地下工程混凝土裂缝的产生及治理技术的探讨

钟 浩 （中铁四局集团第五工程有限公司，江西 九江 332000）

0 前言

工程混凝土结构在一些因素的影响下会产生裂缝，地下混凝土工程也不例外，但地下混凝土工程由于地下环境的复杂性，其产生裂缝的概率更高，危害程度上也相对较大，同时因为地下混凝土工程的种类很多，所以裂缝种类也多于普通工程，地下工程出现裂缝时，代表工程质量不达标，很可能引起地面工程坍塌等大规模安全性问题，所以必须对其进行治理。

1 地下混凝土工程常见裂缝种类

在工程实践中，地下混凝土工程的常见裂缝种类大致可以分为变形裂缝、干缩裂缝以及温差裂缝，图1为地下混凝土工程常见裂缝种类。此外，地下混凝土工程常见裂缝种类还有很多，对此本文就不一一列举，三种常见裂缝特点如下。

图1 地下混凝土工程常见裂缝种类

1.1 变形裂缝特点

变形裂缝在地下混凝土工程当中十分常见，其产生原因很多（具体原因将在下文进行分析），在特点上变形裂缝通常具有规模不定、结构偏移以及扩展性较强的特点，当地下混凝土工程出现变形裂缝，如果没有及时进行处理，很可能因为外力影响而迅速扩张，致使结构断裂，说明变形裂缝是一种影响程度较为严重的工程质量问题[1]。

1.2 干缩裂缝特点

干缩裂缝通常分布于混凝土结构的表面，走向规律同样难以预测，但其宽度一般较细，且通常呈短向分布，经常出现在结构变截面、结构边缘等部位，并具有较高的扩展性。结合普遍案例来看，干缩裂缝的出现概率要低于变形裂缝，但其危害性要超出变形裂缝，因为就扩展性上，干缩裂缝因为其对于外力的抵抗能力较弱，所以扩展速度超过变形裂缝，说明其危害性更甚之[2]。

1.3 温差裂缝特点

温差裂缝常出现在混凝土结构表面边缘处，其宽度大小不一，但中间部位通常密集，同时会出现不规则的隆起或下凹现象。在温差裂缝条件下，首先混凝土结构的平整度会受到巨大影响，不利于工程结构的稳定连接，其次其在受到外力影响之后，也会发生扩展，但扩展速度要弱于上述变形裂缝、干缩裂缝，因此在危害性上相对偏弱，然而在工程质量原则上，不能忽视此类裂缝。

2 地下混凝土工程常见裂缝形成原因

2.1 变形裂缝形成的主要原因

载荷影响是地下混凝土工程常见裂缝形成原因之一，其具体表现一般为：当地下工程上部结构的施加应力超过下部结构的极限承载能力，就导致工程整体出现载荷差，而下部结构因为无法承载上部结构应力，就会在载荷差作用下出现内部结构崩裂的问题，相应形成裂缝，裂缝种类一般为变形裂缝等。在上述基础上可见，要避免地下混凝土工程出现变形等裂缝现象，应当重点控制工程上下结构的载荷平衡关系，但如果出现了相应裂缝，就需要及时进行处理，以防问题恶化。此外关于变形裂缝的产生原因，除了上述的载荷差问题以外，还有其他次要因素，例如温度影响等，在此类因素影响下，会因为工程结构的负面变化伴随出现变形裂缝问题。

2.2 干缩裂缝形成的主要原因

干缩裂缝形成的主要原因有很多，例如湿度影响、含泥量过大、振捣问题等。①湿度影响：当地下混凝土结构在缺乏养护的条件下，其表面的水分迅速散发，引起表面强力收缩问题，而内部湿度则不会出现太多变化，所以收缩程度较小，此时由于收缩幅度的差异，会导致混凝土结构内外结构之间产生强大拉应力，由此形成干缩裂缝；②含泥量过大：在混凝土原料配比原则上，要重点控制水泥含泥量，而当含泥量超标混凝土原材料之间的融合效应就会变差，此时混凝土本身质量变差，无法承载融合时的拉应力，同时介于泥的吸水性能，会导致混凝土内部水分降低，最终产生干缩裂缝；③振捣问题：在混凝土摊铺或浇筑完成之后，依照一般的施工工序需要进行振捣，而如果振捣次数过多，就会导致其内部水泥涌出，并带走其中的水分产生不良砂浆层，此时因为水泥与水分的大量缺失，混凝土结构就会出现干缩裂缝。

