時間：2022-02-12 04:37:23
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中圖分類號：TV331文獻標(biāo)識碼： A
引言
混凝土是由水泥、摻和料、外加劑和水配制的膠結(jié)材料漿體將分散的砂、石經(jīng)攪拌粘結(jié)在一起的工程材料。硬結(jié)的混凝土是一種多元、多相、非勻質(zhì)的水泥基復(fù)合材料，具有較高的彈性模量，較低的抗拉強度，在受約束條件下只要發(fā)生少許收縮，產(chǎn)生的拉應(yīng)力往往會大于該齡期混凝土的抗拉強度，導(dǎo)致混凝土發(fā)生裂縫?；炷猎跐沧⒊尚秃?，骨料對漿體產(chǎn)生約束，使混凝土內(nèi)部從一開始產(chǎn)生微裂縫，在環(huán)境溫度、濕度、荷載等因素作用下，這些微裂縫就可能發(fā)展為宏觀裂縫。由于混凝土本身材性所導(dǎo)致的裂縫主要有以下幾類：
1、塑性收縮裂縫
混凝土在初凝前由于水分蒸發(fā)，內(nèi)部水分不斷向表面遷移，形成混凝土在塑性階段體積收縮。一般混凝土的塑性收縮約為1％，坍落度大的混凝土則可達2％。當(dāng)施工時溫度高，相對濕度較低時，混凝土內(nèi)部水分向表面遷移供應(yīng)不上蒸發(fā)量的情況下，表面失水干縮受下面混凝土的約束，表面會出現(xiàn)不規(guī)則的塑性收縮裂縫。這種塑性收縮裂縫在混凝土初凝前及時抹壓或二次振搗可以愈合，但是如果不及時處理，可能發(fā)展為貫通性有害裂縫。
2、水化收縮及自生干縮裂縫
水泥在水化反應(yīng)過程中，會產(chǎn)生水化收縮。硅酸鹽水泥的水化收縮量約為1％～2％。水化收縮在初凝前表現(xiàn)為漿體的宏觀體積收縮，初凝后則在已形成的水泥石骨架內(nèi)生成空隙。水泥在繼續(xù)水化過程不斷消耗水分導(dǎo)致毛細(xì)孔中自由水減少，濕度降低，在外部養(yǎng)護水供應(yīng)不充分的情況下，內(nèi)部產(chǎn)生自干燥現(xiàn)象。由于自干燥作用導(dǎo)致毛細(xì)孔內(nèi)產(chǎn)生負(fù)壓，引起混凝土自干燥收縮。由于一般混凝土的水膠比較高所以比較少發(fā)生自干燥收縮。但是對于高強商品混凝土水膠比可能小于0.35，自干燥收縮則不可忽略。
3、溫差脹縮裂縫
混凝土澆注后，水泥的水化熱使混凝土內(nèi)部溫度升高，一般每100kg水泥可以使混凝土溫度升高10℃左右，加入混凝土的入模溫度，在2～3d內(nèi)，內(nèi)部溫度可達50～80℃，而混凝土的線膨脹系數(shù)約為10×10－6/℃。試驗表面，在標(biāo)準(zhǔn)環(huán)境下，混凝土表面溫度和環(huán)境溫差大于25℃時，即出現(xiàn)肉眼可見的溫差收縮裂縫。對于大體積混凝土，溫差脹縮裂縫的影響非常大。
4、干燥收縮裂縫
混凝土在硬化以后，內(nèi)部的游離水會由表及里逐漸蒸發(fā)失水，導(dǎo)致混凝土由表及里逐漸產(chǎn)生干燥收縮。在約束條件下，收縮變形量導(dǎo)致的收縮應(yīng)力大于混凝土的抗拉強度時，混凝土就會出現(xiàn)由表及里的干燥收縮裂縫。早期的干燥收縮裂縫比較細(xì)微，隨著時間推移，混凝土大蒸發(fā)量和干燥收縮量逐漸增大，裂縫逐漸明顯，一般混凝土90d干縮率為0.04～0.06％，這是混凝土結(jié)構(gòu)比較普遍地發(fā)生裂縫的主要原因。
5、堿骨料反應(yīng)膨脹裂縫
堿骨料反應(yīng)一般需要幾十年的累計，才會使反應(yīng)產(chǎn)物積累到一定程度出現(xiàn)吸水吸濕膨脹，導(dǎo)致混凝開裂，并加速凍融、鋼筋銹蝕等綜合損壞。
從上面的分析可以看出很多因素都會導(dǎo)致混凝土產(chǎn)生不同程度的裂縫，針對上述幾種原因，預(yù)防裂縫的主要措施除了施工措施外，可以從下面幾個方面作些努力。
（1）混凝土除選擇發(fā)熱量低、含堿量低的水泥外，在工作性允許的情況下，在合理的水灰比條件下，減少摻水量，增加粗骨料用量。在合理的水灰比條件下，可以保證充分水化，減少塑性收縮，。減少用水量，這樣導(dǎo)致收縮開裂的漿體也就少了，而且水膠比低的漿體的收縮量較小，有利于防止混凝土裂縫。
（2）為了控制混凝土初凝前的塑性收縮裂縫，要將強混凝土的保濕養(yǎng)護，控制表面的水分蒸發(fā)速度。
前面論述了混凝土裂縫產(chǎn)生的材性原因及其預(yù)防措施，但是當(dāng)裂縫已經(jīng)發(fā)生存在，影響耐久性了，那就要采用修復(fù)補救措施來保持結(jié)構(gòu)的正常使用功能。修補處理一般采用表面處理、壓力灌漿、填充法等處理方法，具體的操作方法，這里不一一提及了，這里關(guān)注修補材料自生的有關(guān)性能。
混凝土修補為了達到耐久性目的，必須考慮影響設(shè)計和選擇修補措施的諸多因素。選擇修補材料是許多相關(guān)的措施之一，無論修補工作如何細(xì)心，修補材料的不恰當(dāng)使用都可能導(dǎo)致修補工作過早失效。
與現(xiàn)澆混凝土結(jié)構(gòu)物相比，修補材料的約束收縮，即通過先澆混凝土基面上的膠結(jié)材料產(chǎn)生的約束力是大大增加大多數(shù)修補工作復(fù)雜性的主要因素。當(dāng)相對薄的修補段由于修補材料干縮、自身體積變形和溫度變化時，修補材料也產(chǎn)生了收縮拉應(yīng)力。當(dāng)這些應(yīng)力超過修補材料的極限抗拉強度時，裂縫發(fā)生了。在大面積較厚的修補中，通過在修補的界面或收縮縫上涂抹防粘劑可使約束作用減到最小。在討論耐久、無裂縫的修補材料時，應(yīng)該考慮下述的材料的一些性能。
1、收縮
由于大多數(shù)修補是在老混凝土結(jié)構(gòu)上進行的，如果有干縮的話，老混凝土結(jié)構(gòu)干縮也很小。因此，修補材料基本上也一定要無收縮或即使有收縮但沒有失去粘結(jié)性。無 論任何原因，當(dāng)以水泥為主的修補材料失去水分時，它會收縮。而且，這種收縮通常被先澆混凝土的基面膠合力所約束。當(dāng)收縮引起的應(yīng)變超過修補材料的極限抗拉 強度時便產(chǎn)生裂縫。
修補材料的干縮早在的20世紀(jì)80年代已開始引起特別注意。例如,Gurjar 和 Carter (1987)報導(dǎo)了46種通常使用的修補材料中的 85％的收縮值超過了常規(guī)新澆混凝土的收縮值。使用C類粉煤灰似乎是解決收縮問題的可行方法。在配比中以C類粉煤灰代替50％的水泥在試驗期間收縮基本上是穩(wěn)定的。在隨后的試驗中，完全不摻水泥，只用少量的石膏與C類粉煤灰，初步試驗結(jié)果表明最佳的石膏含量大約是7％，這個配比表明28天齡期的收縮值不到萬分之一，大約不到硅酸鹽水泥砂漿的1/15，大約不到常規(guī)混凝土的1/50，抗壓強度可與這兩種砂漿相比。C類粉煤灰減少干縮的潛力有待進一步研究。
2、熱膨脹系數(shù)
