水坝混凝土结构裂缝产生的原因和预防措施

-精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 1 水坝混凝土结构裂缝产生的原因和 预防措施 摘要：在水库蓄水期间，坝坡容 易出现局部裂缝，发生裂缝的原因主要 是由于坝基基础土体的湿陷变形引起的。 水坝混凝土结构开裂后，其性能与原状 混凝土性能相差很大，则严重影响结构 的长期安全和耐久运行。本文分析了混 凝土结构裂缝产生的原因和机理，并从 各个环节提出了预防裂缝的综合措施， 提到采用充填式灌浆法处理土坝宽深裂 缝，用以确保混凝土的质量，减少裂缝 的发生。 中国论文网 /2/view-12868039.htm 关键词：水坝裂缝；混凝土；充 填式灌浆法；预防措施 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 2 中图分类号： TV331 文献标识 码：A 文章编号： Abstract: in the reservoir impounding period, dam slope prone to local crack, happen the cause of the tear is mainly because of the dam foundation soil foundation caused by deformation of wet fall. Dam cracking of concrete structure, its performance and the original concrete performance can vary widely, are in serious affect the structure of long-term safety and durability operation. This paper analyzes the concrete structural cracks cause and mechanism, and put forward to prevent from each link of cracks in the comprehensive measures mentioned the filling type grouting method to deal with wide deep cracks modes, to ensure quality of concrete, reduce the occurrence of cracks. Keywords: dam crack; Concrete; Filling type grouting method; Prevention -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 3 measures 近几年，在水坝工程施工、检 查过程中，发现部分工程不同程度出现 裂缝，混凝土结构裂缝的防治已列为水 库工程质量检查的重点。为进一步加强 混凝土结构的质量管理，预防和控制混 凝土裂缝，对已经产生裂缝的混凝土结 构，及时分析原因，采取有效的处理方 法进行处理，确保混凝土主体结构安全 性和耐久性。 一、水坝混凝土结构裂缝的内涵 水泥混凝土由于水泥本身的性 质和混凝土在硬化过程中或硬化后在其 他外界不利因素的影响下，极易产生裂 缝。从裂缝的大小上来分，可分为允许 的裂缝（微裂）和不允许的裂缝（宏观 裂缝） 。微缝一般裂缝宽度在 0.03mm 以内，用肉眼是看不见的，这种细小裂 缝的分布是不规则、不连贯的，这种裂 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 4 缝是由于水泥砼本身的收缩引起的。凡 用水泥做粘结料所形成的砼，这种收缩 是不可避免的，由于裂缝宽度较小，对 砼结构无多大影响。宏观裂缝一般裂缝 宽度大于 0.03mm，用肉眼可以看到， 产生这种裂缝，一般是在微裂的基础上， 由于受到外荷载作用，较大的温差变化， 施工管理和施工方法不当等因素的影响， 使裂缝逐渐增大，把不连贯的裂缝互相 连在一起，形成宽长的裂缝，此种裂缝 对结构影响很大，应尽量避免出现。为 控制砼产生裂缝，尤其是宏观裂缝，有 必要找出裂缝的原因，采取有效的措施， 避免裂缝的发生。 二、水坝混凝土结构裂缝产生的 原因 钢筋混凝土结构的裂缝产生的 原因主要有：由于结构的实际工作状态 与设计模型的差异而产生的结构次应力 引起的裂缝；由外部荷载引起的裂缝缝 隙，按常规计算的各种荷载而引起的； -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 5 由温度差、收缩、膨胀、不均匀沉降等 因素产生的变形应力而引起的裂缝，施 工中可以采取措施避免。水坝混凝土结 构中，由于结构截面大，水泥用量多， 水泥水化释放的水化热能产生很大的温 度变化和收缩作用，是导致水坝混凝土 裂缝的主要原因。 