水坝混凝土结构裂缝原因及改进对策

刘亚洲 胡顺能 李根

（1.中水珠江规划勘测设计有限公司 2.海南省水务厅）

1 引言

在一些水利工程中，如果混凝土结构出现裂缝，就会对大坝的安全运转产生极大影响，混凝土结构裂缝的防治已列为水库工程质量检查的重点。

2 混凝土结构出现裂缝的问题

剖释水坝的混凝土结构出现裂缝风险，能让管理人员重视性出现裂缝的问题，引导其能认真检查大坝，对大坝出现裂缝引起重视分析。

2.1 影响结构的整体性

大坝出现裂缝会严重妨碍大坝的整体结构，例妨碍混凝土的整体构造，因此减轻混凝土的承受能力。承受能力的下降，会妨碍大坝整体品质。当大坝产生贯穿性的裂缝时，要是想复原大坝的整体性会比较困难，如果产生较大的裂缝，可能会产生特大的深层的或贯穿性的裂缝，最后造成整体结构崩塌。

2． 2 结构经久性减轻

若混凝土构造在零点以下的处境，该结构极易被冻融损害，它表现为表面出现剥落，严重时会暴露表面石子，混凝土原料中碱出现反应造成其内部出现扩张和分裂。在腐蚀性处镜下，因侵蚀时水泥出现物理和化学反应，会极度降低它的强度和耐久性。

2． 3 构造功能下降

对水坝来说，产生裂缝，会对整体构造产生极大的影响，出现裂缝会对降低抗渗的能力，会出现水资源浪费，更可怕的是，抗渗性的减轻，就会制约蓄水量。水坝的面板会因为外部环境而造成早期出现温度裂缝，而且裂缝会遍布于整个截面，整个构造功能下降。

3 裂缝的分类

大坝的温度裂缝根据其出现部位与深度、其出现缘由与本质一般分为如下：

3.1 表面裂缝

表面裂缝是面积较大的混凝土建筑经常出现的裂缝，其有竖向与水平向两种，等于就是在浇筑面的顶层或者水平面动工缝上，它距离或者深度不大，没有贯穿仓面或者浇筑面。表面裂缝一般出现在大坝动工时，气温骤减或是因为表面维护不够而造成的，在建成约6～20d极易发生。其危害指数通常不高，但也是看它出现的位置与坝体内部温度情况来定。若其处在上游面等重要部位并且坝体本身温度高，就要做合适的处理，来阻止它的发展与恶化演变为根基贯穿性裂缝。

3.2 网状裂缝

网状裂缝通常出现于坝体的表面，其形态和分布没有规律且极浅，通常＜10mm，主要原因是因为浇筑后维护不当而导致的，特别是高标型号的混凝土前期产生这种裂缝几率较大。该裂缝一般是因为坝体表面的混凝土出现干缩导致的，其危害指数不高，但是如果干缩和降温收缩同时出现时，就会出现大裂缝危害性提高。

3.3 深层裂缝

它只出现在大坝表层，但它不像上面两个深度与长度浅，它贯穿了仓面与浇筑层。因为它处在大坝的表层，是从表面裂缝演变出来的，又称其是表面深层裂缝。该裂缝通常出现大坝动工时，多是长期内外部温差与气温下降造成的。这类裂缝易出现在施工现场，需按照其出现部位与其危害程度、坝体内部温度进行处理，阻止它发展成贯穿性裂缝。

3.4 贯穿性裂缝

贯穿性裂缝常出现在坝块的基础位置，缝隙度比较大，深度甚至会穿过整个或多个浇筑层。该裂缝通常产生在大坝浇筑后的降温期间，或因基础约束区的混凝土受气温骤降及内部降温的相结合造成的。缝隙宽度特征上大下小。贯穿性裂缝损伤指数最高，它甚至会降低大坝的安全性。

4 水坝出现缝隙的原由

钢筋混凝土构造出现缝隙原由通常有：因为结构的工作情况与规划的不同而出现结构次应力性裂缝；由外部负重导致的缝隙；由温差、等原因出现变形应力造成缝隙，动工时期能运用手段避免。在该结构中，因结构的截面积大，需要较多水泥，而水泥水化时放射出水化热能会出现温度较大变化与收缩，是主要造成该裂缝的原由。

（1）该结构的截面面积较大，动工期间，因水泥水化期间放射出较多热量，又因混凝土的体积大，很难分散热量，从而温度极速升高，造成体积增高。若该变形不加以制约时，该结构的内部就不能出现应力。但事实上该变形必然会受到制约，受2类因素制约：①混凝土和外界温度不同导致的；②因为内部的要求的差异导致的，以上2类约束造成的应力是温度应力。

