水利水電工程中混凝土裂縫產(chǎn)生的原因及預(yù)防方法

1、    水利水電工程中混凝土裂縫產(chǎn)生的原因及預(yù)防方法    【摘要】隨著時(shí)代的發(fā)展，我國對(duì)水利水電工程建設(shè)的投入力度越來越大，在一定程度上促進(jìn)了我國水利水電事業(yè)的發(fā)展。目前，混凝土是水利水電工程施工中最為常用的一種混合材料，由于混凝土的使用率較高，均勻性較差以及離散性較大，易于造成裂縫的產(chǎn)生，從而嚴(yán)重地影響著水利水電工程的質(zhì)量。而混凝土裂縫是水利水電工程施工中較為常見的病害，不僅直接影響著水利水電工程建筑物的安全，而且威脅著人們的生命財(cái)產(chǎn)安全，也會(huì)引起其它病害的產(chǎn)生。因此，在水利水電工程施工中，必須嚴(yán)格要求工程技術(shù)的規(guī)范性嚴(yán)加控制消除裂縫，確保水利水電工

2、程建筑物的運(yùn)行安全，提高水利水電工程的質(zhì)量。本文將對(duì)水利水電工程混凝土裂縫施工存在的問題進(jìn)行分析?！娟P(guān)鍵詞】水利水電工程；混凝土裂縫；問題；一、水利水電工程中混凝土裂縫產(chǎn)生的原因1、收縮裂縫混凝土在硬化的過程中，由于干縮引起的體積變形受到約束時(shí)產(chǎn)生的裂縫，這種裂縫的寬度有時(shí)會(huì)很大，甚至?xí)灤┱麄€(gè)構(gòu)件?；炷廖⒂^裂縫一般肉眼看不到，它是內(nèi)部固有的一種裂縫，也是不連貫的。寬度在0.05mm以下這種混凝土本身固有的微觀裂縫，在荷載不超過設(shè)計(jì)規(guī)定的情況下視為無害，反之有害。在施工階段因水泥水化熱及外部氣溫的作用引起混凝土收縮而產(chǎn)生的裂縫。收縮裂縫多為規(guī)則的條狀，很少交叉，常發(fā)生在結(jié)構(gòu)的變截面處，往往與

3、受力鋼筋平行。這種裂縫多發(fā)生在大體積的混凝土和梁、板、柱等塊體構(gòu)件，危害較大，尤其是暴露在大氣中的構(gòu)筑物影響更大。如不加以防止，很可能會(huì)造成嚴(yán)重后果。2、超載裂縫構(gòu)件在超出設(shè)計(jì)的均布荷載或集中荷載作用下產(chǎn)生內(nèi)力彎矩，出現(xiàn)垂直于構(gòu)件縱軸的裂縫，構(gòu)件在較大剪力作用下，產(chǎn)生斜裂縫，并向上、下延伸。即混凝土構(gòu)件超載使用時(shí)，造成變形、受力不均等原因產(chǎn)生的裂縫，一般均發(fā)生在構(gòu)件受力彎矩最大的部位，成條狀，但分布不像收縮裂縫那樣均勻，擴(kuò)展方向也相反，一般沿受力鋼筋垂直方向或斜向擴(kuò)展。產(chǎn)生超載裂縫的原因，往往是在施工中構(gòu)件上受到了不適當(dāng)?shù)氖┕ず奢d或者上部建筑物過早施工。3、沉降裂縫即因地基差異沉降或構(gòu)件結(jié)合不

