水库混凝土坝体裂缝产生原因及处治对策研究

水库混凝土坝体裂缝产生原因及处治对策研究
发布时间：2023-02-28T01:22:19.031Z 来源：《中国建设信息化》2022年27卷10月19期作者：李培丰
[导读] 在我国的水利工程建设当中，水库属于一项比较重要的基础设施组成部分，水库的建设施工当中常用的方式为混凝土施工方式，在坝体施工当中会受到多个方面的因素，很容易产生裂缝质量问题，因此需要对水库的混凝土坝体裂痕产生的原因进行分析，提出针对性的解决措施，希望为实际的坝体裂缝处理操作方式提供对应的参考。

李培丰
昭通渔洞水库管理局云南昭通 657000
摘要：在我国的水利工程建设当中，水库属于一项比较重要的基础设施组成部分，水库的建设施工当中常用的方式为混凝土施工方式，在坝体施工当中会受到多个方面的因素，很容易产生裂缝质量问题，因此需要对水库的混凝土坝体裂痕产生的原因进行分析，提出针对性的解决措施，希望为实际的坝体裂缝处理操作方式提供对应的参考。

关键词：水库；混凝土；坝体；裂缝；对策
引言
在水库的混凝土施工建设过程中，进行坝体部分的施工属于一个相当重要的部分，在施工的过程当中坝体整体的质量可能会由于裂缝的质量产生较大的影响，坝体的开裂对于混凝土的施工建设属于一个较为重要的影响，甚至于引起严重的渗漏现象，对工程的最终正常应用造成一定影响，甚至于严重的影响了工程的寿命和经济效益。

在混凝土大坝的裂缝施工处理当中需要遵守一定的标准和要求来进行实施，确保可以对裂缝进行科学的处理，最大限度的确保水库混凝土的坝体可以实现安全稳定。

一、水库混凝土的坝体裂缝
1、裂缝类型
水库的混凝土坝体裂缝类型多种多样，其中收缩裂缝属于常见的裂缝类型，对其产生影响的主要因素属于用水量和水泥的用量，混凝土当中如果用水量和水泥量相对较高，则会产生较大的收缩性，但是水泥的类型方面有所区别，在最终的收缩效果方面也会呈现出不同的区别。

其中粉煤灰以及低热水泥方面具有较小的收缩量，因此混凝土在应用的过程当中由于散热以及硬化会造成收缩现象，因此在收缩力大于混凝土的抗拉强度的情况下就会产生坝体的混凝土裂缝现象。

对于坝体的混凝土收缩裂缝而言，包含了温度收缩以及干燥收缩。

对于水库的混凝土坝体类型而言，温差的裂缝主要是在内外的温差作用下产生的一些裂缝，较为突出。

由于水化热因素的影响，坝体的混凝土内外温差相对较大的情况下则可能产生温差裂缝。

在实际的坝体混凝土施工过程中，一般都采用一次性浇筑的方式，因此产生了内外部分较大的温差数值，在内部的散热较为缓慢，但是外部的散热现象较为迅速，因此较大的温差造成了内外抗拉强度的减少和降低，最终形成了混凝土裂缝。

对于水库的混凝土坝体裂缝类型而言，最为常见的属于变形裂缝，由于多个方面的不均匀沉降现象造成的，变形缝内的纵向裂缝相当突出，其中裂缝的方向和坝轴都处于一致的状态下，对于此种裂缝来说主要可以分布在坝坡或者坝顶的位置处，如果产生了不均匀受力的现象，则会造成不同程度的变形，其中坝顶部分产生的位移响度比较大，其裂缝和宽度的数值也相对较大。

在变形裂缝的主要形式当中，横向的裂缝也是一个重要的内容和形式，可以和坝轴呈现出一个垂直的状态，主要位于大坝和基础的接触位置部分。

再者，对于变形缝的类型而言，大坝内侧的部分主要分布的是水平裂缝。

2、坝体裂缝原因分析
在水库混凝土的坝体裂缝出现原因分析当中，分为了多个因素，其中包含了混凝土的收缩以及温度应力等多个因素，产生了混凝土的裂缝质量问题。

同时，钢筋的配筋不足也会产生混凝土的裂缝，如果间距过大或者配筋率较小的时候都可能造成了混凝土结构的裂缝，因此施工的时候需要确保钢筋可以正确绑扎，在保护层的大小方面需要达到合适且科学的状态，以此来避免混凝土出现开裂现象。

对于混凝土的材料和配比问题，也属于一个较为重要的因素，混凝土的配比不科学很可能造成混凝土的裂缝，混凝土内部的含砂率不合理以及水灰比的不合理等都属于配比不当的主要现象。

在水库的混凝土坝体裂缝当中，养护的条件也会对坝体的质量产生一定因素的影响，如果混凝土的养护工作不到位，则很可能产生裂缝问题。

除此之外，混凝土自身的缺陷问题也是裂缝产生的主要原因，比如在混凝土的基础部分内出现了严重的不足，就很容易产生裂缝，因此坝体的基础部分的处理属于施工的关键内容和组成，在施工中很容易出现坝肩的裂缝。