研究混凝土修復(fù)材料的熱相容性在溫度經(jīng)常有很大變化的環(huán)境中是很重要的，特別是在大面積修補和覆蓋中。使用的修補材料如聚合物,有更高的熱膨脹系數(shù)，在修補中將經(jīng)常導(dǎo)致裂縫、剝落和分離。根據(jù)聚合物的不同類型，未加填料的聚合物的熱膨脹系數(shù)超過混凝土的6～14倍，在聚合物中增加填料或骨料將使情況有所改善。但是加骨料的聚合物的熱膨脹系數(shù)仍是混凝土的1.5到 5倍。結(jié)果是，含有聚合物的修補材料比混凝土基面更易收縮。當(dāng)修補材料出現(xiàn)膨脹時，先澆混凝土基面上膠結(jié)材料產(chǎn)生的約束力引起的應(yīng)力能使修補材料裂縫或出現(xiàn)翹曲和剝落。
3、抗拉塑性變形
在混凝土結(jié)構(gòu)物修補中，修補材料的塑性變形應(yīng)該與混凝土基面塑性變形類似，然而在保護性的修補中，更高塑性變形也有其優(yōu)點。對于后者，通過抗拉塑性變形釋放的應(yīng)力減少了裂縫發(fā)生的可能性。彈性模量E就工程而言，結(jié)構(gòu)修補材料的彈性模量應(yīng)該與混凝土基面的彈性模量相同，使載荷能均勻地穿過修補的地方。盡管如此，有較低彈性模量的修補材料將表現(xiàn)出較低的內(nèi)部應(yīng)力和較高塑性變形，這減少了非結(jié)構(gòu)性或保護性修補中裂縫和分離產(chǎn)生的可能。
4、拉應(yīng)力
拉應(yīng)力是指在沒有形成一條連續(xù)的裂縫時修補材料所能承受的最大應(yīng)變能力。達到極限應(yīng)力90％的拉應(yīng)變通常被定義為極限應(yīng)變。所有測量拉應(yīng)力(彎曲、直接拉伸和內(nèi)部約束)的常規(guī)方法中的應(yīng)變速率比在收縮過程中生產(chǎn)的應(yīng)變速率快很多。一旦超過最大拉應(yīng)力或者極限應(yīng)變，混凝土就開裂。
減少裂縫可以通過最大限度地減小干縮引起的應(yīng)變和最大限度地提高抗拉強度。在實踐中，可能很少選擇材料或修改配比，這樣對所有相關(guān)特性都有相當(dāng)大的影響。比如，在有裂縫傾向的硅酸鹽水泥修補砂漿中加入2種不同的聚合物，與對比組相比，乙烯基醋酸鹽砂漿有類似的收縮能力并增加抗拉塑性變形60 %，預(yù)期可能產(chǎn)生較高的抗裂能力。但實際不是這么回事，在模擬修補的材料中，使用乙烯基醋酸鹽砂漿產(chǎn)生了裂縫而丙烯酸砂漿不產(chǎn)生裂縫。顯然，丙烯砂漿較低的收縮值、較高的抗拉強度和很低的模量足以抵消較低的塑性變形。擁有較高的抗拉強度和較低模量的丙烯酸砂漿有助于達到較高的抗拉強度。
5、滲透性
滲透性即材料滲透液體或氣體的能力，在許多修補中是重要的材料性能。然而，不顧具體情況，規(guī)定采用低滲透性修補材料的趨勢應(yīng)該避免。同樣，注意到下列事實也 是重要的，即在修補中的產(chǎn)生的一些貫穿裂縫將大大抵消使用很低滲透性修補材料所帶來的好處。因此，在提出耐久性修補時，無裂縫的混凝土修補應(yīng)該是主要的目標(biāo)。
6、粘附/膠結(jié)
在大多數(shù)情況中，在修補材料和先澆混凝土基面之間膠結(jié)良好是成功修補的主要要求。準(zhǔn)備很好且結(jié)實的混凝土基面總能提供足夠的膠結(jié)強度。表面準(zhǔn)備所達到的標(biāo)準(zhǔn)最能體現(xiàn)出膠結(jié)的情況。直接的拉伸膠結(jié)試驗是評估修補材料、表面準(zhǔn)備和澆筑過程的最佳技術(shù)手段。
7、抗壓強度
一般認(rèn)為修補材料的抗壓強度應(yīng)該與先澆混凝土基面的抗壓強度相同。通常，修補材料的抗壓強度高于混凝土基面的抗壓強度，不一定就有多少好處。事實上，膠結(jié)材 料的較高強度表明其含有過多的水泥，這有助于產(chǎn)生更高的水化熱并增加干縮。另外，與高抗壓強度相聯(lián)系的較高的彈性模量將降低塑性變形。
結(jié)束語
為達到耐久的修補效果，必須通盤考慮影響設(shè)計和選擇修補手段的諸多因素，這里只是略提修補材料所要關(guān)注的一些特性。對混凝土使用中的裂縫及其耐久修復(fù)問題，我們要了解發(fā)生的機理，通過事前預(yù)防控制來減少混凝土的裂縫發(fā)生，同時通過有效的事后補救來達到保持結(jié)構(gòu)正常使用功能。
belong to common, universal materials, increasingly wide range of applications, the concrete strength is getting higher and higher, but due to the characteristics of the concrete, the concrete cracks are more and more. This article introduced the causes of cracks, fracture classification, repair technology and repair quality control, to provide a reference for engineering concrete crack.Key words: concrete; cracks; detection; repair
中圖分類號：TU375 文獻標(biāo)識碼： A 文章編號：2095-2104（2012）04-0020-02
1.前言
1.前言
發(fā)現(xiàn)混凝土裂縫后應(yīng)首先對裂縫的長度、寬度、形狀、部位進行檢測，根據(jù)檢測結(jié)果判別是否有害裂縫，并認(rèn)真分析原因，最后結(jié)合原因采取可行的修補措施，使得混凝土能夠具有設(shè)計要求的承載能力，消除質(zhì)量隱患、恢復(fù)使用功能。
2.混凝土裂縫的成因、表現(xiàn)和分類
2.1裂縫成因
混凝土產(chǎn)生裂縫的原因一般是原材料選配不當(dāng)或級配不良，如：水泥安定性不良或品種選用不當(dāng)，砂過細(xì)，骨料級配不當(dāng)；混凝土攪拌時間過短，振搗不良，澆筑速度過快，鋼筋設(shè)置不合理；使用中構(gòu)件承受的荷載不均勻或超出設(shè)計要求，造成裂縫；氣候過熱或過冷，造成溫度應(yīng)力使得混凝土開裂或受到化學(xué)侵蝕、地震等影響開裂。
2.2裂縫表現(xiàn)和分類
混凝土結(jié)構(gòu)的裂縫，按其成因可分為結(jié)構(gòu)性裂縫和非結(jié)構(gòu)性裂縫，按其表現(xiàn)形式可劃分為靜止裂縫、活動裂縫和尚在發(fā)展的裂縫。
（1）結(jié)構(gòu)性裂縫：由外荷載引起的裂縫，其分布及寬度與外荷載有關(guān)。這種裂縫出現(xiàn)，預(yù)示著結(jié)構(gòu)承載力可能不足或者存在其它嚴(yán)重問題。
（2）非結(jié)構(gòu)性裂縫：由變形引起的裂縫，如溫度變化、混凝土收縮等因素引起的裂縫。這種裂縫對結(jié)構(gòu)的承載能力影響較小。