4、良、剪應(yīng)力超過設(shè)計(jì)強(qiáng)度而產(chǎn)生的一種混凝土裂縫，多見于填土地基、樁基沉降不均勻的各種基礎(chǔ)與墻體。這種裂縫一般與地面垂直，或成300400角方向發(fā)展，寬度因荷載大小而異，與沉降值成比例。沉降裂縫危害極大，并且很難處理。因此在設(shè)計(jì)上必須采取有效措施，在先期探測、施工和使用過程中斗要加強(qiáng)觀測和巡視。4、溫度裂縫如混凝土水化時(shí)產(chǎn)生的大量水化熱得不到散發(fā)，導(dǎo)致混凝土內(nèi)外溫差較大，使混凝土的形變超過極限引起裂縫。當(dāng)有約束時(shí)，混凝土熱漲冷縮所產(chǎn)生的體積漲縮，因?yàn)槭芗s束力的限制，在內(nèi)部產(chǎn)生了溫度應(yīng)力，由于混凝土抗拉強(qiáng)度低，容易被溫度引起的拉應(yīng)力拉裂，從而產(chǎn)牛溫度裂縫。由于太陽暴曬產(chǎn)生裂縫也是工程中最常見的現(xiàn)象溫

5、度裂縫多發(fā)生在大體積混凝土表面或溫差變化較大地區(qū)的混凝土結(jié)構(gòu)中。其走向通常無規(guī)律，大面積結(jié)構(gòu)裂縫?？v橫交錯(cuò)；梁板類長度尺寸較大的結(jié)構(gòu)，裂縫多平行于短邊；深入和貫穿性的溫度裂縫一般與短邊方向平行或接近平行，裂縫沿著長邊分段出現(xiàn)，中間較密。裂縫寬度大小不一，受溫度變化影響較為明顯，冬季較寬，夏季較窄。高溫膨脹引起的混凝土溫度裂縫是通常中間粗兩端細(xì)。而冷縮裂縫的粗細(xì)變化不太明濕。此種裂縫的出現(xiàn)會(huì)引起鋼筋的銹蝕，混凝土的碳化，降低混凝土的抗凍融、抗疲勞及抗?jié)B能力等。二、混凝土裂縫的預(yù)防方法1、設(shè)計(jì)方面在構(gòu)件截面允許、配筋率不變而且在澆筑方便的情況下，鋼筋直徑越細(xì)、間距越小則對(duì)預(yù)防開裂越有利。設(shè)計(jì)上要注

6、意到那些容易開裂的部位，如深基與淺基、高低跨處等，應(yīng)考慮由于地基的差異沉降或結(jié)構(gòu)原因而引起的薄弱環(huán)節(jié)，在設(shè)計(jì)中加以解決。2、施工方案與預(yù)防方面施工方案主要應(yīng)確定一定的澆筑量，施工縫間距、位置及構(gòu)造、澆筑時(shí)間、運(yùn)輸及振搗等。一次澆筑長度由垂直施工縫分割，最好是設(shè)置在變截面處或承受拉、剪、彎應(yīng)力較小的部位。除控制一次澆筑厚度外，分層位置即水平施工縫設(shè)留位置也應(yīng)加以注意。如果必須在夏季施工，則應(yīng)采取材料降溫措施來控制混凝土入模溫度。采取良好的施工方案與預(yù)防措施，對(duì)控制混凝土裂縫有著很大的關(guān)系。3、施工質(zhì)量方面由于施工質(zhì)量原因而產(chǎn)生的裂縫發(fā)生率在95%以上，如果在施工階段控制住了裂縫，則在使用階段開裂

7、的可能性也就小了。因此，施工階段是裂縫預(yù)防的主要階段，在施工階段要注意以下幾個(gè)問題：混凝土要有合適的配合比，選擇合適的配合比，不僅要滿足強(qiáng)度要求、施工要求，還要考慮從防止產(chǎn)生裂縫的需要出發(fā)。適當(dāng)?shù)倪x擇好水灰比，在滿足強(qiáng)度的原則下，盡可能減少水泥用量。鋼筋的成型和模板安裝位置要準(zhǔn)確、牢固，以免施工中發(fā)生變形。鋼筋上的污物和氧化層要清除，以免影響?zhàn)そY(jié)力。澆筑和振搗操作要合理，特別是振搗操作技術(shù)往往不被人們所重視。振搗不足就無法保證混凝土應(yīng)有的密實(shí)度。過分的振搗則對(duì)水泥混凝土均勻有害，要恰到好處。4、養(yǎng)護(hù)方面養(yǎng)護(hù)的目的是使混凝土正常硬化，強(qiáng)度增長，不受或少受外界影響。關(guān)鍵是設(shè)法使混凝土溫度慢慢下降到