二、防护措施
首先，在表面防护方面，需要从裂缝的产生原因来作为主要的入手点，解决混凝土的表面裂缝需要从表面的防护开始，利用国内外的先进技术、材料以及工艺等实现表面的防护措施，对减少表面裂缝可以起到根本作用。

聚氨酯硬质泡沫保温保湿效果良好且粘结力较强的特点，因此可以利用喷涂聚氨酯硬质泡沫的方式来保护混凝土的表面，减少裂缝产生，也可以在表面进行喷涂环氧树脂类、聚酯树脂类、聚氨脂类、改性沥青类等涂料。

之后进行凿毛，利用高压水来进行冲洗干净之后利用高压风将裂缝当中的水分吸干之后进行涂刷一层基液，利用砂浆找平凹处，然后喷涂或涂刷2到3次涂料之后修饰抹平恢复原状。

其次，可以利用深层防护的方式来进行防护，深层次的裂缝可以先沿着裂缝走向来凿出一条宽度和深度都为5到6m之内且长度超过缝端15cm的沟槽，如果裂缝较深，则需要附以骑缝或斜交钻孔。

冲洗干净槽内之后进行材料的修补。

对于填充的材料可以利用水泥砂浆、树脂砂浆以及弹性嵌缝等材料来进行封堵。

内部的灌浆可以根据裂缝的特点来进行划分为刚性和柔性灌浆，刚性灌浆可以利用强度高且力学性能好的环氧树脂一类的材料，柔性灌浆可以利用聚氨酯类的灌浆材料来进行施工。

裂缝的处理工艺一般为开槽—埋管—嵌缝—试漏—灌浆—封孔。

在上述工程当中，对应力进行复核，可以利用材料力学的方法来进行计算。

大坝的稳定计算工况主要采用3种工况，包含正常蓄水位情况、设计洪水位情况、校核洪水位情况。

对于大坝的裂缝，可以根据高程来将水库的水位降低到裂缝的底端高程之后，对迎水面和背水面进行灌浆。

另外，在施工的方法和治理控制方面，需要从多个角度和维度来进行分析。

其一，可以进行分层分块以及科学配合比的方式进行施工，对坝体混凝土施工而言，分层分块需要严格进行控制。

在大体积的混凝土浇筑之后由于水化反应会使温度得到迅速的上升，升到最高温度就开始下降，在温度的升高过程中产生膨胀的混凝土也逐渐开始收缩，由于基础约束变形，从而使得坝体自身的混凝土产生了拉应力，此种情况下的拉应力比混凝土的抗拉强度要强，因此产生了裂缝。

因此需要严格的控制分层分块的尺寸，尤其是对不平整的基础区域，在地质断层以及节理裂隙的作用下，开挖之后的岩基面会产生局部的凹槽，更加需要注意此区域的分层分块设计。

薄层浇筑是降低坝
体混凝土温度升高的有效措施，但是由于间歇的时间较长，因此很容易影响施工进度。

合理的浇筑混凝土厚度和范围，可以有效的防止混凝土裂缝。

其二，还需要对混凝土的入仓温度进行严格控制，减少混凝土产生的温升变化，有效防止坝体混凝土裂缝产生。

其中物理法预冷骨料属于较为经济的方式之一。

骨料在降低1℃的基础上可以使得混凝土的温度下降0.6℃左右。

拌合加冰操作可以实现温度的明显降低，但是需要制冷设备。

在入仓温度的控制方法中具有多种多样的方式，比如埋入冷却水管、表面水冷却、缩短出机混凝土的运输距离以及遮阳防晒等。

在实际的养护过程中需要采取合理的方式进行温度裂缝控制。

除此之外，还需要对坝体混凝土产生的不均匀系数进行控制，注意施工期间的混凝土拌合质量，提升混凝土的均匀程度，确保混凝土的抗裂能力可以得到增强。

也就是说，混凝土的坝体在产生裂缝的情况下，需要做出科学的定量定性分析，采取对应的处理措施，根据裂缝的成因选择合适的方法对相关的参数进行检测，其中包含缝宽、缝深、裂缝的范围等，最终采取合理的方式来达到坝体的安全运行。

结束语：综上所述，对于坝体当中的混凝土裂缝而言，需要经过一定措施的处理，找到对应的原因，最大限度的改善大坝的裂缝现象，将裂缝永久封堵且采取一定的防水措施来确保坝体的整体安全性和稳定性。

参考文献：
[1]熊鹭,沈鑫.某水库工程坝体裂缝处理方案[J].河南科技,2021,40(11):56-58.
[2]刘征涛.葠窝水库大坝裂缝成因分析及处理措施[J].红水河,2019,38(04):20-22.。