2.3 温差裂缝形成的主要原因

温差裂缝的产生的主要原因是温度影响，其影响的机理主要为：因为混凝土在凝固过程当中会产生相应的温度，正常条件下，混凝土是不会出现温差裂缝现象的，但如果凝固时外部环境的温度过高，就会引起混凝土凝固温度异常，出现水化热等问题，此时混凝土原料之间无法充分融合，说明其质量存在问题，待凝固后应用，就会出现温差裂缝；如果凝固时外部环境的温度过低，同样会导致原料之间无法充分融合的问题，产生混凝土冻裂现象，间接出现温差裂缝。此外值得注意的是，温度影响除温差裂缝以外，其与变形裂缝、干缩裂缝之间还存在间接影响关系，所以在温度影响条件下，可能同时出现多种裂缝现象，因此相关单位应当对此保持重视。

3 地下混凝土工程各类裂缝治理技术

3.1 变形裂缝治理技术

针对变形裂缝，在地下混凝土工程施工中，首先要严格计算工程上部结构的施加应力，再以此为基础进行下部结构设计工作，确保下部结构可以承载上部结构的施加应力，为了保障上下结构应力实际匹配，有必要进行压强试验，即依照上部结构的施加应力、下部结构的承载力依照相同比例缩小，再通过取样法取得与比例缩小后力学参数相当的下部结构试块，将试块放置于实验环境当中，依照上部结构比例缩小后的应力对试块施压，如果试块无法承载压力则说明下部结构需要得到加强，此举可以预防变形裂缝产生，具有治理效果。其次如果变形裂缝已经出现，则需要采用相应的修复技术来进行治理，而关于修复技术，本文建议采用注浆法，即先探明裂缝的具体规模与走向，再采用相同配比的浆液注入其中，完成后需要采用环氧树脂或其他材料进行密封，并定期对注浆材料进行养护，直至其完全凝固。

3.2 干缩裂缝治理技术

针对干缩裂缝，首先施工前期可以预防，即严格控制混凝土的湿度，重视混凝土养护工作，在养护工作当中应当定期对混凝土结构进行洒水，避免其水分蒸发，但洒水具体频率需要视外部温度而定，如果外部温度过高则要提高洒水频率，否则可以适当降低；严格控制混凝土原材料的含泥量，一般情况下含泥量不能大于5%（具体视混凝土材料级别而定）。另外针对振捣影响，在施工当中应当依照规范来进行管理，但此步骤不属于本文论述范畴，所以不多加赘述。其次当干缩裂缝出现，需要先对裂缝表面进行清理，确保周边无杂物，再调制环氧树脂胶泥采用注浆法注入裂缝，直至环氧树脂胶泥溢出即可。

3.3 温差裂缝治理技术

针对温差裂缝，首先预防措施上应当先预埋测温管，利用测温管可以得知混凝土内部温度；在混凝土外部安装温度监测器，了解混凝土外部温度，在此条件下，将内外温度实时对比，可以得到混凝土结构实际温度差，当温差过大则可以采取表面洒水等方法来降低温差，而如果在外部温度较低的环境当中，则需要采用草席等来进行保温。其次当温差裂缝出现，则需要在温度适宜的情况下，采用上述提到的环氧树脂胶泥来进行治理即可。

4 结语

地下工程混凝土裂缝是一种具有安全威胁的工程质量问题，有必要对此进行治理；地下工程混凝土裂缝种类繁多，形成原因也有多种，要确保治理有效，必须先确认具体裂缝类型；针对常见裂缝类型，进行相应的预防治理技术、修复治理技术。