、干缩、材料、配合比及施工方法等。

沉陷裂缝是由于地基土质不均、压实不密实或浸水造成的地基不均匀沉降所致。在基础开挖过程中，由于坡基原状土受到扰动，且回填难度较大，致使坡基土压实度达不到要求，均匀性差，再是浇筑完成后，通水运行期间基础经水浸泡后基础沉陷，难以承受衬砌混凝土的压力，造成混凝土板沉陷扭曲、坍塌。甚至会发生滑移、错位，此类裂缝多为贯穿性裂缝。

温度应力裂缝对于薄壁混凝土来说影响并不会很大。

混凝土中水泥干燥收缩是由水分蒸发引起的。毛细孔隙在干燥过程中逐步失水，产生很大的毛细孔隙张力，混凝土体积产生收缩，由于混凝土周围存在约束，内部又有拉应力，当拉应力超过混凝土材料抗拉强度时，便引起了干缩裂缝。由于混凝土蒸发干燥非常缓慢，产生干燥收缩裂缝多数在1个月以上，而且裂缝发生在距表层很浅的位置，常常被人们所忽略。但也应当引起足够重视，干缩裂缝不仅严重损害薄壁结构的抗渗性和耐久性，也会使混凝土板的表面裂缝发展成为更严重的裂缝，影响结构的耐久性和承载能力。

在现场施工过程中，混凝土和易性的好坏，振捣混凝土的方法不当，漏振、过振等均会影响混凝土的密实性和均匀性，关系到薄壁混凝土衬砌完成后产生不均匀的拉应力，诱导裂缝的产生。

3.渠道衬砌混凝土裂缝防治措施

3.1 严格控制渠道土方工程质量

渠道开挖前，要进行精确测量放样，开挖过程中必须遵守相关规范。基础处理的质量直接影响后序工程的质量，渠道基础经常会遇到不符合设计要求的软弱地基，必须经处理达到要求后方可进行下一道工序的施工，以预防沉降裂缝的产生。

在回填土之前，应先根据现场施工条件进行碾压试验，来确定合理的碾压参数，控制铺料厚度、含水量、碾压遍数。所用土料应清除垃圾、树根等杂物，验收基底标高，检查合格后方可施工。

土方回填过程中，严格控制土块粒径和回填土料的含水量，在渠道填筑面将土料摊铺均匀后，对土料含水率要再次进行检测，确保土料达到最优含水率要求。并按规定的取样频率和试验项目进行现场取样检查。如填土压实过程中出现“弹簧”、层间光面、层间中空，松土层或剪力破坏现象时，应根据情况认真处理。

渠道土方回填过程中难免会出现与其他建筑物结合部位，在填土前应将建筑物周围清理干净，先将建筑物表面洒水湿润，并边涂刷浓泥浆、边回填、边夯实，浓泥浆涂刷高度应与铺土厚度一致，与下部涂层要衔接，严禁泥浆干涸后再铺土回填夯实。填筑用的压实机具要根据具体情况而定，应能保证贴边夯实。

3.2 材料选择和混凝土配合比控制

混凝土的质量跟其原材料的质量密切相关，拌制混凝土时一定要选用级配优良的砂、石骨料，原材料质量应符合相关规范要求。在配合比设计中应尽量控制好水灰比，同时掺加合适的外加剂。

配合比的设计应选择具有相关资质的单位通过试验确定，试验人员应深入施工现场，依据施工现场的施工工艺及混凝土板的具体断面，合理选择好混凝土的设计坍落度。针对现场的砂、石原材料质量情况应及时调整施工配合比，尽量避免衬砌混凝土裂缝的产生。另外在施工中必须严格按混凝土的施工配合比施工。

3.3 混凝土的施工方法及温度控制

在混凝土浇筑前，一定要在坡面洒水，保持坡面湿润，但注意要适量，以防浇筑混凝土后吸收混凝土中的水分，造成混凝土干缩裂缝。

铺设土工布时，要根据施工当地气温和产品特性充分考虑土工布的伸缩量。铺设后的土工布应自然松弛与支持层贴实，不得有悬空、卷边，不得影响混凝土的厚度而造成混凝土板的开裂。

渠道薄壁混凝土浇筑宜采用跳仓法浇筑，先底板后边坡，以避免坡面上的混凝土板产生滑动。对于衬砌混凝土板的振捣，由于其厚度较薄，宜采用振动平板振捣，振动平板行走速度要适宜，根据不同的混凝土坍落度正确掌握振捣时间，避免过振或漏振。对于渠坡衬砌的顶部及底部易出现缺料、个别不易振捣部位（如排水孔周围），可采用功率较小的便携式振动平板沿模板边界行走一道进行振捣，以免造成漏振，充分保证边角处不出现蜂窝、麻面，保证混凝土的密实性。补仓浇筑时，混凝土板两侧可不立模，接缝处填充物可固定在先浇混凝土块两侧边缘，填充物与混凝土应结合牢固，不得因浇筑或振捣而产生错动，填充物应将混凝土接缝填充密实，防止通水运行后水流淘刷缝隙而带走接缝处基础土颗粒，而形成悬空破坏混凝土板。

混凝土板初凝后，要合理增加抹面次数以排除泌水、混凝土内部的水分和气泡，保证混凝土板的外观质量。首次抹面时，混凝土表面还比较稀软，尽量从下而上进行，在连续作业时能保证不发生漏抹、表面大体平整均匀一致。混凝土表面磨平后，当表面有些硬化，初凝前用手轻压，表面发硬、但稍有痕印时，便可及时进行压光处理，消除表面气泡，使混凝土表面平整、光滑无抺痕。

3.4 加强混凝土的养护

混凝土板的养护可采用不同的方法，最常用的是洒水养护和塑料薄膜覆盖养护。洒水养护应在浇筑完毕后的12h以内对混凝土表面加以覆盖并保湿养护，可采用用湿麻袋或草垫，或者20～30mm厚的湿砂覆盖于混凝土表面以及混凝土板边侧。覆盖物还兼有隔温作用，保证混凝土少受剧烈的天气变化影响。在规定的养护期间，每天应均匀洒水数次，使其保持潮湿状态。采用塑料薄膜覆盖养护的混凝土，其敞露的全部表面应覆盖严密，并应保持塑料薄膜内有凝结水。即在混凝土板做面完毕后，均匀覆盖塑料薄膜，使不透气的薄膜保持膜内混凝土的水分，保湿养护。

在衬砌混凝土未达到规定的强度前不得拆模，而且不得踩踏混凝土板和在其上堆放施工器具及材料。

4.结语

渠道衬砌薄壁混凝土产生裂缝的原因很多，有时是多种因素共同作用的结果。经过多年的施工实践得之，控制薄壁混凝土裂缝必须要从渠道基础的开挖回填及混凝土材料的选择、配合比、浇筑和养护等多方面入手。在混凝土衬砌的施工过程中，只要认真采取以上所述混凝土裂缝的各种防治措施，严格控制各工序的施工质量，对混凝土裂缝进行认真研究、科学对待，渠道衬砌混凝土裂缝就能够得到良好的控制。