（2）湿度导致其里面各个单元体的制约，其造成干缩应力。由于湿度传导率比较低，因此它一般出现在混凝土的表层周围；其次其自身体积不可以随意变形来产生的应力；最后地基每个地方的沉降度不同、模板变形也可能会出现对应变形应力。在该结构施工期间，若用混凝土进行浇筑体的没有边界制约时，又前期水化导致温度提高速度很快期间，因为混凝土的内部、外部散热差异，产生温度梯度，表层受拉，里面受压。若拉应力大于抗拉强度时，它表层就会出现缝隙。在它的降温期间，它的温差形成的变形在结合它体积出现收缩变形，遭到地基与结构边界要求的制约时，浇筑体的中心断面出现内部拉应力，若该拉应力大于抗拉强度时，它的截面就会出现贯穿裂缝。

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5 裂缝改进措施

5.1 维护保温

在混凝土的浇筑期间，采取用边浇边维护保温的方法，它表层继续使用长流水维护，表层保温用φ6.5的钢筋水平向固定在坝面两旁的滑模上，每3m高度一道，上挂绝缘薄膜和3cm厚保暖的草帘，形成一个大棚。内层薄膜起防水效果，外层保暖草帘有保暖防晒的效果。来预防混凝土因为干缩变化与温度下降、日夜温差过大而使它的缝隙的消极因素。过冬之前，用4～6cm厚新保暖草帘再盖一层放混凝土上，对预防缝隙起到优秀效果。

5.2 滑模修改和其工艺

（1）混凝土的滑模用的辊轮改成半径不一样的：上面辊轮的半径大于下面的辊轮半径。达到降低滑模和混凝土产生的摩擦力。

（2）混凝土进行浇筑的过程中，要在滑模的面板侧铺上绝缘薄膜，使用上面铺下面撕的手段，爬升期间滑模和绝缘薄膜出现直接的摩擦，因此极大的减轻了滑模和混凝土的摩擦力。滑模的施工图如图 1。

5.3 混凝土制约浇筑温度

5.3.1 控制原材料的温度

为减低原材料的温度，料仓要放在防晒棚里，骨料堆需要安装喷雾装备。搅拌用水需使用10℃的水（水库下面的冷水），以减低使用混凝土时的温度。

图1 滑模施工示意图

5.3.2 运输因素

装混凝土的车罐要用保暖隔热层，该下料用的溜桶要用绝缘薄膜和编织袋包住，制止在下料期间水的挥发和太阳晒混凝土而造成其升温。

5.3.3 对仓号降温

对室温进行实时检测，在夏天时对浇筑仓号喷水来降温，仓号要用防晒棚遮住，对不久后要浇筑的基面进行喷水，保障它处于润湿。

5.4 混凝土浇筑

（1）滑模增强速度要严格执行施工标准，不可以快了或着慢了。

（2）在仓面对混凝土增强二次搅拌，减轻骨料出现分离情况。

（3）在卸料与平仓的基础上，在可控制范畴内尽量降低其的坍塌度，来增加它的前期强度，有效预防其因坍塌出现拉裂缝。

（4）其浇筑过程中，工作人员要不间断工作（用餐时间也要错开），要严格确保其浇筑的连贯性。

（5）其要严格根据标准振捣平仓，禁止出现漏振或过振。

（6）在混凝土进入罐车前，一定要把罐内的刷罐水清理干净，减轻其的水灰比例不合格。

5.5 雨天施工

下雨前，在其仓号上3～5m处的坝面上装一个“V”型水沟，让雨水能不接触仓面。截水沟是由木板和塑料薄膜组成的，用等量水和水泥与砂做成浆粘接坝面。仓面与已出模的面使用塑料薄膜包围其周围8～10m。不慎仓面出现较少的水，需要人工清理干净。

6 结束语

总而言之，水坝出现裂缝是其结构中会产生的一种问题，产生缝隙不但会减轻水坝的抗渗与负重能力。在施工期间因位置、自然环境、施工手段和构造受力问题等因素，出现缝隙情势与危险程度差异，如果其出现裂缝，就要严查裂缝出现的因素，并按照缝隙的详细问题，对其各中缝隙要区别看待、仔细探究，且能在施工期间使用各类措施来防止缝隙产生或扩大，确保大坝可以安稳地运行。

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