（3）靜止裂縫：形態(tài)、尺寸和數(shù)量已穩(wěn)定不再發(fā)展的裂縫。
（4）活動裂縫：寬度在現(xiàn)有環(huán)境和工作條件下始終不能穩(wěn)定、易隨著結(jié)構(gòu)構(gòu)件的受力、變形或環(huán)境溫度、濕度變化而時張、時閉的裂縫。
（5）尚在發(fā)展的裂縫：長度、寬度和數(shù)量尚在發(fā)展，但經(jīng)歷一段時間后發(fā)展將會終止的裂縫。
裂縫按照寬度可分為微裂縫（寬度小于0.05mm）和宏觀裂縫。宏觀裂縫又可分為：溫度裂縫、荷載裂縫、變形裂縫。一般微裂縫不影響結(jié)構(gòu)使用，我們所說的裂縫一般是指宏觀裂縫。
3.裂縫檢測
3.1裂縫長度檢測
一般以裂縫兩端的實際走向長度定為裂縫長度，可用鋼尺丈量檢測。
3.2裂縫寬度檢測
一般以裂縫最寬處的尺寸作為裂縫寬度，可用鋼尺、裂縫卡、裂縫讀數(shù)放大鏡逐條測量。
3.3裂縫深度檢測
一般以構(gòu)件表面至構(gòu)件未裂部位的距離尺寸作為裂縫深度，可由鉆芯取樣法、超聲波法（含地質(zhì)雷達法）和灌注彩色液體法進行檢測。
3.4裂縫發(fā)展檢測
混凝土結(jié)構(gòu)裂縫的發(fā)展，通過檢測裂縫的數(shù)量增加，裂縫長度、寬度和深度的增大，確定裂縫的發(fā)展。
3.5裂縫長度變化監(jiān)測
在已觀察裂縫兩端，劃線作為裂縫的端點，并在旁邊記上觀測日期，定期進行觀察，查看裂縫是否伸出端點，若伸出，表明裂縫長度在伸長變化（見圖一）。
圖一：混凝土結(jié)構(gòu)裂縫長度變化監(jiān)測方法簡圖
3.6裂縫寬度變化監(jiān)測
在已觀察裂縫最寬的部位做上記號并粘貼玻璃條（3mm厚）或安裝百分表支座，定期觀察，若玻璃條被拉斷或百分表讀數(shù)顯示裂縫寬度增大，則表明裂縫寬度增大變化（見圖二）。
圖二：混凝土結(jié)構(gòu)裂縫寬度變化監(jiān)測方法簡圖
4.裂縫修補
4.1裂縫修補的作用
（1）抵御誘發(fā)鋼筋銹蝕的介質(zhì)侵入，延長結(jié)構(gòu)使用壽命；
（2）通過對混凝土補強保持結(jié)構(gòu)、構(gòu)件的完整性；
（3）恢復(fù)結(jié)構(gòu)的使用功能，提高其防水、防滲能力；
（4）消除裂縫對人們形成的心理壓力；
（5）改善結(jié)構(gòu)外觀。
4.2裂縫修補原則
4.2.1 規(guī)范原則
（1）可靠性鑒定確認(rèn)必須修補的裂縫，應(yīng)根據(jù)裂縫的種類進行修補設(shè)計，確定修補材料、修補方法和時間。
（2）混凝土結(jié)構(gòu)因承載力不足引起的裂縫，除按規(guī)范規(guī)定的適用修補方法進行修補外，還應(yīng)采用適當(dāng)?shù)募庸谭椒▽Y(jié)構(gòu)進行補強和加固。
4.2.2技術(shù)原則
（1）靜止裂縫：可即時進行修補；依據(jù)裂縫粗細(xì)和干濕環(huán)境選擇修補材料和修補方法。
（2）活動裂縫：修補時，應(yīng)先消除其成因，并觀察一段時間，確認(rèn)已穩(wěn)定后，再按靜止裂縫的處理方法進行修補；對于不能完全消除成因的裂縫，但確認(rèn)對結(jié)構(gòu)、構(gòu)件的安全性不構(gòu)成危害時，可使用具有彈性和柔韌性的材料進行修補。
（3）尚在發(fā)展的裂縫：不可即時進行修補；應(yīng)待裂縫停止發(fā)展后再進行適應(yīng)方法的修補或加固。
4.3裂縫修補方法
規(guī)范規(guī)定且工程常用的4種裂縫修補方法如表1所示。根據(jù)工程需要，4種裂縫修補方法可組合使用，以求達到最好的修補效果。
4.4裂縫修補材料
4.4.1 裂縫灌縫膠（注射劑）材料
裂縫灌縫膠（注射劑）材料主要采用改性環(huán)氧樹脂、改性丙稀酸樹脂和改性聚氨酯類材料制成。
4.4.2 裂縫注漿材料
聚合物水泥漿的聚合物材料有天然或合成橡膠漿、熱塑性或熱固性聚合物樹脂（主要為不飽和聚酯樹脂和環(huán)氧樹脂等）及水溶性聚合物（包括纖維素衍生物─基甲纖維素（MC）、聚乙烯醇（PVA）、聚丙烯鹽─聚丙烯酸鈣和糠醇等）。其摻入量為水泥質(zhì)量的5～25％。
4.4.3 裂縫封閉材料
（1）裂縫一般封閉主要采用環(huán)氧樹脂材料；
（2）裂縫表面封護增強材料，主要采用E型和S型GF布、CF布及其配套的膠粘劑。
4.4.4 活動裂縫修補材料
（1）主要采用無流動性的有機硅酮、聚硫橡膠、改性丙烯酸酯、聚氨酯等柔性的嵌縫密封膠類修補材料。
（2）活動裂縫修補材料還可用于混凝土與其它材料接縫界面干脆性裂隙的封堵。
4.4.5 潮濕環(huán)境裂縫修補材料
（1）含水率＞8％的混凝土構(gòu)件，裂縫修補材料應(yīng)選用能在水中固化的親水型環(huán)氧樹脂類材料制成的封縫膠、灌縫膠、注漿料及粘貼纖維布的配套膠；
（2）含水率＞8％的混凝土構(gòu)件，有條件干燥使其含水率下降時，可選用一般的通用型環(huán)氧樹脂類材料制成的裂縫修補材料。
4.5裂縫修補施工技術(shù)
4.5.1表面封閉施工技術(shù)
4.5.1.1涂刷樹脂膠液表面封閉施工技術(shù)
（1）先對裂縫封閉范圍的混凝土表面采用手提砂輪機打磨除去表層污漬，打磨范圍應(yīng)超出裂縫四周各200mm，打磨至露出混凝土新面，經(jīng)檢查合格后，再用吹風(fēng)機或空壓機吹風(fēng)清潔，并用丙酮涂刷或擦拭進一步清潔裂縫封閉范圍的混凝土表面。
（2）按照設(shè)計或產(chǎn)品說明書要求配兌環(huán)氧樹脂封縫膠，用毛刷或膠輥粘膠涂刷于要求裂縫封閉的混凝土表面。封縫膠應(yīng)分兩次縱橫向涂刷，后次縱向（或橫向）涂刷應(yīng)在前次橫向（或縱向）涂刷膠液成膜并指觸干燥時進行。每次涂刷應(yīng)細(xì)密重迭和均勻，保證涂刷膠液不流淌或流淌后應(yīng)即時補刷，膠液固化后膠膜均勻、密實封閉裂縫。
4.5.1.2 刮涂樹脂膠泥表面封閉施工技術(shù)
（1）先對裂縫封閉范圍的混凝土表面打磨除去表層污漬，打磨范圍應(yīng)超出裂縫四周各200mm，打磨至露出混凝土新面為止，然后吹風(fēng)清潔和用丙酮擦拭清潔干凈混凝土表面。
（2）按照設(shè)計要求配制環(huán)氧樹脂膠泥，每次配兌的膠泥數(shù)量以1小時內(nèi)能刮涂施工完畢為宜，配好的膠泥的黏稠度，應(yīng)既便于施工，又能保證工程質(zhì)量。
（3）采用灰刀和刮板將膠泥均勻、密實地刮涂和抹壓在裂縫封閉范圍的混凝土表面，膠泥應(yīng)縱橫向刮涂和反復(fù)抹壓，刮涂、抹壓次數(shù)不小于3次；第一次刮涂、抹壓的方向應(yīng)垂直于裂縫走向，使盡可能多的膠泥抹壓進入裂縫內(nèi)部，并與混凝土粘接牢固；膠泥固化（硬化）后膜層應(yīng)密實和均勻，無裂縫和孔洞。
（4）封縫膠泥硬化后，構(gòu)件表面應(yīng)打磨平順。
4.5.1.3 粘貼纖維布表面封閉施工技術(shù)
