浅析砼裂缝防治与处理验证

浅析砼裂缝防治与处理验证

高竹军   芮跃军

宝应县氾水水务站 江苏 宝应 225800

［摘要］在工程施工中有时会产生砼裂缝，本文分析了产生裂缝的原因，提出了防治措施以及处理后的验证方法。

关键词：砼裂缝   防治  验证

1、工程概况

宝应县位于里下河腹部宝应运东地区，境内水网密布，外部既有流域性洪水威胁，内部也存在着区域性涝水危害，特殊的区域地理位置，致使该县洪涝灾害频繁。宝应县水务局根据建设发展需要和打造区内景观需要，实施了 2022 年度城区防洪工程，通过新建城市河东闸站、城东排河节制闸以实现缩短防洪战线，打造河道景观，提升区域排涝动力，完善区域防洪体系，改善区域内水环境。

本次工程新建城市河东闸站、城东排河节制闸，具有汛期挡洪、抽排、自排和枯水期反向保水等功能。项目的实施将提升片区排涝能力，优化防洪分区布局，缩短防洪战线，有利于城市的开发建设，同时可以保障规划区正常的景观生态水深需求。本次工程的主要内容为：1、新建城市河东闸站，节制闸采用单孔净宽 5m 平面直升钢闸门，泵站设计抽排流量 12.0m3/s，布置 4 台900ZLB-125 型轴流泵。2、新建城东排河节制闸，采用穿堤涵闸型式，涵洞采用 2.5×2.0m C25 钢筋砼箱涵，洞首设 2.5×2m 铸铁闸门。

2、存在问题与处理方案

2023年4月，在水利工程市级稽察中发现，城市河东闸站工程出水侧墩墙存在7处竖向裂缝，1号机与2号机之间、3号机与4号机之间隔墩裂缝，位置对称且长度大致相等。施工单位未对裂缝进行观测和记录。

2023年4月30日上午，宝应县城市河道整治工程建设处邀请江苏省水科院专家及业主、设计、监理、施工等代表现场查看，共发现7处裂缝，具体为南侧边墩1处，其余6处都在中墩两侧位置，均位于水泵出水平台以下。该部位所浇筑的砼为普通型C25W4F50商品混凝土。经分析裂缝的形成可能是砼受温度收缩影响，现场测量缝长1.5~1.9m，现场测量有个别缝宽达到0.3mm，其余在0.3mm以下。分析认为：裂缝部位长期处在水下（检修期除外），对结构不产生重大影响，但需要进行处理，现场需加强对所有裂缝进行观测，形成记录，待稳定后进行处理，具体处理方案有2种：1、环氧涂料封闭，2、缝内注浆，然后进行表面封闭（灌浆压力控制在0.2-0.4MPa）。

专家分析：1、裂缝性质：根据裂缝发生的位置、形态、裂缝走向、分布等情况等，初步判定属于温度裂缝（温度收缩裂缝）。2、修补方案：裂缝修补采用表面开槽填封边胶封闭，再用灌浆胶进行灌浆处理，方案基本可行。裂缝修补处理后对站墩、翼墙安全和使用没有影响。3、建议：（1）、修补前继续做好裂缝观测。（2）、裂缝修补处理后放水前对裂缝表面再采用环氧涂料封闭保护。

裂缝处理结束后经钻芯检测，样品外观浆液饱满，无裂缝。后向水利工程质量安全监督站进行质量缺陷备案。

3、砼裂缝种类与控制措施

3.1沉降裂缝

3.1.1原因分析

沉陷裂缝是建筑物建成后各部分发生不均匀沉降而引起的，多为贯穿性的，其位置与沉陷方向一致。建筑物墙体的八字形或倒八字形的裂缝是典型的沉陷裂缝。在混凝土施工中，因模板刚度不足、支撑间距过大、过早拆模等因素也会出现沉陷裂缝。裂缝一般较大，较深，有一定的规律性，多沿土质分界线分布，往往严重影响建筑物的外观，并危及结构的耐久性。

