衬砌混凝土裂缝产生原因及防治措施.doc

渠道混凝土衬砌裂缝产生原因及防治措施
张振虎（中国水利水电第十三工程局有限公司二公司，253009，13573455202）
叶 芳（中国水利水电第十三工程局有限公司三公司，253009）
刘桂霞（中国水利水电第十三工程局有限公司三公司，253009）

摘 要：对渠道混凝土衬砌裂缝产生的原因进行了分析并提出了衬砌混凝土裂缝的防治措施。
关键词：衬砌混凝土，裂缝，施工，防治

1 引言
渠道混凝土衬砌在施工过程和使用过程中会经常出现裂缝，它不仅影响渠道的美观，也会影响渠道使用性能和使用寿命。本文根据实践经验分析了衬砌混凝土裂缝产生的原因，并提出了防治措施。
2 裂缝产生的原因
混凝土是一种以砂石骨料、水泥、水及其他外加材料按适当比例配合，经过均匀拌制、密实成型及养护硬化而成的人工石材。造成渠道衬砌混凝土裂缝的原因很多，主要有坡基的不均匀沉降，衬砌混凝土的温度应力、干缩、材料、配合比及施工方法等。
沉陷裂缝是由于地基土质不均、开挖坡基扰动或浸水造成的地基不均匀沉降所致。在挖渠时对坡基原状土的扰动致使坡基土密实度达不到要求，且回填难度较大，均匀性差，难以承受衬砌混凝土的压力，造成混凝土板沉陷扭曲、移位甚至坍塌。此类裂缝多为贯穿性裂缝，较大的沉陷裂缝有一定的错位。
温度应力裂缝的成因较为复杂，基本的成因是混凝土浇筑后，水泥与水反应产生水化热，使得混凝土板内部温度不断升高，而外界气温不断变化，相邻部位的混凝土由于温度和温降的不同而造成温差，由此产生温度应力，当温度应力超过混凝土的极限抗拉强度时，就产生温度应力裂缝。
干缩裂缝主要是混凝土表面失水或者自身收缩的原因而形成的裂缝。另外烈日暴晒，混凝土收缩值大以及现场养护措施不到位，也会致使混凝土早期脱水，引起收缩裂缝。
在现场浇捣混凝土时，振捣方法不当，漏振、过振或振捣棒抽撤过快均会影响混凝土的密实性和均匀性，诱导裂缝的产生。
3 根据实践经验着重谈一下渠道衬砌混凝土裂缝防治措施
3.1严格控制渠道土方的填筑质量
预防沉降裂缝必须做好渠道基础的处理，遇到不符合设计要求的软弱地基必须经处理达到要求后方可进行下一道工序的施工。
在回填土之前，一定要清除带有树根、杂草、垃圾、废渣等不适合填筑的杂土，严格控制土块粒径。要注意回填土料的含水量，在其较低时，要在取土区周围修筑围堰，洒水车对土料场进行灌水，充分调节土料的含水率，试验检测人员应反复对土料的含水率进行检测，采取全断面采掘的方式挖料来增强土料的均匀性，利用反铲将土料拌制均匀后再装车拉运至渠道填筑施工现场。在渠道填筑面将土料摊铺均匀后，对土料含水率要再次进行检测，确保土料达到最优含水率要求。
在回填土时一定要按规定的施工方法和工艺进行接缝处理，杜绝欠压、漏压、超压。相邻施工段的作业面均衡上升，如不可避免出现高差时，以斜坡面相接。如结合面土料含水量较低时，要进行撒水刨毛处理。
按碾压试验和根据现场施工条件修订后确定的碾压参数控制铺料厚度、加水量、碾压遍数。按规定的取样频率和试验项目进行现场取样检查，及时对实验数据进行整理和统计分析，用质量管理图进行质量管理，提高质量管理水平。如填土出现“弹簧”、层间光面、层间中空，松土层或剪力破坏现象时，应根据情况认真处理。
由于气候等原因停工的填筑工作面应加以保护，复工时必须仔细清理，经验收合格后，方准填土，并作记录备查。在雨季时，填筑土料应根据施工条件采取必要的措施，防止施工过程中含水量的增加，保证填筑质量。碾压时应注意保持填筑面平整，以防雨水下渗和避免积水。雨后填筑面应晾晒或加以处理，并经检验合格后，方可继续施工。
