探讨水坝混凝土结构裂缝的产生原因和预防

作者： 赵翠萍

来源：《科技资讯》 2013年第13期

赵翠萍

(陕西省延安市子长县无定河流域治理办公室 陕西子长 717300)

摘 要:在水坝等水利工程建设之中,很容易出现混凝土结构裂缝的现象,一旦出现混凝土结构裂缝,将会严重的影响大坝或水利工程的安全运行。产生混凝土结构裂缝的原因有很多,对于大坝来言,裂缝产生的主要原因是坝基基础土体湿陷变形,分析和探寻水坝混凝土结构裂缝产生的原因并结合实际实施有效的预防措施,有助于维护水坝的长期安全运行,发挥更好的经济效益和社会效益。

关键词:水坝 混凝土结构裂缝 原因 预防

中图分类号:TV331 文献标识码:A 文章编号:1672-3791(2013)05(a)-0058-01

在水坝等水利工程建设之中,一旦出现混凝土结构裂缝,将会严重的影响大坝或水利工程的安全运行,本文通过对水坝混凝土结构裂缝危害进行分析,对其产生的原因进行探讨,提出一些合理的预付措施,希望对水坝的长期安全运行提供一些帮助。

1 水坝混凝土结构裂缝的内涵

水泥混凝土由于混凝土本身水泥的性质及在硬化过程中或硬化过程后容易受到周围环境的影响而产生裂缝。从裂缝产生的大小划分的话,可以分为允许裂缝和不允许裂缝。允许裂缝为微裂,一般裂缝宽度在0.03 mm以下,肉眼看不到的细小裂缝,这种裂缝分布不规则,不连贯,属于水凝混凝土收缩作用下难以避免的裂缝,一般来说,允许裂缝不会对砼结构造成较大影响。

2 水坝混凝土结构裂缝危害分析

分析水坝混凝土结构裂缝产生的危害,可以有效的提高对裂缝产生的重视性,引导管理人员积极的检查是否存在裂缝,将分析混凝土结构产生裂缝的原因和预防措施放在重要高度。

2.1 影响整体结构

混凝土裂缝的产生会对混凝土整体的结构造成严重的破坏,如破坏混凝土结构的整体性,从而降低了混凝土的受力能力。受力能力的降低,影响着建筑整体的质量。当混凝土构件出现贯穿性裂缝的时候,想要恢复整个结构的整体性能就十分的困难,一旦出现较大裂缝的存在,可能发展成为破坏性极大的深层裂缝或贯穿裂缝,最终致使整体结构崩溃。

2.2 降低结构耐久性

混凝土的耐久性主要包括抗渗性、抗侵蚀性、碳化性和抗冻性四种性能。如果混凝土结构处于冰点以下的环境,混凝土结构容易发生冻融破坏情况,其表现为混凝土表面剥落,严重会露出混凝土中的石子,从而引发混凝土材料中碱的反应导致混凝土内部发生膨胀、开裂。当混凝土结

构在侵蚀性环境条件下,会随着被侵蚀的过程发生水泥石化等物理、化学反应,严重的降低混凝土强度及耐久性。

2.3 结构功能降低

对于水坝工程来说,裂缝的出现,将会严重的影响到整体的结构功能,裂缝的产生致使抗渗性能力下降,导致水量的浪费,更为严重的是,抗渗能力的下降,就限制了蓄水位的功能。对于水坝混凝土面板,由于外部环境作用,容易产生早期温度裂缝,并出现裂缝分布在整个截面,降低了整体的结构性功能。

3 水坝混凝土结构裂缝产生的原因

水坝混凝土结构中出现裂缝的危害十分的大,探索水坝混凝土结构中出现裂缝的种类和裂缝产生的原因,对于采取有效的措施和方法维护水利工程的安全持久运行有着重要的指导意义。