8、接近外界氣溫，縮小降溫過程的溫差。以便減小溫度應(yīng)力，盡量防止裂縫的產(chǎn)生。常規(guī)的養(yǎng)護(hù)方法是噴水，對(duì)一般混凝土結(jié)構(gòu)，減少表面收縮，防止龜裂是可行的。大體積混凝土由于塊體內(nèi)外溫度不一致，強(qiáng)度增長不同，常常是在強(qiáng)度增長慢的表面開裂，其養(yǎng)護(hù)就不能只滿足于常規(guī)方法。具體說，盡量晚拆模，拆模后要立即覆蓋或及時(shí)回填，避開外界氣候的影響，養(yǎng)護(hù)期應(yīng)以混凝土強(qiáng)度增長最快的階段為準(zhǔn)，即728 d。三、混凝土裂縫的處理方法1、表面修補(bǔ)法該法適用于縫較窄，用以恢復(fù)構(gòu)件表面美觀和提高耐久性時(shí)所采用，常用的是沿混凝土裂縫表面鋪設(shè)薄膜材料，一般可用環(huán)氧類樹脂或樹脂浸漬玻璃布。2、充填法當(dāng)裂縫較寬時(shí)，可沿裂縫砼表面鑿成v形或u形

9、槽，使用樹脂砂漿材料進(jìn)行填充，也可使用水泥砂漿或?yàn)r青等材料。3、注入法當(dāng)裂縫寬度較小且較深時(shí)，可采用將修補(bǔ)材料注入混凝土內(nèi)部的修補(bǔ)方法，首先裂縫處設(shè)置注入用管，其他部位用表面處理法封住，使用低粘度環(huán)氧樹脂注入材料，用電動(dòng)泵或手動(dòng)泵注入修補(bǔ)。如果裂縫影響到結(jié)構(gòu)安全，可采取圍套加固法、鋼箍加固法、粘貼加固法等結(jié)構(gòu)加固法。此方法屬結(jié)構(gòu)加固，須經(jīng)設(shè)計(jì)驗(yàn)算同意后方可進(jìn)行。4、圍套加固法在周圍尺寸允許的情況下，在結(jié)構(gòu)外部一側(cè)或數(shù)側(cè)外包鋼筋砼圍套，以增加鋼筋和截面，提高其承載力；對(duì)構(gòu)件裂縫嚴(yán)重，尚未破碎裂透或一側(cè)破裂的，將裂縫部位鋼筋保護(hù)層鑿去，外包鋼絲網(wǎng)一層；大型設(shè)備基礎(chǔ)一般采取增設(shè)鋼板箍帶，增加環(huán)向抗拉強(qiáng)度的方法處理。5、鋼箍加固法在結(jié)構(gòu)裂縫部位四周加u型螺栓或型鋼套箍將構(gòu)件箍緊，以防止裂縫擴(kuò)大和提高結(jié)構(gòu)的剛度及承載力。加固時(shí)，應(yīng)使鋼套箍與混凝土表面緊密接觸，以保證共同工作。6、粘貼加固法將鋼板或型鋼用改性環(huán)氧樹脂和粘結(jié)劑，粘結(jié)到構(gòu)件砼裂縫部位表面，使鋼板或型鋼與混凝土連成整體共同工作。粘結(jié)前，鋼材表面進(jìn)行噴砂除銹，混凝土刷凈干燥，粘結(jié)層厚度可為l4 mm。結(jié)束語：總之，混凝土作為水利水電工程建設(shè)中最為常用的施工材料，混凝土施工質(zhì)量的好壞對(duì)水利水電工程的質(zhì)量具有重要的影響。因此，在水利水電工程施工中，必須嚴(yán)格控制和減少混凝土中裂縫產(chǎn)生