1、水化热产生裂缝的机理 （1）水坝混凝土结构的截面尺 寸较大，在施工过程中，由水泥水化过 程中释放出大量水化热量，由于混凝土 体积大，热量散发不易，造成温升较大， 从而导致混凝土体积增大。当这种变形 不受约束时，混凝土结构内部不会产生 应力。但实际上这种变形肯定会受到约 束，约束有两种。一是混凝土与外部环 境温度差异引起的约束；另一种是由于 内部的条件而不同产生的约束，以上两 种约束产生的应力为温度应力。 （2）湿度变化引起的混凝土内 部各单元体之间相互约束，产生的应力 为干缩应力。因为湿度传导率远小于热 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 6 度传导率（约为 1/1600） ，所以，它主 要产生在混凝土表面附近：另外，混凝 土自身体积变形不能自由伸缩所产生的 应力，称为自身体积变形应力；还有地 基不均匀沉降、模板走样也会产生相应 的变形应力。对于水坝混凝土结构施工 中，当混凝土浇筑体的边界无约束时， 在早期水化热的温度迅速升高阶段，由 于混凝土内、外散热条件不同，形成温 度梯度，表面受拉，内部受压。当拉应 力超过混凝土抗拉强度时，混凝土表面 就产生裂缝。在混凝土的降温阶段，混 凝土的温差引起的变形加上混凝土的体 积收缩变形，受到地基和结构边界条件 的约束时，在浇筑体的中央断面产生了 内部拉应力，当该拉应力超过混凝土抗 拉强度时，混凝土整个截面就产生了贯 穿裂缝。 三、水坝混凝土结构裂缝的预防 措施 水坝混凝土结构裂缝的发生的 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 7 原因很复杂也是不可避免的，混凝土裂 缝的防治重点在于“ 防” ，而不在于 “治”。 在采取了控制措施后，由于各种原因仍 可能有少量的混凝土裂缝发生。当这些 裂缝发生后，必须先查明裂缝产生的原 因，辨明裂缝的类型，才能正确的选择 处理方法，同时要通过合理设计混凝土 配合比、正确选用原材料、合理设计建 筑结构、加强施工监控、严格遵守施工 技术规程、提高施工技术水平，这样才 有可能最大程度减少混凝土结构裂缝的 产生，把裂缝宽度控制在设计范围内， 尽量减少裂缝造成的危害。 水坝混凝土结构裂缝控制原理 是：降低混凝土外部约束与非线性降温 和收缩所产生的拉应力，提高混凝土相 应龄期的抗拉强度和极限拉伸，以确保 混凝土抗裂的安全度要求。必须从混凝 土产生裂缝的几个主要原因着手，才能 有效地将裂缝控制在允许范围内。一般 可分为两个控制阶段：设计阶段和施工 阶段。设计阶段由设计人员对混凝土强 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 8 度等级、建筑结构形式等统筹设计，有 效的进行裂缝的控制。施工阶段则采取 加入外加剂的方式改善混凝土性能、降 低水泥水化热、降低混凝土内外温差、 结构中设置施工缝或变形缝、加强混凝 土中的配筋率等措施来减少混凝土的收 缩，防止混凝土产生有害裂缝。由于水 坝混凝土结构各项指标均要求较高，并 且普遍都采用泵送混凝土，因此合理设 计配合比是有效控制和预防混凝土裂缝 发生的基础。应该根据工程所处条件， 对水灰比、砂石率、水泥用量及掺合料 的用量等进行优化设计，选择最优最合 理的方案。现在比较常采用的解决方案 是充填式灌浆技术，主要施工流程如下。 1、人工造孔。根据土坝坝体 灌浆技术规范规定，充填式灌浆孔一 般布置在隐患处或附近，按多排梅花孔 布孔。灌浆孔沿裂缝布置为单排，分序 布置。施工期间待梯形槽开挖成形后， 用人工在槽底采用钢管打孔。打孔结束 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 9 后，立即在钢管内下 PVC 灌浆管，然 后缓慢抽出钢管。考虑到裂缝向下发展 的不确定性因素，在管壁上打梅花形孔， 这样可以保证灌浆管穿越裂缝，灌浆管 内的浆液通过裂缝处的小孔灌入裂缝。 充填式灌浆是利用浆液自重将浆灌注。 2、选土制浆。在大坝周围选用 适宜的土料，送样检验合格后，拉运至 现场，人工过筛备用。现场配备一个敞 口水罐作为泥浆池，将灌浆土料提前浸 泡数小时搅拌成浆，然后用水泵抽到砂 浆泵上部的搅拌斗中搅拌配置，灌浆前 再通过过滤筛。灌浆浆液满足土坝坝体 灌浆技术规范的规定，将水与灌浆土料 按照一定的配合比来配置浆液。 3、灌浆。现场各项工作就绪后， 打开砂浆泵搅拌斗料口放浆，按照灌浆 设计确定的施工顺序进行灌浆，开始先 用低密度的浆液起灌，达到疏通管道和 坝体裂缝通道的目的，同时也可以先使 细小裂缝填充稀浆。 4、封孔。当浆液升至灌浆孔口， -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 10 经连续复灌 3 次不再吃浆时，即认为裂 缝已经灌饱、灌满、灌实，可以停止灌 浆。当每孔灌完后，待孔周围泥浆不再 流动时，将孔内泥浆取出，扫孔到底， 向孔内灌注稠浆或含水量适中的制浆土 料捣实。 四、结语 综上所述，水坝混凝土裂缝是 混凝土结构中存在的一种现象