（1）先對裂縫封閉范圍的混凝土表面打磨除去污漬表層并使打磨后的混凝土新面堅實、平順，打磨范圍應(yīng)超出裂縫四周各250mm，然后吹風(fēng)清潔和用丙酮擦拭清潔干凈混凝土表面。
（2）按粘貼纖維布加固混凝土結(jié)構(gòu)的技術(shù)要求，先涂刷高強度、低粘度的底膠，并使底膠盡可能多地滲入裂縫中，凝膠后再用找平膠配兌膠泥修補整平封閉范圍的混凝土表面，凝膠后再一次打磨平順并吹風(fēng)清潔干凈。
（3）選擇GF布或及與其配套的浸漬膠，將纖維布粘貼于裂縫封閉范圍的混凝土表面，要求纖維方向垂直于裂縫走向，纖維布與混凝土應(yīng)密貼并張緊，纖維布超出裂縫四周每邊均不少于200mm，纖維布自身搭接長度不小于100mm。
（4）纖維布粘貼完畢后應(yīng)在其表面再涂刷一遍浸漬膠，并灑布一層石英砂，便于纖維布固化后在其上涂抹水泥漿或灰漿等其它飾面層，自檢合格后報工程監(jiān)理和質(zhì)監(jiān)單位檢查驗收。
4.5.2 灌縫膠注射修補施工技術(shù)
（1）騎縫打磨裂縫范圍的混凝土表面并吹風(fēng)清潔干凈，打磨范圍應(yīng)超出裂縫四周各50～100mm。
（2）騎縫粘貼固定專用注射器的BC基座，要求基座中心對準(zhǔn)裂縫中心，基座間距一般為200～400mm（即每延米裂縫粘貼3～6個），基座間裂縫表面刮涂環(huán)氧樹脂膠泥或粘貼GF布進行嚴(yán)密封閉防止壓注時灌縫膠從基座間裂縫中溢出。
（3）按設(shè)計要求和產(chǎn)品說明書要求配兌干燥型或潮濕型灌縫膠，每次配兌的灌縫膠數(shù)量以一次壓注完膠液不在注射器內(nèi)發(fā)熱、變稠和凝膠為限，做到專人配兌、專人檢核、稱量準(zhǔn)確、攪拌充分、即配即用。
（4）先將灌縫膠吸入注射器并用活動卡條固定，再將注射器裝入BC基座擰緊固定，全部注射器安裝完畢后松開固定卡條，使灌縫膠在注射器配套專用壓力筋作用下低速低壓連續(xù)自動地將灌縫膠源源不斷地壓入裂縫深處，一個注射器的灌縫膠注射完畢，立即換上另一個預(yù)先吸滿灌縫膠的注射器繼續(xù)壓注，直至裂縫完全灌滿為止。
（5）灌縫膠固化8小時后撤除注射器，剔除封縫膠泥或封縫GF布，用手提砂輪機打磨平順并吹風(fēng)清潔干凈，自檢后報工程監(jiān)理和質(zhì)監(jiān)單位檢查驗收。
4.5.3 壓力注漿修補施工技術(shù)
（1）注漿孔分為直接在裂縫表面固定注漿嘴（適用于一般結(jié)構(gòu)縫深≤1.2m的裂縫）和鉆孔埋管兩種。鉆孔埋管方式又分為騎縫孔（適用于縫深1～2m的裂縫）和穿縫斜孔（適用于深層裂縫）兩種。
（2）鉆孔埋管方式如圖三所示，鉆孔的孔徑為Φ20，孔深為100～150mm，孔距為800～1000mm，為避免鉆孔底部偏離縫面，管底距孔底要保留1/3孔深距離，即灌漿管僅埋入孔深的2/3左右，并防止砂漿堵孔。
（3）注漿嘴設(shè)置間距一般為200～500mm，應(yīng)設(shè)置在裂縫交叉點，裂縫較寬處和端部；注漿嘴或埋管固定好后，其間裂縫用環(huán)氧樹脂膠泥或GF布進行封縫。
（4）進行壓漿設(shè)備的適用性檢查和試壓，保證其流動度和適應(yīng)性，試壓在封縫膠泥或GF布固化后進行。若試壓氣壓達到0.5MPa時某注漿嘴仍不通氣，則說明該部位與其它壓漿嘴未連通，應(yīng)重新埋設(shè)注漿嘴，并縮短注漿嘴的間距；若封縫處肥皂水鼓泡，則說明該處漏氣，封縫不嚴(yán)密，應(yīng)重新封縫。在壓氣檢測中應(yīng)注意吹凈縫內(nèi)及孔內(nèi)灰塵及粉末。
（5）按照設(shè)計要求試配小批量注漿料送監(jiān)理和質(zhì)監(jiān)單位試驗檢測合格后，正式配兌大批量注漿料，按設(shè)計壓力對各壓漿嘴逐個進行壓漿。豎向裂縫壓漿時，應(yīng)按從下向上順序進行（圖四）；對板面貫穿性裂縫，宜從下向上注漿。
（6）注漿過程中出現(xiàn)下列標(biāo)志之一者，均表明裂縫處注漿飽滿，可轉(zhuǎn)入下一個注漿嘴繼續(xù)注射，直至整條裂縫注滿為止：
1）在注漿壓力下，上部注漿嘴有漿液流出，應(yīng)及時以膠泥或堵頭堵孔封閉上部注漿嘴，并維持原工作壓力1～2min；
2）當(dāng)存留在注漿器中的漿液（不得發(fā)熱、變稠）5min內(nèi)未見注入，或吸漿率小于0.05L/min；
（7）裂縫內(nèi)的注漿料全部凝固后，撤除壓漿嘴，剔除封縫膠泥或GF布并打磨平順、吹風(fēng)清潔干凈。
（8）深層裂縫注漿，一般情況下騎縫孔和穿縫斜孔兩種鉆孔并用。此時，騎縫孔先作排水、排氣用，待穿縫斜孔灌漿后，再灌騎縫孔。
圖三： 裂縫壓力注漿的鉆孔埋管方式
圖四： 裂縫壓力注漿的注漿過程
4.5.4 填充密封修補施工技術(shù)
（1）沿裂縫走向按設(shè)計和規(guī)范規(guī)定的剖面尺寸騎縫鑿槽或切槽，鑿槽或切槽應(yīng)延伸過裂縫末端，槽的端頭應(yīng)做成弧形，以避免該處應(yīng)力集中。鑿槽或切槽完成后，應(yīng)吹風(fēng)清潔干凈。
（2）當(dāng)設(shè)置隔離層時，槽底隔離材料應(yīng)采用不吸潮膨脹、且不與彈性密封材料及結(jié)構(gòu)材料相互發(fā)生反應(yīng)的材料，隔離材料應(yīng)緊貼槽底。
（3）采用圖五的構(gòu)造來處理活動裂縫或尚在發(fā)展的裂縫時，填入槽中的彈性密封材料宜低于構(gòu)件表面高度。
（4）采用微膨脹水泥砂漿、聚合物砂漿或細(xì)石混凝土填縫時，先用水潤濕槽內(nèi)壁及周邊，然后再填入灌縫材料，表面抹壓平整后，注意養(yǎng)護，以免表面出現(xiàn)裂縫
（5）采用改性環(huán)氧樹脂或彈性填縫材料填縫時，填實后應(yīng)粘貼GF布或CF布等增強纖維布封閉其表面，保護填縫料不壓壞和碎裂溢出（圖六）。
圖五：裂縫填充密封構(gòu)造
圖六： 裂縫填充密封的表面封閉構(gòu)造
5. 裂縫修補質(zhì)量控制
5.1 材料質(zhì)量控制
（1）裂縫注射、注漿修補材料的質(zhì)量應(yīng)符合相關(guān)規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的性能指標(biāo)，其它材料的質(zhì)量性能應(yīng)滿足相關(guān)技術(shù)規(guī)范、標(biāo)準(zhǔn)的要求。
（2）裂縫修補材料應(yīng)有產(chǎn)品合格證和質(zhì)量檢驗報告，產(chǎn)品合格證應(yīng)有出廠日期、數(shù)量、規(guī)格、保質(zhì)期，嚴(yán)禁使用過期及無合格證的材料；質(zhì)量檢驗報告應(yīng)由有檢測資質(zhì)的單位出具，并能反映出是該批材料的質(zhì)量指標(biāo)。
（3）裂縫修補材料進場后，應(yīng)按規(guī)定及時進行見證抽樣復(fù)檢，復(fù)檢不合格的材料不準(zhǔn)使用，檢驗合格批準(zhǔn)進場使用的材料，應(yīng)在干燥、清潔、遠(yuǎn)離高溫的環(huán)境下存放，并具有明顯的標(biāo)識。