3.1.2控制措施

（1）在基础设计时确保持力层的承载力与地基的均匀受力，在层高不同的部位以及新老建筑物连接处设置沉降缝。

（2）在施工中，模板要有足够的强度和刚度，并支撑可靠；另外，注意施工顺序，如先高层后低层，先主体后裙房。

（3）施工前要做好地质勘测工作，选择好的持力层，竣工后要避免地基受到雨水等浸泡。

3.2温度裂缝

3.2.1原因分析

水泥水化过程中会放出大量的水化热，由于热量的的传递、积存，混凝土内部最高温度大约发生在浇筑后的3~5d。由于混凝土内部和表面散热条件不同，所以混凝土中心温度高，形成温度梯度，产生温度变形和温度应力。当温度应力超过混凝土的抗拉强度时，就会产生温度裂缝。这种裂缝的特征是裂缝出现在混凝土浇筑后的3~5 d，最初裂缝很细，呈裂纹状，随着时间的延长而不断扩展，甚至达到贯穿裂缝。

3.2.2、控制措施

（1）优先选择中热水泥甚至低热水泥；可充分利用混凝土后期强度，将56d或90d抗压强度代替28d抗压强度作为设计强度。

（2）浇筑大体积混凝土结构时，应考虑在保证强度指标的情况下，掺加一定量活性掺合料（如粉煤灰、矿渣微粉等），活性掺和料对水泥的替代率越大，降低混凝土温升的效果越好。

（3）在混凝土中掺加一定量的具有减水、增塑、缓凝、引气的外加剂，改善混凝土拌合物的流动性、粘聚性和保水性。

（4）对大体积混凝土，控制混凝土料的入模温度，掌握好浇筑的时间，加强养护；一般在浇筑完成后，对混凝土表面进行覆盖，并进行测温跟踪，以保证混凝土内外温差不超过25

℃。

3.3干缩裂缝

3.3.1原因分析

由于水泥混凝土养护不当，水泥混凝土表面水分蒸发过快，体积迅速收缩，而内部温度变化小，收缩小，从而使表面的收缩变形受到内部水泥混凝土的约束，产生拉应力，引起水泥混凝土表面裂缝，这类裂缝的宽度可大可小，小的细如发丝，大的可到毫米，其长度可由几厘米到几米，深度一般不超过5cm，分布的形状一般是规则的。 由于混凝土蒸发干燥非常缓慢，产生干燥收缩裂缝多数在一个月以上，有时甚至一年半载，而且裂缝发生在表层很浅的位置，裂缝细微，有时呈平行线状或网状。由于碳化和钢筋锈蚀的作用，干缩裂缝不仅损害薄壁结构的抗渗性和耐久性，也会使大体积混凝土的表面裂缝发展成为更严重的裂缝，影响结构的耐久性和承载能力。

3.3.2控制措施

（1）选择适合的水泥品种和用量：一般水泥的需水量越大，混凝土的干燥收缩越大。所以，宜采用中低热水泥和粉煤灰水泥，减少收缩。

（2）混凝土的干缩受用水量影响很大，在同一水泥用量条件下，混凝土的干燥收缩和用水量成正比。综合水泥用量和用水量来考虑，水灰比越大，干燥收缩越大。因此，在混凝土配合比设计中应尽可能将每立方混凝土的用水量控制在170kg以下。施工混凝土的用水量绝对不允许大于配合比设计给定的用水量。

（3）掺加减水剂，特别是同时掺加粉煤灰的双掺技术不会增大干缩值，但是具有引气作用的减水剂有增大混凝土干缩的趋势，因此，要选用干燥收缩小的外加剂。

（4）在混凝土终凝之前进行早期保温、保湿养护，可一定程度上减少干燥收缩。

3.4沉降收缩裂缝

3.4.1原因分析

沉降收缩裂缝约在混凝土浇筑后半小时发生，并在硬化时停止。其形成原因是浆体在浇捣后发生不均匀沉落，粗骨料下沉，水泥净浆上浮，当沉降受抑制（如钢筋或预埋件的阻挡）时使混凝土因剪切而开裂。此外在表面形成的浮浆层也会因泌水而开裂。沉降收缩裂缝是在泵送混凝土现浇的各种钢筋混凝土结构中，特别是板、墙面系数大的结构之中，经常出现一种早期裂缝。这种裂缝位于钢筋上部，裂缝中部较宽、两端较窄、呈梭状。与混凝土上表面垂直，其深度往往从表面一直延伸到钢筋表面。如果不加以预防和消除，将会加速钢筋的锈蚀。裂缝宽度1mm～4mm，深度不一。

