水利工程混凝土裂缝分析及施工处理

水利工程混凝土裂缝分析及施工处理

发表时间：2020-10-10T08:48:33.318Z 来源：《中国科技人才》2020年第17期作者：唐太霸[导读] 本文针对水利工程混凝土裂缝分析及施工处理，结合工程实例，分析了裂缝的种类、成因、处理方法，并提出施工处理要点。

四川远基园林建筑工程有限公司四川成都 610000摘要：本文针对水利工程混凝土裂缝分析及施工处理，结合工程实例，分析了裂缝的种类、成因、处理方法，并提出施工处理要点。分析结果表明，引发水利工程混凝土裂缝的源基因比较多，施工处理难度较大，为更好的解决和处理裂缝问题，提升水利工程施工质量，

延长使用寿命，就必须加强水利工程中对结构、材料、温度的控制力度。

关键词：水利工程；混凝土；裂缝；施工处理

引言

混凝土裂缝是混凝土结构工程施工中，比较常见的病害，对混凝土工程质量和美观性的影响非常大，尤其是水利工程，在混凝土施工中裂缝控制的要求非常高。但裂缝是客观存在的，很难从根本上得到有效规避，虽然相关规定和标准中允许存在微观裂缝，但为保证施工质量，避免发生渗漏问题，还是要尽量避免。采取一系列有效的防治对策，对影响裂缝的因素进行严格控制，可有效抑制裂缝形成，提升施工质量，降低裂缝危害造成的影响，保证施工质量。基于此，开展水利工程混凝土裂缝分析及施工处理的研究分析就显得尤为必要。

1、工程概述

某水利工程，结构复杂有水坝、泄洪闸、取水泵站等共同组成，在2019年完成泄洪之后，发现泄洪闸、挡水坝上出现了很多混凝土裂缝，溢流堰为典型的开敞式平顶堰，在水利工程上游方向和下游方向的长度都是30.5m，平行坝轴线方向宽度为18.6m，溢流堰最小厚度为2.8m，完成混凝土浇筑的厚度为2.0m。在13#和14#泄洪闸、溢流堰上出现了垂直坝体轴线防线的贯穿性裂缝，裂缝长度达到30m，最深处达到1.0m，裂缝宽度在1.0mm以下。15#~20#泄洪闸和溢流堰上出现了多条平行坝轴方向的表面裂缝，长度在8~10m之间，深度在0.1m左右，宽度铺面小于1.0m。在部分挡水坝上出现了很多不规则的裂缝，最长裂缝为4.0m，深度在0.6~1.0m之间，宽度都小于0.1mm。引发裂缝的主要原因体现在三个方面，包括：工程结构不合理、施工材料质量和混凝土配比不达标、温度控制不科学。

2、裂缝分析

对水利工程而言，贯穿性裂缝造成的危害最为严重，会对水利工程的整体性、稳定性造成严重影响，水会渗漏到混凝土结构内部，致使裂缝进一步扩张，尤其在位于基础或者混凝土约束力较大的范围中，容易发生贯穿性裂缝。处理裂缝时，需要根据裂缝在水利工程上的位置、裂缝深度、宽度、长度、受力条件等选择合适的处理技术。本工程在裂缝处理中采用如下方法，取得良好效果【1】。

2.1表面裂缝处理措施

本工程15#~20#泄洪闸和溢流堰上出现了多条平行坝轴方向的表面裂缝，长度在8~10m之间，深度在0.1m左右，宽度铺面小于1.0m，裂缝总体结构呈现上宽下窄的状态。在处理中，为避免发生新的应力集中问题，在裂缝表明铺设两层限裂钢筋网，其中下层钢筋到混凝土接触面的距离为15cm，层间距和为20cm，主筋采用了直径为25mm的钢筋，水平间距控制在15cm左右，并垂直裂缝布设，以裂缝为中心两边各延长2.0m，分布筋选择了直径为14的钢筋，布置间距控制在20cm左右，保证所布置的钢筋网能够覆盖全部裂缝，并多出裂缝范围1.5m~2.0m。

针对挡水坝上的裂缝，无需凿槽布置扣管，可直接在裂缝上铺设两层限裂钢筋网，从而达到表明裂缝处理的效果，在处理之前，需要先对裂缝进行清理，将杂物清理干净，可采用高压水枪进行全面冲洗，用干净水充分浸透裂缝基层混凝土，然后涂抹一层防水材料，裂缝两边0.25m范围内、两端0.5m范围内，涂刷HK-962环氧涂料，从而起到防水、防渗漏的目的，避免裂缝进一步扩展【2】。