（4）封縫膠、灌縫膠、注漿料和填縫料應(yīng)由專人配制，配比及稱量應(yīng)由第二人檢驗復(fù)核，并應(yīng)有每次配料的稱量記錄，以便出現(xiàn)問題時查找原因。
5.2 施工質(zhì)量控制
（1）裂縫修補實行全程質(zhì)量控制，施工現(xiàn)場管理有相應(yīng)的施工技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)、健全的質(zhì)量管理體系、施工質(zhì)量控制和檢驗制度，使建設(shè)單位、監(jiān)理單位和施工單位人員有章可循。
（2）裂縫修補施工，應(yīng)根據(jù)設(shè)計和相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范、規(guī)程要求，結(jié)合工程內(nèi)容和施工環(huán)境制定切實可行的施工組織設(shè)計和施工技術(shù)方案。對涉及結(jié)構(gòu)安全和人員安全的內(nèi)容，應(yīng)有明確的規(guī)定和相應(yīng)的措施。
（3）施工單位嚴(yán)格按照有關(guān)施工技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)和經(jīng)審批的施工組織設(shè)計、施工技術(shù)方案進行施工，并有完整的施工記錄和質(zhì)檢記錄；每道工序完成應(yīng)按規(guī)定檢查驗收，檢驗合格方可轉(zhuǎn)入下道工序施工。
（4）裂縫修補施工環(huán)境的溫度，應(yīng)滿足設(shè)計和規(guī)范要求，并避免在烈日、雨雪、風(fēng)沙天氣條件下施工，以減少環(huán)境對質(zhì)量的不利影響。
5.3 施工質(zhì)量檢驗
（1）對影響結(jié)構(gòu)、構(gòu)件承載力的裂縫（結(jié)構(gòu)性裂縫）修補后，必須進行檢測確定修補質(zhì)量滿足設(shè)計要求。
（2）裂縫表面封閉修補后，封縫膠膜、膠泥層和纖維布應(yīng)均勻、平整、不出現(xiàn)裂縫、孔洞和脫落，粘貼纖維布的寬度允許偏差為-3～+5mm，長度允許偏差為-5～+10mm，中心線允許偏差為±5mm。
（3）裂縫注射灌縫膠修補后，固化期達到7d時，可采用取芯法檢驗壓注修補質(zhì)量，芯樣檢驗采用劈裂抗拉強度測定方法。檢驗結(jié)果符合下列條件之一時為符合設(shè)計要求：
1）沿裂縫方向施加的劈力，其破壞應(yīng)發(fā)生在混凝土部分（即內(nèi)聚破壞）；
2）破壞雖有部分發(fā)生在界面上，但其破壞面積不大于破壞總面積的15％。
（4）裂縫壓力注漿法修補后，可采用超聲波法進行檢測，并與壓漿前的超聲檢測結(jié)果對比（前后波形變化）確定壓漿修補效果。
（5）裂縫填充密封修補后，不僅要檢驗表面纖維布封閉保護效果，還要檢查隔離層，填充料施工的隱蔽工程驗收記錄，綜合評定裂縫修補質(zhì)量。
參考規(guī)范：
（1）中華人民共和國國家標(biāo)準(zhǔn)《混凝土結(jié)構(gòu)加固設(shè)計規(guī)范》（GB 50367－2006）；
Abstract: the concrete dam universal existence defects, such as concrete crack, erosion, pineapple, for over the water of the defect, can have a variety of material handling and the craft, but for underwater parts of the defect, the repair materials, equipment and process the limit, has long been without effective solution. Had some project to adopt the traditional method with, but the results were not so good, life is not long. This article in view of the underwater concrete structure easy generation damage and aging, introduces the anti-seepage repair cracks, scouring pit and tao hole to wait for a few kinds repair reinforcement repair technology and underwater construction method and material. These repair technology in actual use are received good results to ensure the reliability of the structure.
Keywords: seepage control; Mended; reinforcement
中圖分類號：TU37文獻標(biāo)識碼：A 文章編號：
0引 言
隨著運行時間的增長，大壩水下結(jié)構(gòu)受到水流長時間沖刷和侵蝕，越來越容易產(chǎn)生缺陷和老化，并且難于觀測和及時維護，水工結(jié)構(gòu)的整體安全性也隨之降低，以致不滿足要求。因此必須針對水下結(jié)構(gòu)損傷的性質(zhì)和程度，采取適當(dāng)?shù)男扪a措施，恢復(fù)結(jié)構(gòu)的整體性，提高結(jié)構(gòu)物的穩(wěn)定性和耐久性，所采用的處理措施也應(yīng)具有施工方便、成本低、工期短等特點。
1水下混凝土結(jié)構(gòu)病害分類
水下混凝土結(jié)構(gòu)物損傷的主要表現(xiàn)形式有兩種：一是由于各種作用引起的強度破壞，二是由于各種作用造成的裂縫或抗?jié)B能力不足引起的滲漏。從現(xiàn)象上來看，主要可歸納為裂縫、滲漏和剝蝕三種形式。
1．1裂縫
裂縫是混凝土建筑物最普遍的病害之一，它的形成往往是多種因素聯(lián)合作用的結(jié)果。裂縫按成因可分為溫度裂縫、干縮裂縫、鋼筋銹蝕裂縫、沉降裂縫、凍脹裂縫、堿骨料反應(yīng)縫等；按裂縫開度變化分為穩(wěn)定裂縫、張合裂縫、擴展縫等；按裂縫深度可分為表層縫、深層縫和貫穿縫等。
1．2滲漏
水下結(jié)構(gòu)物滲漏，按滲漏的形態(tài)可分為點滲漏、線滲漏、繞流滲漏等。
(1)點滲漏和繞流滲漏一般由混凝土施工質(zhì)量差造成。點滲漏的源或是一點或是多點，多點滲漏是彌漫性的，滲漏點分散，范圍較廣；繞流滲漏是混凝土結(jié)構(gòu)與另外介質(zhì)的接觸部位，水流沿阻力小的空間通道形成的滲漏。
