堤防工程裂缝成因及加固方法探究

 　摘 要：水利工程混凝土堤防工程在众多影响因素中，坝体的开裂在实际工程中是一个较为普遍的现象。裂缝的存在，会影响其强度和耐久性，对结构产生有害的影响；有的甚至引起严重的渗漏，导致工程不能正常使用，影响工程寿命和经济效益。 

　　关键词：堤防工程 裂缝成因 加固方法 

　　1 堤防工程混凝土裂缝产生的可能原因 

　　1.1 原材料质量不合格引起的裂缝 

　　（1）水泥。水泥如果安定性不合格会引起裂缝，此类裂缝表现为龟裂。 

　　（2）砂石骨料。①砂石含泥量超标。②砂石级配差。③碱骨料反应。 

　　（3）拌和水及外加剂。拌和水或外加剂中氯化物等杂质含量过高时引起钢筋锈蚀而造成混凝土裂缝。 

　　1.2 收缩裂缝 

　　混凝土的收缩引起收缩裂缝。收缩的主要影响因素是混凝土中的用水量和水泥用量，混凝土中的用水量和水泥用量越高，混凝土的收缩就越大。选用水泥品种的不同，干缩、收缩的量也不同。 

　　1.3 温差裂缝 

　　混凝土内部和外部的温差过大会产生裂缝。温差裂缝的主要影响因素是水泥水化热引起的混凝土内部和混凝土表面的温差过大。堤防工程混凝土因其体积大更易发生此类裂缝。 

　　2 堤防工程混凝土的裂缝预防控制措施 

　　2.1 控制水泥品种与用量 

　　理论研究和工程实践证明大体积混凝土产生裂缝的主要原因就是水泥水化过程中释放了大量的热量。因此，在大体积混凝土施工过程中，我们要合理的选择水泥的品种，不同品种水泥的水化热是不同的。水泥水化热的大小及速度取决于水泥内矿物成分的不同。水泥矿物中发热速率最快和发热量最大的是铝酸三钙，其他成分依次为硅酸三钙、硅酸二钙和铁铝酸四钙。另外，水泥水化热的大小与水泥颗粒的粗细程度有关，水泥越细发热速率越快，水化热对裂缝的影响也越大。因此，我们在大体积混凝土施工中应尽量使用矿渣硅酸盐水泥、火山灰水泥。水泥品种是一个方面，同时我们要尽量的减少混凝土中水泥的实际用量，这样能直接减少水化热产生的热量，但要在合理范围内，避免由于水泥用量过低，造成构件的设计强度减小，造成结构安全隐患。 

　　2.2 优化大体积混凝土设计 

　　大体积混凝土一般用于建筑物或构筑物基础等，主要利用混凝土的抗压性能，因此大体积混凝土不布置钢筋或者布筋较少，为了增强混凝土的抗拉性能，减少裂缝的出现。在裂缝易发生部位如孔洞周围以及转角处布置一些钢筋，让钢筋代替混凝土承担拉应力，这样会使工程成本稍微加大，但是这样对工程的施工质量和构件的强度会有大大的提高，可以有效的控制裂缝的产生与发展。 

　　其次，结合大体积混凝土在整个工程的部位和起到的作用，在力学、结构安全能满足使用要求的前提下，合理安排和布置变形缝，这样可以非常有效的防止伸缩裂缝，减小大体积混凝土的个体体积，从总体上减小了个体的水泥水化热的热量。同时，减少混凝土保护层厚度等也可以在一定程度上减少裂缝的产生。 

　　2.3 掺加外加料和外加剂 

　　众所周知，我们平常使用的商品混凝土中，生产厂家会掺加一定的粉煤灰，粉煤灰的掺加会对混凝土质量进行改善。在大体积混凝土中掺入一定量的粉煤灰后，不仅可以提高混凝土的和易性，还可以增加混凝土的密实度，提高抗渗能力，减少混凝土的收缩变形，减少水泥用量。要降低大体积混凝土的水泥水化热引起的内部温升，防止结构出现温度裂缝，利用粉煤灰作混凝土的掺合料是最有效的方法之一，而且该方法经济实惠，材料来源广泛。 

　　2.4 骨料的选择与控制 

　　如果施工部位或者构件允许，在骨料的选择上应该选取颗粒比较大的碎石，碎石的强度要高，同时要合理搭配，使碎石骨料有科学合理的连续级配。使大体积混凝土达到较小的空隙率及表面积，从而减少水泥的用量，降低水化热，减少大体积混凝土凝结过程中的干缩变形，达到预防混凝土裂缝的目的。 

　　2.5 混凝土裂缝检查与处理 

　　对于表面裂缝因为其对结构应力、耐久性和安全基本没有影响，一般不作处理。对深层裂缝和贯穿裂缝可以采取凿除裂缝，可以用风镐、风钻或人工将裂缝部位凿除，直到看不见裂缝为止，凿槽断面为梯形再在上面浇筑混凝土。加设钢筋网片，在处理较深的裂缝时，一般是在混凝土已充分冷却后，在裂缝上铺设1～2层的钢筋后再继续浇筑混凝土。对比较严重的裂缝可以采取水泥灌浆和化学灌浆。水泥灌浆适用于裂缝宽度在0.5 mm以上时，对于裂缝宽度小于0.5 mm时应采取化学灌浆。化学灌浆材料一般使用环氧-糠醛丙酮系等浆材。 

　　3 结语 

　　综上所述，通过坝体混凝土裂缝形成原因的分析，裂缝是堤防工程混凝土中普遍存在的问题，不仅影响结构功能，承载能力，而且还可能造成质量事故。因此，不仅要在施工中采取有效的措施预防控制裂缝的产生，而且要对已经出现的裂缝认真分析，采取合理的修补措施进行处理。 

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