2.2贯穿性裂缝处理措施

本工程13#和14#泄洪闸、溢流堰上出现了垂直坝体轴线防线的贯穿性裂缝，裂缝长度达到30m，最深处达到1.0m，裂缝宽度在1.0mm以下，造成的危害比较大，采用化学灌浆法进行处理，常用的灌浆材料有两种，一种是LW灌浆材料，另一种是HW灌浆材料，这两种灌浆材料都具有良好的亲水性，遇到水之后能够快速分散乳化，快速凝结，避免水渗透到裂缝内部，对混凝土内部结构造成侵蚀。HW灌浆材料具有较高的强度，可灌性也比较好，可在潮湿的环境中发挥强大的粘结作用，因此，在贯穿裂缝补强和加固中可选择HW灌浆材料；LW灌浆材料则多应用在裂缝防水堵漏上。为提升贯穿裂缝处理效果，可采用二者混合配制的灌浆材料，本工程贯穿裂缝处理中，采用了LW：HW=4：1的配合比，灌浆前对准裂缝进行斜向钻孔（50°~60°），孔距控制在50~100cm之间，按照现场裂缝情况，合理调整孔距。沿着裂缝两侧进行钻孔，孔径不应小于14mm，到裂缝的距离控制在15cm左右，钻孔需要穿过裂缝10~20cm，钻孔完成及时开展清孔作业，达到要求后，就可以开展高压灌浆。

在灌浆过程中，需要严格控制浆液的温度，以便更好的控制浆液凝结时间，浆液的温度最好不要高于20℃。如果裂缝的宽度超过0.5mm，灌浆压力可控制在0.5MPa左右，如果裂缝宽度小于0.5mm，可适当提升灌浆压力，最大不宜超过1.0MPa【3】。在贯穿裂缝化学灌浆中，灌浆的压力要逐步提升，灌浆结束的标志是孔内不在吸浆，灌浆结束后养护7天，进行压水试验（0.2MPa），如果透水率小于0.01L/min?m?m，表明裂缝处理效果良好，否则需要重新处理，完成灌浆之后，透水率也达到了规定标准后，沿着裂缝铺设2层限裂钢筋网，以更好的控制裂缝。

3、水利工程混凝土施工中裂缝预防措施

3.1结构方面的预防措施

水利工程施工建设中，泄洪闸、溢流堰下游堰体厚度较小，但长度较大，一旦受到较大的外部荷载或者较大温度作用，极易发生裂缝。为解决这一问题，在下游侧堰面垂直坝体轴线方向上可布置3层限裂钢筋网，其中主筋要选择直径不小于25mm的钢筋，长度控制在10~15m之间，钢筋的水平间距需要控制在15cm左右，层间距可控制在30cm左右，分布筋可选择20mm钢筋【4】。

3.2材料方面的预防措施

合理选择施工材料是控制混凝土裂缝的关键所在，优化混凝土配比，可大幅度提升混凝土结构的抗裂度。比如：在泄洪闸、掩体等混凝土用量较大的工程施工中，为降低水化热对造成的影响，要尽量选择普通硅酸盐水泥，以便更好的控制裂缝。通过多次试验确定配合比，尽量选择三级配，严格控制骨料粒径，最大不应超过80mm，利用提升混凝土结构的抗裂能力。

在混凝土配制时，可加入适量粉煤灰，减少水泥用量，减低水化热的峰值温度，延迟水化热温度出现的时间，为混凝土固化成型提供良好的环境。

3.3温度控制方面的预防措施

在水利工程施工中，需要应用大量混凝土，很多工程都属于大体积混凝土，严格控制温度，可大幅度降低裂缝发生的概率。比如：在水利工程坝体结构、泄洪闸、基础等大体积混凝土浇筑过程中，混凝土内外温度差要控制在23℃~26℃之间，而基础区域混凝土施工中，稳定温度要选择水利工程所在区域的多年平均问题，案例工程为平均气温为10℃，则最大允许浇筑问题，就是基础温度差+该部位的稳定温度，也就是33℃~36℃。按照本工程的具体情况和相关施工规范，本工程上下层的温度差需要控制在17℃以下。

在大体积混凝土浇筑中，必须选择分层浇筑法，且每层浇筑厚度要严格控制。比如：坝体、泄洪闸等结构浇筑中，每层浇筑厚度要控制在1.5m以下，其余部位混凝土浇筑时每层浇筑厚度可控制在2.0m以下【5】。在混凝土浇筑中，相邻坝块的高层最大不宜超过10m，以降低混凝土侧面暴露时间，相邻坝块浇筑时间间隔，要控制在30天以上，以降低温度造成的影响，保证施工质量。

结束语

综上所述，本文结合工程实例，分析了水利工程混凝土裂缝分析及施工处理，分析结果表明，混凝土是水利工程施工中常用的材料，工程结构、施工材料、温度对混凝土的影响比较大，控制不当极易形成裂缝，影响水利工程施工质量。需要对裂缝情况进行的充分分析，掌握裂缝形成的原因和发展规律，才能制定有针对性的处理方法，降低裂缝对水利工程造成的影响，保证施工质量，值得类似工程大力参考借鉴。

参考文献：

[1]杨灿.水利施工中混凝土产生裂缝的原因与处理策略分析[J].黑龙江水利科技，2019，047（004）：154-155.

[2]侯景梅.桥梁施工过程中混凝土裂缝处理方法[J].河南水利与南水北调，2020，049（003）：51-52.

[3]曾阳春.水利施工中混凝土裂缝防治技术的分析[J].中国战略新兴产业，2018，000（014）：196-197.

[4]刘平华，张晓斌，胡传峰，等.小议水利工程混凝土施工裂缝处理[J].低碳世界，2020，010（005）：64-65.

[5]李辉，周营，宋成镇.浅析水利水电工程施工中混凝土裂缝处理技术[J].华东科技（综合），2020，000（004）：P.1-2.