平流泵站施工中水工混凝土裂缝的预防与处理

时间日期：2010-8-5 已被阅读次：[5982]

佛山市佛利建设工程有限公司　李恭华

　　[摘　要]　在水利工程施工中混凝土结构的裂缝是一较普遍存在又难以解决的实际问题，
　　　　　　　本文对水利工程施工中混凝土结构常见的一些裂缝问题进行简要的分析，结
　　　　　　　合佛山市禅城区平流泵站工程简要阐述在施工中对裂缝的具体控制措施及裂
　　　　　　　缝的常用处理办法。
　　[关键词]　混凝土　裂缝　预防与处理

　　一、前言
　　混凝土是一种由砂石、水泥、水及其他外加剂等材料混合而成的水硬性建筑材料，由于
在混凝土硬化时的变形及施工时的不利环境和人为因素会造成混凝土结构出现各种裂缝，有
些是表面裂缝，有些是深层裂缝，严重的甚至是贯穿裂缝，水工混凝土结构常年处在水环境
中，会因为裂缝的存在使内部的钢筋锈蚀，降低混凝土的承载力、耐久性，对有抗渗要求的
部位会因为裂缝的存在大大降低其抗渗能力缩短混凝土的使用寿命，严重的威胁到工程的安
全运行，大量的混凝土工程实践证明：在工程施工中裂缝问题是难以避免的，只有在施工中
采取有效的技术措施来控制裂缝的产生，尽量避免有害裂缝的出现，确保工程质量。
　　混凝土裂缝产生的原因有很多，在混凝土硬化时及硬化后和使用中受各种因素影响而产
生变形，如化学收缩、干湿变形、温度变形及不均匀沉降引起的变形，也有养护不当引起的
裂缝等，按照成因大致分为：（1）混凝土拌合物凝结前的沉降及塑性收缩裂缝；（2）混凝
土温度应力裂缝；（3）混凝土受外力及荷载影响裂缝，因此，出现裂缝后，就要分析裂缝
的形成原因，哪些裂缝是有害裂缝，哪些裂缝是无害裂缝，以及采取何种办法来处理。
　　佛山市禅城区平流泵站位于南顺二联围南线桩号k8＋692处，即平流水闸下游35米处，
是一座以排涝为目的泵站，设计装机三台，装机容量2700kw，排涝流量30.09m3/s。工程主
要内容：进水渠、清污机闸、进水前池、泵房、出水箱涵、防洪闸、出水渠以及管理楼等；
本工程混凝土浇筑总方量12000立方，全部采用商品混凝土泵送入仓。为预防混凝土结构中
出现裂缝，针对混凝土裂缝出现的各种原因采取必要的技术措施，在实际施工取得较好的效
果，也有不尽人意的地方有待改进。
　　
　　二、混凝土工程中的裂缝及预防
　　1、混凝土拌合物凝结前的沉降及收缩裂缝
　　（1）、混凝土拌合物凝结前的沉降裂缝
　　这种裂缝的发生，往往是使用塌落度较大的混凝土拌合物而发生的裂缝，塌落度较大的
拌合物在初凝前，粗骨料处于一种自由体，虽然经过振动密实，但粗骨料在自身重量作用下
还会缓慢下沉，素混凝土内部下沉是均匀的，在混凝土硬化过程中，表面的裂缝一般是施工
人员用素浆找平后而形成的，这些裂缝是素浆在硬化时产生的收缩裂缝；只要在混凝土初凝
时予以压光即可解决；而钢筋混凝土在初凝前，钢筋下方的混凝土继续下沉，上方混凝土被
钢筋的支护，混凝土表面沿着钢筋的走向产生裂缝，这种裂缝的深度一般只达到钢筋为止。
　　（2）、早期混凝土收缩裂缝
　　这种裂缝一般出现在较薄的混凝土结构（如楼面混凝土），断面厚度≤300mm、混凝土
坍落度>100mm时最容易发生。这种裂缝产生的原因是混凝土拌合物在浇捣完毕后，内部的水
份一部分泌出流失，一部分被水泥水化作用，另一部分被蒸发，尤其是在干热、风较大的季
节混凝土表面水分挥发快，造成毛细管中产生负压使体积急剧收缩而发生裂缝。
　　在平流泵站施工中为控制这种裂缝出现采取以下几种措施：
　　（1）、加强混凝土浇筑前对工人的技术交底，纠正工人师傅的错误认识；在混凝土工
程施工中对表面有平整度要求的部位工人往往为方便收面容易采用在表面洒大量水泥干粉的
办法，这种办法最容易产生表面裂缝，因此对工人要强调应采用原浆收面的办法；在混凝土
结构表面有装修要求的部位（如管理楼楼面）浇筑混凝土时，工人错误的认识以为表面没有
光面要求就待混凝土浇筑完以后还没初凝就简单抹平后收工，没认识到混凝土终凝前的二次
抹面的重要性而产生裂缝，因此应加强二次抹面工序交底与监督。
　　（2）、严格控制混凝土的水灰比，加强进场商品混凝土塌落度检测，对人工入仓料塌
落度控制在8～10cm左右，泵送料控制在12～16cm左右。
　　（3）、在平流泵站管理楼及厂房上部结构施工时已是炎热的夏季，进行混凝土浇筑时
尽量选在夜间施工，避免混凝土表面失水太快。
　　（4）、加强混凝土的养护，在进行表面积较大的部位施工时，对已终凝的部位随时采
用表面覆盖潮湿的麻包袋办法。
　　2、混凝土温度应力裂缝
　　温度应力裂缝的一般出现在较大体积的混凝土结构中，混凝土硬化期间水泥放出大量水
化热，内部温度不段上升，如果混凝土体积较大，大量的热量就会聚集在混凝土内部不易散
发，导致内部温度急剧上升，而表面热量散发较快，这样就形成混凝土内外较大温差，从而