(2)線滲漏的發(fā)生率高，可分為病害裂縫滲流、接觸縫和伸縮縫滲漏。在裂縫滲漏中，貫穿性裂縫是產(chǎn)生滲漏的主要原因之一，而滲漏程度也與裂縫的性狀(寬度、深度和分布)有關(guān)。伸縮縫滲漏主要是由于止水結(jié)構(gòu)失效所致。
1．3剝蝕
常見的混凝土剝蝕破壞有凍融破壞、沖刷與空蝕破壞、鋼筋銹蝕破壞及化學(xué)侵蝕破壞四種。其中，沖刷破壞是水下混凝土結(jié)構(gòu)物最常見的破壞形式之一。水工建筑物的過流部位，由于長時間受水流(特別是高速水流)的沖刷、侵蝕以及砂石的磨損，過流面往往容易發(fā)生沖刷破壞，易形成沖坑和掏洞(產(chǎn)生在平面的沖刷破壞稱為沖坑，立面上的破壞稱為掏洞)，進而造成骨料、鋼筋的甚至缺失，發(fā)展下去將改變結(jié)構(gòu)的受力性能，產(chǎn)生安全隱患。
2裂縫修補技術(shù)
修補前要進行結(jié)構(gòu)物水下檢查，細(xì)致觀察缺陷的特征，對其進行整體分析，找到破損原因，根據(jù)修補目的并針對不同的缺陷類型采取相應(yīng)的修補措施。一般根據(jù)水下裂縫修補的目的性、針對性和適應(yīng)性原則，修補方法的選擇需要考慮以下幾個因素：
(1)判斷裂縫產(chǎn)生的原因是什么，裂縫是穩(wěn)定縫還是張合縫；
(2)修補的主要目的是什么，是減少滲漏還是需要補強加固。水工混凝土結(jié)構(gòu)裂縫水下修補技術(shù)按其目的和適用條件，主要可分為柔性修補和剛性修補兩類。
2．1 裂縫柔性修補
2．1．1技術(shù)概要
屬于防滲漏修補，著力于結(jié)構(gòu)抗?jié)B和止漏，同時不會對結(jié)構(gòu)強度和功能造成損害，適用于張合裂縫，大壩的伸縮縫、沉降縫、溫度縫均屬此例。
柔性修補主要采用塑性止水填料進行嵌縫封堵，再加蓋塑性止水蓋片達到表面防滲的目的。其結(jié)構(gòu)形式必須適應(yīng)裂縫開度隨外因的變化，防滲材料必須具有較好的彈塑性。柔性防滲止漏結(jié)構(gòu)應(yīng)具有二重以上的防滲措施，增加防滲止漏效果和耐久性；任何一個可能的滲漏部位、縫隙和局部點，都應(yīng)采用水下密封膠進行封堵，使防滲止漏結(jié)構(gòu)和原混凝土結(jié)構(gòu)形成無任何滲漏路徑的整體，見圖1。
圖中3種柔性修補結(jié)構(gòu)均能滿足防滲止漏的要求，實際工程中可根據(jù)損傷的性質(zhì)和經(jīng)濟、技術(shù)要求進行選擇。
2．1．2主要工藝
根據(jù)設(shè)計要求，騎縫開鑿一定深度的v型槽或U型槽。V型槽建議尺寸為寬50 mm，深40 mm；U型槽建議尺寸為上底寬80 mm，下底寬30mm，深度60 mm。用高壓水清理槽內(nèi)雜物，槽內(nèi)嵌填塑性止水材料，并形成高約20mm的鼓包，然后沿縫粘貼防滲蓋片，蓋片寬度約為500 mm，并在蓋片兩側(cè)用扁鋼壓條和不銹鋼螺栓固定。螺栓間距不宜大于50cm，扁鋼壓條排距不大于100 cm，可采用對接方式連續(xù)固定。最后用水下粘結(jié)膠封邊，使防滲結(jié)構(gòu)形成密閉的整體。
2．2裂縫剛性修補
說明：
1--SR防滲材料；2-SR蓋片；3--不銹鋼蓋板
4-底膠；5-裂縫；6--壩面：
7-SXM快速封堵劑；8-膨脹螺栓
說明：
1一Ф30mmPVC棒；2--不銹鋼固定螺栓
3-GB三復(fù)臺橡膠板 4 GB柔性填料；
5-結(jié)構(gòu)縫：6 原結(jié)構(gòu)縫止水
i-GB柔性止水板；2-不銹鋼壓板
3--底膠；4-GBW止水條：5-裂縫
6-射釘(或膨脹螺栓)：7--壩面
8--SXM水下快速封堵劑
（C)
圖1柔性防滲止漏典型實例圖
2．2．1技術(shù)概要
屬于防滲加固修補，起到防滲止漏和補強加固的雙重作用，即對水下混凝土結(jié)構(gòu)進行防滲止漏修補的同時還要提高結(jié)構(gòu)承載能力。兩類修補同時構(gòu)成防滲加固的統(tǒng)一體，一并進行設(shè)計與施工，適于穩(wěn)定縫、散點滲漏的防滲加固。剛性防滲止漏結(jié)構(gòu)必須具有防滲結(jié)構(gòu)和補強結(jié)構(gòu)，如果處于過流面，其外形應(yīng)和原結(jié)構(gòu)表面保持一致，為了增強修補結(jié)構(gòu)與原結(jié)構(gòu)的結(jié)合強度，還應(yīng)植錨固筋加固。詳見圖2。
2．2．2主要工藝
潛水檢查、標(biāo)識裂縫位置和范圍，再用液壓鋸沿開鑿線開鑿成一定寬度和深度的矩形槽。為了提高結(jié)構(gòu)物應(yīng)有的抗裂性能，在槽內(nèi)植入錨筋加以錨固，同時焊接鋼筋網(wǎng)，增強新老混凝土的整體性。最后澆筑強度等級不低于C30的水下混凝土，以恢復(fù)其結(jié)構(gòu)原來的狀態(tài)。
說明；
1--穩(wěn)定裂縫；2一―鋼筋網(wǎng)；3一水下混凝土；4一錨筋
圖2 裂縫剛性修補典型實例圖(單位：mm)
3沖刷破壞修補技術(shù)
沖刷破壞的修補著力于結(jié)構(gòu)強度的提高，同時也不造成結(jié)構(gòu)防滲止漏性能的損害。按照修補目的還可分為維修性修補和補強加固性修補。
3．1維修性修補
3．1．1技術(shù)概要
屬于水下混凝土結(jié)構(gòu)修復(fù)性修補，要求恢復(fù)到原結(jié)構(gòu)形態(tài)和結(jié)構(gòu)形式，使其達到原設(shè)定的功能和可靠性，維護原可靠度水平。詳見圖3。
(1)1--原破損面；2--水下混凝土；3--開挖線；4一原混凝土：
(2)水下混凝土可以使樹脂類、環(huán)氧類，或是不分散混凝土；
(3)最小修補厚度不小于50mm
圖3沖坑維修性修補實例圖
3．1．2主要工藝
沿破損邊緣線外至少50 mm切割鑿除損傷、松動、強度低下的混凝土，達到坑內(nèi)任何部位的深度都≥50 mm，以增加修補結(jié)構(gòu)的強度。對待澆筑面進行清洗、打毛處理，以增強新老混凝土的粘結(jié)強度，最后澆筑強度等級不低于C30的水下混凝土，恢復(fù)至原有狀態(tài)。
3．2補強加固修補
3．2．1技術(shù)概要
補強加固修補不僅要達到原結(jié)構(gòu)的設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)，還要使原結(jié)構(gòu)的可靠標(biāo)準(zhǔn)得到提高，增加結(jié)構(gòu)的可靠性和可靠度。因此，所用水下混凝土強度等級不應(yīng)小于C30，宜用聚合物類水下混凝土和水下不分散混凝土。補強加固性修補應(yīng)鋪設(shè)鋼筋網(wǎng)并加錨筋錨固。詳見圖4。
說明：
1-破損面；2-開挖線；3--錨筋；4―鋼筋兩
圖4 沖坑補強加固修補實例圖(單位：mm)
3．2．2主要工藝