3.4.2控制措施

（1）混凝土用水量越大，越易引起沉降裂缝。所以，要严格控制混凝土单位用水量在170kg／m3，水灰比在0.6以下。对于泵送混凝土，在满足泵送和浇筑要求时，宜尽可能减少坍落度。

（2）掺加适量、质量良好的泵送剂和掺合料，改善工作性和减少沉陷。

（3）混凝土的搅拌时间要适当，时间过短、过长都会造成拌合物的均匀性变差而增大沉陷。

（4）混凝土的凝结时间不宜过长，凝结时间越长，越易引起沉降裂缝。

（5）混凝土浇筑时，下料不宜太快，防止堆积或振捣不充分。

（6）在炎热的夏季和大风天气，为防止水分蒸发激烈，形成内外硬化不均和异常收缩引起裂缝，应采取缓凝和覆盖措施。

（7）混凝土应振捣密实，但应避免过振。截面厚度相差较大的构筑物，可先浇筑较深部位，静止2h～3h，待沉降稳定再与上部薄截面混凝土同时浇筑；进行二次振捣，一般在混凝土浇筑1h～1.5h后，混凝土尚未凝结之前。

3.5塑性收缩裂缝

3.5..1原因分析

塑性收缩是指混凝土在凝结之前，表面因失水较快而产生的收缩的裂缝。塑性收缩裂缝一般在干热或大风天气出现在暴露于空气中的混凝土表面，裂缝较浅，长短不一，短的仅20cm～30cm，长的可达2m～3m、宽1mm～5mm，裂缝互不连贯，类似干燥的泥浆面。其产生的主要原因为：混凝土在终凝前几乎没有强度或强度很小，或者混凝土刚刚终凝而强度很小时，受高温或较大风力的影响，混凝土表面失水过快，造成毛细管中产生较大的负压而使混凝土体积急剧收缩，而此时混凝土的强度又无法抵抗其本身的收缩，因此产生龟裂。影响混凝土塑性收缩开裂的主要因素有水灰比、混凝土的凝结时间、环境温度、风速、相对湿度等。

3.5.2、控制措施

（1）选用干缩较小早期强度较高的硅酸盐或普通硅酸盐水泥，严格控制水泥用量和掺合料的用量。气温较低时，在混凝土中掺加促凝剂，以加速混凝土的凝结和强度发展。掺加一定量的纤维如钢纤维、聚丙烯纤维等。

（2）浇筑混凝土前，将基层和模板浇水湿透，避免吸收混凝土中的水分。

（3）振捣密实，减少混凝土的收缩量。

（4）混凝土浇筑后，在初凝前完成抹平工作，终凝前完成压光工作，建议采用二次抹压工艺。抹光后及时用潮湿的草袋或塑料薄膜覆盖养护，也可喷涂混凝土养护剂。

（5）在气温高、风速大、干燥的天气施工时，加挡风设施。混凝土浇筑后应及早进行喷水养护，使其保持湿润。大面积混凝土宜浇完一段，养护一段。

（6）大体积混凝土宜分层、分段或采用跳仓法施工，也可埋设导管利用水循环降低中心温度。

4、结语

产生砼裂缝的原因很多，其中既有环境因素，更多的却是人为因素。特别是人为的设计、监管、养护的不合理会给水利工程使用埋下隐患，使工程的耐久性达不到设计使用年限。要想从根本上杜绝，就要在设计、施工等各个阶段采取各种控制措施；在施工阶段要保证主楼裙房的先后次序，各种降低水化热的措施；在砼拆模后，要及时组织人员检查砼表面有没有裂缝，如果有，要完善裂缝观测记录，找出产生裂缝的原因。裂缝处理方案经专家论证后，形成处理意见，裂缝稳定后进行处理，处理后进行钻芯取样检测，验证处理结果。

参考文献

[1]杨丽.水利施工中的混凝土裂缝控制探析[J].现代物业（中旬刊），2018（02）：123.

[2]张广久.试论水利施工中砼裂缝产生的原因及防治[J].河南科技，2018（01）：95-97.

［作者简介］高竹军，（1970—），男，江苏省宝应县，本科，工程师，研究方向：工程运行管理。