引起内外热胀冷缩的程度不同，使混凝土表面产生拉应力，在混凝土硬化后期，水化热渐减
少，混凝土内部开始降温至稳定温度为止，由于受到基础或老混凝土的约束，又会在混凝土
内部出现拉应力，当这些拉应力超出混凝土的抗裂能力时，即会出现裂缝。
　　水利工程中，大中型水闸和泵站中底板以及泵站的流道层的混凝土结构较大，特别是流
道层结构复杂，周围刚性连接的结构物体积大小不一，方向各异，约束复杂，当混凝土发生
收缩时，流道混凝土极易产生裂缝，应该从多方面采取措施，防止裂缝的产生；平流泵站工
程的底板长26M、宽20M、厚度1.5M，水泵层进水流道部分除进水流道壳体以外全是实体混凝
土，局部厚度近3M，在此部位的混凝土施工时，处理不当经常会出现裂缝，为了防止此类裂
缝，从控制温度和改善约束条件两个方面着手，采取的措施如下：
　　（1）采用低热的水泥品种，从源头控制混凝土水化热的产生。采用改善骨料级配，掺
粉煤灰，减水剂等措施以减少混凝土中的单位水泥用量，与提供商品混凝土的厂家实验室协
商采用最优混凝土配合比。（2）气温炎热天气浇筑混凝土时减少浇筑层厚，一般控制在500
mm以内，以便于表面散热；第二层浇筑必须在第一段砼初凝前浇筑完毕。（3）夏季施工中
长期暴露的混凝土浇筑块表面及侧边，及时覆盖麻包袋，设置专人洒水养护时间不少于14d
，避免内部水分蒸发过快，产生裂缝。（4）改善约束条件的措施是：在混凝土结构施工时
合理地分区分块施工，尽量保持构筑物的整体性，少设施工缝，特是要控制设置垂直施工缝
，由于立式泵房水下部分结构复杂，施工时将分为底板、水泵层、连轴层、通风层、电机层
五部分施工。
　　3、荷载变形裂缝
　　这种裂缝一般可分为两种情况造成：一是在混凝土结构还未达到设计要求的强度时，被
车辆或重物的碾压或撞、砸而造成；二是即使混凝土已经达到了设计强度，而在混凝土墙壁
或薄壁结构物上撞击或超荷载堆放而造成的裂缝。后者出现的裂缝一般较为明显，属于贯穿
的裂缝。在工程施工中为赶工期，大面积楼板浇筑后没够24小时工人就上去进行下一部的施
工，将大量的模板钢筋存放在混凝土面上，容易使混凝土楼面受荷载影响产生裂缝，在平流
泵站施工中，特别是面板混凝土施工后，严格按混凝土施工规范要求，待混凝土强度达到2.
5mpa后才允许工人上去施工，堆放建筑材料一定要经技术人员允许后才实施。
　　
　　三、裂缝的处理
　　裂缝的出现会危害混凝土的各种性能，因此根据裂缝的具体情况，我们要分析原因及时
处理，保证建筑物的安全运行。
　　修补的措施有：表面修补、灌浆、嵌缝封堵法，结构加固法、混凝土置换法等。
　　1、表面修补：是一种简单常见的修补方法，主要运用于对混凝土结构承载力没影响的
表面裂缝，通常是在混凝土表面涂抹水泥浆、环氧胶泥以及沥青等防腐材料。
　　2、灌浆嵌缝封堵法：灌浆法主要适用对结构整体有影响或有防渗要求的裂缝修补，采
用压力设备将胶凝材料压入混凝土裂缝中，凝结后与混凝土形成一个整体，从而起到封堵加
固的目的，常用的胶凝材料有：水泥浆、环氧树脂、聚氨酯等化学材料；嵌缝法也是在裂缝
封堵中常见的一种办法，主要针对裂缝宽度较大的现象，它通常是将裂缝处凿槽，在槽中堵
塑性或刚性的止水材料，以达到封闭裂缝的目的，常用的塑性材料聚氯乙烯胶泥、塑料油膏
、丁基橡胶等，常用的刚性止水材料为聚合物水泥砂浆。在平流泵站工程处理泵房前墙上裂
缝漏水现象就是采用灌浆法处理的，先在裂缝处按一定的间距打入金属喷浆嘴，然后用压浆
机将环氧树脂压入混凝土裂缝中，从而起到封堵的目的，效果明显。
　　3、结构加固法：此种方法针对那些影响混凝土结构力学性能的裂缝，结构加固中常用
的主要有以下几种：1加大结构截面积，在结构的角部外包型钢、采用预应力法加固、粘贴
钢板加固、增加支撑加固以及喷射混凝土补强加固等。
　　4、混凝土置换法：混凝土置换法是处理因裂缝的存在致使混凝土结构严重失效的一种
办法，就是将损坏的混凝土凿除彻底，然后重新浇筑高标号的混凝土。

　　四、结论
　　裂缝是水工混凝土结构中不易消除的一种现象，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
响建筑物的承载力，因此对裂缝的成因应进行认真分析，区别对待，采用合理的办法来进行
处理，在实际施工一线要不断积累经验，采取各种有效的措施来预防裂缝的出现和控制其发
展，保证水工建筑物的安全运行。
　　参考文献：
　　1、水工混凝土施工规范中国国家经济贸易委员会发布 2001年12月
　　2、水利水电工程质量监控与通病防治中国环境科学出版社 1999年
　　3、泵站施工规范中国水利部发布 1999年3月

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