掏洞和沖坑加固修補采用錨固鋼筋網(wǎng)水下混凝土結(jié)構(gòu)。首先用液壓鋸在沖坑(掏洞)邊緣線外50 mm進行切割，形成整齊規(guī)則的邊緣。鑿除、清理損壞部位的松散混凝土、鋼筋頭。為了克服新老混凝土結(jié)合強度低這一薄弱環(huán)節(jié)，內(nèi)配雙向鋼筋網(wǎng)，并通過錨固鋼筋把新老混凝土連成整體，以提高結(jié)構(gòu)整體受力性能。錨筋鉆孔除另有要求外，應(yīng)沿錨筋受力主向或設(shè)計方向施鉆，偏角宜≤3o。水平錨孔可以向上仰角2o～4o施鉆，以便能填充達到要求數(shù)量的錨固劑填充量。最后在坑內(nèi)澆筑水下混凝土。對于立面掏洞的加固修補，在澆筑前還要架立模板，材料終凝后拆模，并將露出的鋼筋頭等切除。詳見圖5。
說明：1-原破損面，2一開挖線，3一水下混凝土，
4一鋼筋網(wǎng)，5一錨筋，6一模板，7一澆筑孔，8一溢出孔
圖5 掏洞補強加固修補實例圖(單位：mm)
4結(jié) 語
(1)混凝土滲漏及沖刷破壞是水下結(jié)構(gòu)物常見的病害，對大壩整體結(jié)構(gòu)的安全和穩(wěn)定有很大的影響，發(fā)現(xiàn)問題必須及時修復(fù)。以上介紹的幾種修補加固技術(shù)已在很多座水庫大壩中應(yīng)用，都取得了良好的修補效果，確保了水工建筑物的安全運行。
(2)水下混凝土結(jié)構(gòu)損傷的修補應(yīng)遵循目的性、針對性和適應(yīng)性的原則，避免修補無效或因修補造成新的損傷。目的性原則要明確是維護性修補還是增強性修補；針對性原則是要確定防滲漏修補、加固修補還是防滲加固修補；適應(yīng)性原則是要使所采用的防滲措施具有“前堵后排”的作用，適應(yīng)原結(jié)構(gòu)的形式和功能。
混凝土是水利工程建設(shè)中的重要材料,在施工全過程中對混凝土加強質(zhì)量控制,對保證工程質(zhì)量、防患于未然、避免不必要的時間和資金浪費等有著重要的意義?；炷潦怯伤?、細(xì)骨料、粗骨料、水和外加劑按照一定比例拌和而成的非勻質(zhì)脆性材料,為工程中必不可少的建筑材料?；炷劣不^程中產(chǎn)生的裂縫不僅影響了美觀,還給工程質(zhì)量留下隱患,施工中必須采取合理的工程技術(shù)措施,控制和減少混凝土中裂縫的數(shù)量和寬度。
1裂縫的種類
混凝土裂縫按深度不同分為表層裂縫、深層裂縫和貫穿裂縫;按裂縫開度變化可分為死縫、活縫和增長縫;按產(chǎn)生原因分為溫度裂縫、干縮裂縫、鋼筋銹蝕裂縫、超載裂縫、堿骨料反應(yīng)裂縫、地基不均勻沉陷裂縫等[1]。
1.1溫度裂縫
大體積混凝土澆筑后,由于水泥水化熱使內(nèi)部混凝土溫度升高。當(dāng)水化熱溫升至高峰后,由于環(huán)境溫度較低,因此混凝土溫度開始下降。降溫過程中混凝土發(fā)生收縮,在約束條件下,當(dāng)溫降收縮變形大于混凝土極限拉伸變形時,混凝土容易發(fā)生裂縫,這種裂縫通常稱為溫度裂縫。還有一種溫度裂縫是由于混凝土內(nèi)外溫差引起的,例如混凝土遭受寒潮侵襲或夏天混凝土經(jīng)陽光曝曬后突然下雨,都會使混凝土內(nèi)部與表層產(chǎn)生很大溫差,混凝土表層溫度下降,而內(nèi)部溫度基本不降,這樣內(nèi)部混凝土對表層混凝土起約束作用,同樣會導(dǎo)致溫度裂縫。
1.2干縮裂縫
置于未飽和空氣中的混凝土因水分散失而引起的體積縮小變形,稱為干縮。干縮僅是混凝土收縮的一種,干縮擴散的速度比溫度的擴散速度要慢1 000倍。正因為干縮擴散速度小,混凝土表面已干縮,而其內(nèi)部不縮,這樣內(nèi)部混凝土對表面混凝土干縮起約束作用,使混凝土表面產(chǎn)生干縮應(yīng)力,當(dāng)混凝土干縮應(yīng)力大于混凝土抗拉強度時,混凝土就會產(chǎn)生裂縫,稱為干縮裂縫。
1.3鋼筋銹蝕裂縫
混凝土中鋼筋發(fā)生銹蝕后,其銹蝕產(chǎn)生的體積比原來增長2~4倍,從而對周圍混凝土產(chǎn)生膨脹應(yīng)力,當(dāng)膨脹應(yīng)力大于混凝土抗拉強度時,混凝土就會產(chǎn)生裂縫,稱為鋼筋銹蝕裂縫。鋼筋銹蝕裂縫一般都為沿鋼筋長度方向發(fā)展的順筋裂縫。
1.4堿骨料反應(yīng)裂縫
堿骨料反應(yīng)主要有堿―硅酸反應(yīng)和堿―碳酸鹽反應(yīng),它們都是水泥中的堿和骨料中的某些活性物質(zhì)如活性SiO2以及變形石英等發(fā)生反應(yīng)而生成吸水性較強的凝膠物質(zhì),當(dāng)反應(yīng)物增加到一定數(shù)量,且有充足水時,就會在混凝土中產(chǎn)生較大的膨脹作用,導(dǎo)致混凝土產(chǎn)生裂縫,稱為堿骨料反應(yīng)裂縫。此裂縫不同于最常見的混凝土干縮裂縫和荷載引起的超載裂縫,這種裂縫形狀及分布與鋼筋限制有關(guān),當(dāng)限制力很小時,常出現(xiàn)地圖狀裂縫,并在縫中伴有白色浸出物;當(dāng)限制力強時則出現(xiàn)順筋裂縫。
1.5超載裂縫
當(dāng)建筑物遭受超載作用時,其結(jié)構(gòu)構(gòu)件產(chǎn)生的裂縫稱為超載裂縫。
此外,常見的混凝土裂縫還有地基不均勻沉陷裂縫、地基凍脹裂縫等。
2裂縫形成的原因分析
混凝土裂縫形成的原因非常復(fù)雜,往往是多種不利因素綜合作用的結(jié)果。據(jù)有關(guān)統(tǒng)計,施工不規(guī)范造成的混凝土裂縫占80%左右,材料質(zhì)量差或配合比不合理產(chǎn)生的裂縫占15%左右,設(shè)計不當(dāng)引起的裂縫可能占5%。
2.1設(shè)計粗糙,建設(shè)、監(jiān)理單位工作隨意性大
由于多方面的原因,勘察設(shè)計單位無法深入地開展地質(zhì)勘探工作,隧道圍巖類別評價及支護結(jié)構(gòu)設(shè)計缺乏科學(xué)依據(jù),帶有一定的盲目性。個別建設(shè)單位限于自身管理和專業(yè)技術(shù)水平的欠缺,任意變更原設(shè)計。少數(shù)工程由業(yè)主的內(nèi)部人員組成監(jiān)理機構(gòu),監(jiān)理工作失去獨立性。
2.2施工工藝或現(xiàn)場操作不規(guī)范
(1)混凝土生產(chǎn)時原材料計量誤差大,尤其外加劑的摻加隨意性大,沒有根據(jù)砂、石料的實際含水率及時調(diào)整施工用水量,造成混凝土水灰比增大。此外,在混凝土運輸及泵送過程中加水的現(xiàn)象也比較普遍。
(2)采用整體式鋼模板臺車施工,混凝土澆筑時不振搗或漏振,混凝土均質(zhì)性差。
(3)夏季施工時砂、石料露天堆放,無切實有效的降溫措施,混凝土入模溫度高。冬季施工時采取的防寒保溫措施不力。
2.3原材料質(zhì)量差,配合比設(shè)計不合理
水泥品種選擇不當(dāng),安定性不良,不同批次的水泥混用。碎石、砂級配差,含泥量超標(biāo),碎石中石粉含量大,針、片狀物過多,影響了水泥與骨料的膠結(jié)。
進行配合比設(shè)計時,忽視水泥用量增多對混凝土品質(zhì)的影響,錯誤認(rèn)為水泥用量越多,混凝土強度越高。對摻合料和外加劑的選用缺乏專業(yè)技術(shù)人員的指導(dǎo),往往達不到預(yù)期效果。
