试论渠道薄壁混凝土裂缝产生的原因及控制措施

王宇

【摘要】混凝土裂缝问题是设计土木工程施工中的常见问题。对渠道薄壁混凝土裂缝问题进行控制，可以为输水渠道的使用寿命提供一定保障。本文主要对渠道薄壁混凝土裂缝的产生原因和裂缝的控制措施进行了探究。

【关键词】渠道薄壁混凝土；裂缝控制；基础处理；混凝土浇筑；面板切缝控制

前言

渠道薄壁混凝土裂缝是水工混凝土工程施工中经常出现的问题。现阶段渠道现浇混凝土设计结构多为厚度为8～20cm的混凝土结构。在施工过程中，施工人员通常会在渠道下部铺设砂砾石垫层、土工膜、沥青防渗膜和保温板等结构。在实际施工中控制渠道薄壁混凝土裂缝的产生，可以让渠道的防渗效果得到强化。

一、渠道薄壁混凝土裂缝的产生原因

（一）塑性收缩裂缝的产生原因

塑性收缩裂缝是混凝土表面的一种常见裂缝，这种裂缝具有着形状规则、长短不一的特点。混凝土浇筑工作完成以后的4～6h是塑性收缩裂缝现象的高发时节。从混凝土浇筑施工过程来看，如果施工人员在混凝土浇筑工作完成以后未及时覆盖保湿膜，混凝土会在表面游离水分蒸发过快的情况下出现这一问题。

（二）沉陷裂缝的产生原因

沉陷裂缝是渠道底部经常出现的一种裂缝现象。渠道底部混凝土下方地基、垫层压实不均匀的问题是引发这一现象的重要原因[1]。

（三）凝缩裂缝的产生原因

凝缩裂缝是混凝土表面出现碎小的六角形花纹裂缝的现象。这一问题经常出现于渠道薄壁混凝土施工的混凝土初凝期。凝缩裂缝的产生原因主要涉及到了以下因素：一是混凝土表面过度抹平压光；二是混凝土表层灰浆过多。

（四）干燥收缩裂缝的产生原因

干燥收缩裂缝是一种表面性的、纵横交错的裂缝现象。渠道薄壁混凝土裂缝问题中的收缩裂缝也具有着沿短边方向分布的特点。混凝土成型后的养护不当、环境温度过高所导致的拉应力是引发混凝土开裂问题的重要原因。

（五）冻胀裂缝的产生原因

冻胀裂缝是浇筑完成的混凝土经过冻融循环以后出现的裂缝现象。混凝土配合比、外加剂参入量未达到施工要求；水灰比过大；混凝土下部防冻胀垫层施工中存在的施工质量问题和保温机制不完善是导致冻胀裂缝现象的重要因素。

二、渠道薄壁混凝土裂缝的控制措施

（一）基础处理控制

对渠道薄壁混凝土裂缝问题进行控制，可以为输水渠道的使用寿命提供一定保障。渠道薄壁混凝土裂缝问题对渠道混凝土衬砌施工有着严重的危害。图1所示的内容为渠道工程衬砌施工的构造图：

在渠道工程中，混凝土与基础面的密实度与坡面平整度对混凝土面板的裂缝发育情况有着至关重要的影响。在渠堤填筑阶段，施工人员可以通过沿渠坡边线增加宽度100cm的方式增强边坡的压实度，并要将填筑渠堤在混凝土衬砌时的沉降期控制在3个月以上。对混凝土的沉降时间进行严格控制，可以为渠道施工质量提供一定保障。

（二）配合比控制

通过对混凝土的配合比进行分析，我们可以发现，砂率和骨料级配在混凝土防裂过程中发挥着重要的作用。为混凝土的强度要求、抗冻要求和抗渗要求提供了一定保障，是混凝土配合比控制所遵循的原则。在增加混凝土中粉煤灰含量的同时，降低水泥用量，可以让混凝土的水化热得到有效控制。优质高效减水剂的应用，也可以让混凝土的用水量得到有效控制。提升混凝土的和易性和密实度，也是优质高效减水剂在混凝土配比过程中所发挥的作用。

图 1 渠道工程衬砌施工构造图

（三）混凝土浇筑过程控制

混凝土表面与内部的散热速度的差异性会让混凝土内外形成较大的温差。降低混凝土内外温差，对混凝土的温升值和温降值进行控制，是施工人员在渠道薄壁混凝土中所要关注的内容。为降低混凝土的出机口温度，施工人员可以利用深井水进行混凝土拌和，也可以通过加冰措施控制混凝土温度。保温保湿措施的强化，也可以有效缓解混凝土的溫度裂缝问题。

（四）面板切缝控制

在混凝土的抗压强度达到1-5Mpa以后，施工人员需要及时开展混凝土切缝工作。以便对因切缝不及时所引发的裂缝问题进行控制[2]。

（五）混凝土裂缝的补强方法

切槽补强法、表面涂抹环氧胶泥的补强方法、表面贴条法、水泥灌浆法、化学灌浆法和仿生自愈合法是混凝土施工中常用的补强方法。切槽补强法要求施工人员将裂缝切成深为2cm，宽为15～20cm的凹槽，在槽内湿润以后铺涂预缩砂浆或丙乳砂浆。仿生自愈合法是最新研制的一种裂缝处理方法，它是通过模仿生物组织自动分泌某种物质修复受创伤部位的方式，促进混凝土裂缝的愈合。

结论

裂缝现象是混凝土结构中的一种常见现象。渠道薄壁混凝土裂缝问题的产生原因具有着多样化的特点。混凝土表面与内部的散热速度的差异性、混凝土的抗压强度和混凝土的配合比等因素是渠道薄壁混凝土裂缝问题控制过程中不可忽视的因素。科学化的渠道薄壁混凝土裂缝问题防治措施的应用，可以为渠道工程的整体质量提供保障，也可以为渠道工程薄壁混凝土施工工作的开展提供一定的理论依据。

参考文献：

[1]张彬，康旭荣，张友林.浅析渠道薄壁混凝土裂缝产生原因及控制措施[J].河北水利，2012，（11）：39.

[2]郭慧娟，高志旭.渠道薄壁混凝土衬砌裂缝产生原因及防治措施[J].河南水利与南水北调，2012，（18）：142-143.