水工建筑裂缝预防技术分析

【摘要】针对水工建筑结构裂缝的严重危害，分析了水工建筑产生裂缝的原因，介绍了裂缝的类型，从设计、原材料、施工过程三方面阐述了裂缝的预控措施，并对裂缝的处理方法进行了总结，对水工建筑构筑物病害处理具有指导意义。

【关键词】水工建筑 裂缝 预防技术

裂缝是水工混凝土浇筑物中最常见的一种病害，没有发生裂缝的建筑物很少见，并且建筑裂缝通常是许多种因素共同作用的结果。裂缝对水工建筑物造成的危害程度不一，严重的裂缝不仅危害建筑物的整体性和稳定性，而且还会产生大量的漏水，使闸坝及其他水工建筑物的安全运行受到严重威胁。另外，裂缝会引起其他病害的发生与发展，如渗漏溶蚀、环境水侵蚀、冻融破坏及钢筋锈蚀等等。这些病害与裂缝形成恶性循环，会对水工建筑建筑物的耐久性产生很大的危害。

一、 裂缝的成因及类型

1.裂缝的成因

水工建筑体积庞大，受自身和周围介质的影响，在湿度、温度变化和周边基础约束的作用下，会产生很大的约束应力，容易产生裂缝。但是引起裂缝的原因是非常复杂的，客观诱发因素很多。一般来说，裂缝成因主要有以下几个方面：

第一施工材料不合格，混凝土原材料砂、石、含泥量超标；级配较差；水泥安定性存在问题，引起混凝土开裂并且严重影响其强度。

第二施工质量存在问题。在施工过程中，养护时间不足、脱模过早。需回填土的结构未能及时回填、醅热时施工表面水分蒸发过快、水泥用量过大、大体积混凝土浇筑未采用缓慢降温等原因造成混凝土裂缝。

第三温差。水工建筑物混凝土体积大，浇筑过程中产生温度裂缝的主要原因是内外温差。

第四基础不均匀沉降。解决方法有控制施工顺序、减轻结构自重、结构形式合理等。单纯提高结构刚度来减小不均匀沉降，其结果是结构自重增大，柔韧性变小，适应不均匀沉

降能力随之减弱。在工程实践中，避免不均匀沉降应采取整体刚性抵抗变形，分缝和增强刚柔性来适应变形。

第五结构设计不合理。有些早期兴建的工程，由于当时设计理论的局限，存在结构形式和尺寸拟定不合理、空间各向刚度分配不协调等问题。另外一些结构设计上的疏忽也可能造成裂缝。

2.裂缝的类型

当混凝土结构由于温度的变化、地基的不均匀沉降及其他原因引起的应力和变形超过了混凝土的强度和抵抗变形的能力时将产生裂缝，裂缝按其产生的原因不同，可分为五类：

第一沉陷裂缝。由地基的不均匀沉降引起，属于贯穿性裂缝，缝宽受温度变化影响较小，往往引起错距。

第二干缩裂缝。由混凝土干缩引起。属于表面性裂缝，走向纵横交错，无一定规律，形似龟纹，裂缝的宽度和长度都很小，如同发丝。

第三温度裂缝。由混凝土固结时的

水化作用或外界温度变化引起，裂缝可以是表层的、深层的或贯穿的。表层裂缝无一定走向，深层或贯穿性裂缝一般与主钢筋方向平行或大致平行，沿裂缝方向无多大变化。裂缝受温度变化影响，有较明显的热胀冷缩现象。

第四应力裂缝。由应力过大引起，常属于深层或贯穿性裂缝。走向与主钢筋方向垂直或大致垂直，缝宽沿长度方向和深度方向变化较大。受温度变化影响较小。

第五施工裂缝。由于施工缝位置不当或处理不完善引起，裂缝属于深层或贯穿性的，走向与工作缝面一致。竖直施工缝开裂较大，一般大于0.5mm，水平施工缝开裂较小。

二、混凝土裂缝的技术处理

经过调查分析，确认在裂缝不降低承载力的情况下，通常采取表面修补法、充填法、注入法等处理方法：

1.表面修补法。该法适用于缝较窄，用以恢复构件表面美观和提高耐久性时所采用，常用的是沿混凝土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.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。

3.注入法。当裂缝宽度较小且较深时，可采用将修补材料注入混凝土内部的修补方法，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。此方法属结构加固，须经设计验算同意后方可进行。

4. 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。

5.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。加固时，应使钢套箍与混凝土表面紧密接触，以保证共同工作。

6.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，使钢板或型钢与混凝土连成整体共同工作。粘结前，钢材表面进行喷砂除锈，混凝土刷净干燥，粘结层厚度可为1～4mm。

三、结束语

裂缝是混凝土结构中普遍存在的一种现象，它的出现不仅会降低建筑物的抗渗能力，影响建筑物的使用功能，而且会引起钢筋的锈蚀。混凝土的碳化，降低材料的耐久性，影响建筑物的承载能力，因此要采用合理的方法进行处理，并在施工中采取各种有效的预防措施来预防裂缝的出现和发展。保证建筑物和构件的使用安全。

参考文献：

【1】王立民 水工建筑物检测与维修 水利水电出版社 2012

【2】孙志恒 水工混凝土建筑物的检测、评估与缺陷修补工程应用 中国水利水电出版社 2010

【3】毕文清 水工混凝土结构防裂措施分析 水利技术监督 2011

【4】郑永杰 水工混凝土结构裂缝成因的预防和处理的一般方法 内蒙古水利出版社 2009.

【5】陈金涛 水工混凝土裂缝处理工艺 水利水电机械出版社 2011

【6】薛浩强 浅谈水工混凝土结构施工裂缝的预防与处理 西北水利发电出版社 2010

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