3.1 水坝工程混凝土结构裂缝的种类

对水利工程混凝土结构中出现裂缝的种类进行划分,可以更好的选择裂缝处理的措施。其种类可以通过检测进行鉴定,确定出裂缝的宽度及深度,针对不同结构和受力情况进行分析,进而确定出处理措施。

根据不同的方法,对裂缝的分类也有所不同。为了确定裂缝的种类,需要采用专业的检测鉴定机器设备及专业的检测人员进行检测,其中主要的现代化检测仪器装备如下:裂缝测探仪、裂缝测宽仪、裂缝宽度变化检测仪和超声波探测仪等,通过实际的检测结果进行定量、定性分析,最终将裂缝分为应力裂缝、温度裂缝或收缩裂缝等。

3.2 水坝工程混凝土结构裂缝产生的原因

(1)在大体积混凝土进行水化时,会在混凝土内部出现大量的水化热,导致混凝土内部和外部的温度落差,致使混凝土释放内部水化热而出现极度变形导致裂缝出现;(2)在混凝土硬化过程中,受到体积收缩的约束,导致混凝土部分或整体组件发生变形而引起裂缝出现;(3)混凝土的体积膨胀或收缩,加上受到约束力的限制,会在混凝土内部产生温度应力,温度应力导致拉伸现象,致使混凝土产生温度裂缝;(4)在混凝土拌合过程中,水泥与其他物料进行拌合的时候,会发生化学反应,从而导致吸水太多,体积增大,最终导致混凝土因胀裂而出现裂缝。

4 水坝混凝土结构裂缝的预防措施

4.1 水坝混凝土结构裂缝控制原理

水坝混凝土结构裂缝产生的原因有很多,合理设计混凝土配合比,提高施工技术水平可以最大限限度的减少裂缝的产生,有些裂缝的出现是不可以避免的,只能选择预防措施。即使是在预防之后,也会出现裂缝,此时就需要查明裂缝产生的原因并采用合适的方法进行处理,尽量的减少裂缝对整体的结构影响。

对水坝混凝土结构裂缝进行控制的原理指出,从裂缝产生的原因着手,可以有效的将裂缝控制在一定允许范围内;降低混凝土的外部约束和内部拉应力,提高混凝土抗拉强度和极限值,可以有效的将少混凝土结构裂缝的出现。根据水坝混凝土结构裂缝控制理论,可以将控制阶段分为设计阶段和施工阶段两个阶段,在设计阶段,需要由设计人员,针对混凝土的强度、结构等进行充分的研究和设计,施工阶段则需要最大限度的减少混凝土内外温差、结构变形等现象。优化结构设计和施工,可以有效的预防和控制裂缝产生的规模和影响。

在施工中采用最优最合理的施工方案,可以有效的预防裂缝的产生,如今最常见最有效的施工方案当属充填式灌浆技术。

4.2 填充式灌浆技术

填充式灌浆技术一般分为人工造孔、选土制浆、灌浆、封孔四个步骤。人工造孔是是指为了避免裂缝进一步恶化,可以在其周边人工开出梅花形孔,并根据不同的需要,将土与混凝土进行一定比例的配合进行灌浆,最终达到固定整体、防止裂缝恶化的目的。灌浆之后需要封孔,并向孔内灌注稠浆或制浆土料保证封实。

5 结语

水坝混凝土结构裂缝的出现,会降低水坝工程整体的抗渗能力及承载能力,严重会威胁到水坝的安全运行。严格的进行混凝土结构设计并规范施工方法,可以有效的避免混凝土结构裂缝的出现。一旦发现裂缝出现,需要分析裂缝的种类并采取相对应的措施进行处理,严格控制裂缝的恶化,保证水坝整体的安全有效运行。

参考文献

[1] 刘永康.水坝混凝土结构裂缝产生的原因和预防措施[J].科学之友,2012(11):79-80.

[2] 李雪红,叶燕华.水工混凝土结构裂缝主要成因挖掘的粗集方法[J].东南大学学报:自然科学版,2006(S2):145-149.