3.2严格控制渠道土方的开挖质量
渠道开挖前，要进行精确测量放样，在渠道开挖时要采用挖掘机倒退法进行分段开挖，且不得超挖。
为了保证开挖后的边坡和渠底平整，在二次机械精修时应在挖掘机斗牙处焊接一块钢板。开挖时要预留20cm的保护层以免扰动渠道的土基。人工开挖保护层时，要按给定的高程和边坡线进行开挖。及时把挖掉的土进行清理，随开挖随转运，不要将多余的土长时间堆放在工作面上。在渠底和边坡修整时，根据设计高程，挂线施工，万一出现局部超挖现象，则利用修整的土料洒水夯实回填，经检验合格后方可进行下道工序施工。
3.3材料选择和混凝土配合比控制
在拌制混凝土时一定要选用级配优良的砂、石原材料，含泥量应符合规范要求。在配合比设计中应尽量控制好水灰比，同时掺加合适的减水剂。配合比设计中砂率、水灰比选择不当会造成混凝土和易性差，导致混凝土离析、泌水、保水性不良，增加收缩值。
配合比设计人员应深入施工现场，依据施工现场的施工工艺及浇注后的混凝土板的质量，合理选择好混凝土的设计坍落度，塌落度变大，收缩值会增加。针对现场的砂、石原材料质量情况应及时调整施工配合比，尽量避免衬砌混凝土裂缝的产生。另外在施工中必须要严格按着混凝土的施工配合比施工。
3.4混凝土的施工方法及温度控制
在混凝土浇筑前，一定要在坡面洒水、但注意要适量。铺设土工膜时，要根据当地气温变化幅度和产品说明书预留出温度变化引起的伸缩量。铺设后的土工膜应自然松弛与支持层贴实，不得有悬空，以不影响混凝土的厚度而造成混凝土板的开裂。
渠道浇筑采用跳仓法浇筑，先底板后边坡，以避免坡面上的混凝土板产生滑动。对于衬砌混凝土板裂缝的产生，实际上振捣也是很重要的，振捣捧要快插慢拔，根据不同的混凝土坍落度正确掌握振捣时间，避免过振或漏振。混凝土板在初凝后，要合理增加抹面次数以排除泌水、混凝土内部的水分和气泡。
混凝土的浇筑温度和最高温升均应满足规范规定，尽量缩短混凝土运输及等待卸料时间，混凝土运输工具要采取隔热遮阳措施以减少混凝土运送过程中的温升，入仓后及时进行平仓振捣，加快覆盖速度，缩短混凝土的暴露时间。
采取措施降低混凝土的入仓温度。在夏季应事先对混凝土骨料、水泥采取预冷防热措施、搭设凉棚避免阳光直晒，另外降低施工用水温度。在浇筑时间和施工组织上合理安排，春、秋季多浇，夏季不宜在上午浇筑，以免在混凝土升温恰值气温最高时而加剧。渠道的重要地段尽量安排在低温季节、低温时段浇筑，以降低混凝土入仓温度，避免出现温度裂缝。
3.5混凝土养护问题
加强混凝土的养护工作是预防混凝土表面裂缝的重要环节，在衬砌混凝土浇筑完毕后，应按施工技术方案及时采取有效的养护措施，并应符合下列规定：根据施工条件采用洒水养护。应在浇筑完毕后的12h以内对混凝土加以覆盖并保湿养护。
混凝土浇水养护的时间：对采用硅酸盐水泥、普通硅酸盐水泥或矿渣硅酸盐水泥拌制的混凝土，不得少于7d；对掺用缓凝型外加剂或有抗渗要求的混凝土，不得少于14d；浇水次数应能保持混凝土处于湿润状态；混凝土养护用水应与拌制用水相同。
采用塑料布覆盖养护的混凝土，其敞露的全部表面应覆盖严密，并应保持塑料布内有凝结水。
在衬砌混凝土未达到规定的强度前不得拆模，而且不得踩踏混凝土和在其上堆放施工器具及材料。

4 结束语
渠道衬砌混凝土产生裂缝的原因很多，有时是多种因素共同作用的结果。经过多年的实践经验得之，控制裂缝必须要从渠道基础的回填开挖及混凝土材料的选择、配比、浇注和养护等多方面入手。在混凝土衬砌的施工过程中，只要认真采取以上所述混凝土裂缝的各种防治措施，对混凝土裂缝进行认真研究、科学对待，渠道衬砌混凝土裂缝就能够得到良好的控制。