水工砼裂缝的控制及处理措施

谢忠诚 张学荣

（阿克苏地区水利局，新疆阿克苏 843000）

水工砼裂缝的控制及处理措施

谢忠诚 张学荣

（阿克苏地区水利局，新疆阿克苏 843000）

在水工建筑物砼浇筑完毕或投入运行后，常常会发现部分砼表面有裂纹或局部裂缝，即影响建筑物的结构稳定，又造成安全隐患。砼裂缝是水工建筑物施工和老化病害中最突出、最普遍的问题。宏观裂缝不仅引起水工建筑物承载力、耐久性、防水性、气密性等功能降低，而且会诱发其他病害，乃至最终酿成工程事故（微观裂缝指0.05mm以下的裂缝，是水工砼本身固有的裂缝，通常是无害的）。本文分析了砼裂缝的危害及成因，提出了防止砼裂缝的控制措施和常见的修补方法，与大家共同探讨。

砼裂缝 成因 措施

砼裂缝修补的目的就是通过可靠合理措施恢复因裂缝而降低的各种功能。而不同类型的裂缝采取的修补措施和材料工艺是不同的。

1 水工建筑物砼宏观裂缝的危害

砼裂缝是水工建筑物砼结构中的严重病害，裂缝的产生不仅会降低水工建筑物的抗渗能力，影响其使用功能，且会引起钢筋的锈蚀，砼碳化，降低材料的耐久性，影响承载力。砼表面的早期裂缝在以后气温骤降形成的温度应力和外力作用下，表面裂缝极有可能发展成为具有破坏性的贯穿裂缝和深层裂缝，从而改变砼的受力条件，破坏砼的整体性，使局部甚至整体结构发生破坏的可能，严重影响建筑物的质量和运行安全。

2 水工建筑物砼宏观裂缝成因

（1）结构裂缝：在结构计算中有误或配筋有误，结构安全系数不够；施工过程中未按设计及有关规定正常施工，对重点部位及隐蔽工程质量控制不当形成的砼裂缝。

（2）温度裂缝：砼在硬化过程中水泥释放出大量水化热，结构体内部温度不断上升，砼内部和表面温度不均，造成应力不同而产生裂缝；后期砼降温过程中，受到约束因素较多，砼内部应力不均，也易使砼产生裂缝。

（3）超载裂缝：当砼构件超荷载使用或受外力撞击时，造成变形、失稳或因疲劳等原因产生的裂缝。

（4）沉降裂缝：因地基差异沉降或构件接合不良、基础土质不匀或回填土不密实，剪应力超过设计强度而产生的一种砼裂缝。

（5）龟裂裂缝：施工阶段因配料、搅拌、浇筑、养护等各环节的操作不当产生的裂缝。

（6）疏松裂缝：砼浇筑时因下料不均，致使材料离析，或因漏振、过振而产生的疏松状态裂缝。

（7）化学反应引起砼开裂：例如，砼在施工过程中和使用中，有碱性物质引起砼体积膨胀而产生裂缝；氯离子的侵蚀引起钢筋锈蚀，也会造成砼开裂。

（8）施工质量引起的裂缝：砼构件施工工艺不规范，施工质量低劣，容易造成各种裂缝。

3 防止砼裂缝的控制措施

（1）从设计方面控制裂缝。严格按照设计、施工规范计算和复核砼结构安全系数，避免砼设计强度过高、体积过大、水泥用量过大，造成砼水化热过高，内外温差过大，温度应力超过砼的抗拉强度产生的裂缝。

（2）从使用材料方面控制裂缝。一是采用减水剂等外加剂降低水泥用量来降低砼的绝对温升值，来避免砼裂缝的产生；二是优先采用水化热低的矿渣水泥等低热水泥配制水工大体积砼，减少砼收缩引起的拉应力；三是优化砼配合比，改善骨料级配，采用中、粗砂和5-40mm颗粒级配的石子，严格控制骨料中含泥量超标；四是采用冰水或地下水拌和砼，以降低砼温度，防止裂缝产生。

（3）从施工方面控制裂缝。由于施工质量原因而产生的裂缝发生率在90%以上，施工阶段是裂缝预防的主要阶段：一是砼浇筑前，保证水工建筑物砼基础的稳定性，严格控制施工质量，防止砼因基础不稳而产生沉降裂缝。二是钢筋的成型和模板安装位置要准确、牢固，钢筋上的污物和氧化层要清除，避免因砼浇筑时模板变形、钢筋位移造成砼裂缝的产生。三是在砼浇筑和使用过程中，重视化学元素对砼腐蚀破坏造成的开裂，对于碱性环境下浇筑的砼应采用抗硫水泥，砼表面与碱性环境接触面应做适当的防护措施，避免因化学反应造成砼裂缝的产生。

（4）养护方面。养护是使水泥砼正常硬化，强度增长，不受或少受外界影响，避免砼裂缝非常重要的环节，技术关键是使水泥砼温度慢慢下降到接近外界气温，缩小降温过程中的温差，减小温度应力，阻止裂缝的产生，尽量晚拆模，拆模后要立即养护、覆盖或及时回填，避开外界气候的影响，养护期应以水泥砼强度增长最快的阶段为准，即7至28天或更长些。

4 砼裂缝常见的修补方法

（1）表面修补法：适用于缝较窄，用以恢复构件表面美观和提高耐久性时所采用，常用的是沿砼裂缝表面铺设薄膜材料，一般可用环氧类树脂或树脂浸渍玻璃布。

（2）涂抹法：在砼表面涂刷防水涂膜以封闭微细裂缝的修补方法，适用于宽度小于0.2mm的且面积比较大的微细裂缝。

（3）充填法：当裂缝较宽时，可沿裂缝砼表面凿成V形或U形槽，使用树脂砂浆材料进行填充，也可使用水泥砂浆或沥青等材料。

（4）注入法：当裂缝宽度较小且较深时，可采用将修补材料注入砼内部的修补方法，首先裂缝处设置注入用管，其他部位用表面处理法封住，使用低粘度环氧树脂注入材料，用电动泵或手动泵注入修补。如果裂缝影响到结构安全，可采取围套加固法、钢箍加固法、粘贴加固法等结构加固法。

（5）围套加固法：在周围尺寸允许的情况下，在结构外部一侧或数侧外包钢筋砼围套，以增加钢筋和截面，提高其承载力；对构件裂缝严重，尚未破碎裂透或一侧破裂的，将裂缝部位钢筋保护层凿去，外包钢丝网一层；大型设备基础一般采取增设钢板箍带，增加环向抗拉强度的方法处理。

（6）钢箍加固法：在结构裂缝部位四周加U型螺栓或型钢套箍将构件箍紧，以防止裂缝扩大和提高结构的刚度及承载力。

（7）粘贴加固法：将钢板或型钢用改性环氧树脂和粘结剂，粘结到构件砼裂缝部位表面，使钢板或型钢与砼连成整体共同工作。

［1］高文平.水工建筑物砼裂缝控制措施［J］.水利建设与科技，2011.02.

［2］濮成堂.砼裂缝的危害及处理措施［J］.山西建筑，2009.21.