3裂縫常見修補方法
裂縫修補除了以恢復(fù)防水性和耐久性為主要目的外,也可從結(jié)構(gòu)安全及美觀角度出發(fā)而進行修補。在滿足修補目的的前提下,還必須考慮經(jīng)濟性、明確修補范圍及修補規(guī)模等?；炷亮芽p的修補方法很多,歸納起來主要有三大類。
3.1充填法
此法適合于修補較寬的裂縫(裂縫寬度大于0.5 mm)。具體做法是沿裂縫處鑿U形或V形槽,槽頂寬約10 cm,在槽中充填密封材料。充填材料可用水泥砂漿、環(huán)氧砂漿、彈性環(huán)氧砂漿、聚合物水泥砂漿等[2]。如果鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)中鋼筋已經(jīng)銹蝕,則將混凝土鑿除到能夠充分處理已經(jīng)生銹的鋼筋部分,將鋼筋除銹。然后進行防銹處理,再在槽中充填聚合物水泥砂漿或環(huán)氧樹脂砂漿等材料。對于活縫,沿裂縫走向開一個U形槽,槽底墊一層與混凝土不粘的材料,再填充彈性嵌縫材料,使其與槽兩側(cè)粘結(jié)。這樣嵌縫材料沿槽的整個寬度可自由變形,裂縫發(fā)生張拉變形時,不會把嵌縫材料拉開。
3.2注入法
關(guān)鍵詞：
嚴(yán)寒地區(qū)；水工混凝土裂縫；裂縫修補技術(shù)；化學(xué)灌漿；表面封閉；手刮聚脲彈性體
1工程概況
該水庫于1970年動工興建，1972年主體完工并開始蓄水。壩體主要水工建筑物為Ⅲ級。水庫設(shè)計洪水標(biāo)準(zhǔn)為100年一遇，校核洪水標(biāo)準(zhǔn)為500年一遇，是一座以灌溉為主，兼顧防洪、發(fā)電、養(yǎng)魚等綜合利用的中型水庫。水庫擋水結(jié)構(gòu)為混凝土重力壩，溢洪道為實用堰結(jié)構(gòu)，全長40.20m，凈寬35.40m，加固后堰型采用克-奧Ⅱ型曲線，消能方式為平滑鼻坎自由挑流式消能，最大下泄流量增加到1065.65m³/s。經(jīng)過多年運行，發(fā)現(xiàn)除溫度縫外，混凝土表面有裂縫分布，且裂縫表面混凝土出現(xiàn)不同程度的凍融侵蝕和沖蝕等損傷。
2溢流堰面溫度縫、裂縫普查結(jié)果
溢流堰面共設(shè)有溫度縫7條，其中橫向方向5條、縱向方向2條。這7條溫度縫開口處混凝土均有不同程度的表面破損。隨著水庫的運行，2007年10月15日，壩體首次發(fā)現(xiàn)有明顯裂縫。隨后，裂縫繼續(xù)擴展，裂縫數(shù)量逐年增多。2011年4～5月根據(jù)相關(guān)規(guī)程對該水庫攔河壩裂縫進行調(diào)查與檢測，發(fā)現(xiàn)溢洪道堰面混凝土分布有10條不規(guī)則裂縫，裂縫最大寬度為0.24～0.41mm。為深入了解裂縫的性質(zhì)及其隨時間和溫度的變化情況，結(jié)合實際情況，對該攔河壩擋水壩段背水側(cè)出現(xiàn)較早的3條裂縫寬度變化進行跟蹤觀測和分析。觀測結(jié)果顯示，混凝土裂縫寬度隨溫度變化比較明顯，總體趨勢為冬季裂縫寬度變大、夏季裂縫寬度變窄，符合混凝土裂縫隨季節(jié)溫差變化的規(guī)律。
3裂縫成因及危害
裂縫是混凝土結(jié)構(gòu)中普遍存在的一種缺陷，其產(chǎn)生的原因很多，有內(nèi)在原因，如原材料質(zhì)量、混凝土配合比的合理性等；外在原因也很多，如施工質(zhì)量、施工時間、施工工藝、養(yǎng)護措施、保溫措施以及運行過程中的工況、管護等。該工程地處北方嚴(yán)寒地區(qū)，季節(jié)溫度差也是導(dǎo)致裂縫產(chǎn)生的主要因素。裂縫的產(chǎn)生破壞了混凝土結(jié)構(gòu)的整體性和完整性，使得內(nèi)部鋼筋，同時雨水沿縫入滲會加速腐蝕混凝土和內(nèi)部鋼筋。冬季雪水入滲，凍融侵害將逐漸加重等。這些現(xiàn)象繼續(xù)發(fā)展將加速混凝土碳化，從而降低混凝土的耐久性?；炷亮芽p開口處現(xiàn)狀已經(jīng)有所表現(xiàn)，加之運行期間的沖、磨蝕等工況，更會加重病害發(fā)展，因此及時采取合理有效的修補防護措施，對阻止和延緩裂縫等缺陷繼續(xù)發(fā)展，保證建筑物和構(gòu)件的安全性和穩(wěn)定性很有必要。
4溫度縫、裂縫處理原則及方案選擇
4.1處理原則考慮到遼東地區(qū)地處嚴(yán)寒，凍融侵害嚴(yán)重等外界因素影響較大，確定裂縫及缺陷的處理主要遵循以下原則：（1）按活縫進行處理；（2）施工期的選擇，在滿足施工和外界溫度條件允許的情況下，盡量選擇氣溫較低的時間，定為10月；（3）由于裂縫與溫度縫交錯發(fā)展，且縫開口處混凝土也發(fā)生損傷，因此要一并處理；（4）內(nèi)部灌漿材料要選取遇水膨脹型的柔性化學(xué)灌漿材料，要適應(yīng)活縫寬度隨季節(jié)溫差反復(fù)變化的特點；（5）表面封閉材料要具有抗沖磨性能，在低溫下要有足夠的延展性和耐久性，能夠適應(yīng)遼東地區(qū)冷熱溫度變化，適應(yīng)凍融環(huán)境。
4.2修補方案選擇混凝土裂縫從動態(tài)發(fā)展而言，可分為靜止裂縫、活動裂縫和在發(fā)展裂縫。對于裂縫處理的方法，應(yīng)根據(jù)結(jié)構(gòu)物運行工況及裂縫的特點采用不同的修補方法和材料。通過對本工程擋水壩段的3條典型裂縫寬度隨外界溫度變化趨勢分析，裂縫性質(zhì)為活縫。裂縫修補除以恢復(fù)混凝土的防水耐久性為主要目的外，也要從結(jié)構(gòu)和美觀角度出發(fā)進行修補，同時兼顧經(jīng)濟因素。目前國內(nèi)常用的混凝土裂縫修補方法很多，常見的有表面修補法，灌漿、嵌縫封堵法、結(jié)構(gòu)加固法、混凝土置換法、電化學(xué)防護法、仿生自愈合法等。本工程地處我國北方嚴(yán)寒地區(qū)，一年中環(huán)境溫度隨季節(jié)變化較大，裂縫具有明顯的活縫性質(zhì)，裂縫最大寬度大，構(gòu)件表面受高速水流沖刷等諸多因素影響，故選擇混凝土裂縫內(nèi)部采用柔性材料進行封堵，表面開口采用柔性、抗沖磨、耐老化材料進行封閉的綜合方法進行處理。通過對表面混凝土強度、損傷深度、碳化深度等指標(biāo)的檢測，具備該綜合修補方法的實施條件。
5修補材料選擇及工藝流程
5.1裂縫內(nèi)部灌漿材料
5.1.1化學(xué)灌漿材料選擇。常用的主要有聚氨酯類、水玻璃系列、環(huán)氧樹脂類、甲凝、丙凝、丙烯酸鹽類、木質(zhì)素類等。針對工程實際，結(jié)合經(jīng)濟造價，首選LW、HW水溶性聚氨酯。
5.1.2主要技術(shù)參數(shù)確定。布孔方式為裂縫雙側(cè)錯孔布置，特殊位置單側(cè)雙排，外側(cè)為深孔。孔徑為14mm，孔深為30～50cm，孔傾角為30°～45°，孔距為20～60cm（根據(jù)注水效果可調(diào)）。灌漿壓力為0.3～0.5MPa，穩(wěn)壓時間不少于10min（特殊部位不少于30min）。
5.1.3工藝流程。施工準(zhǔn)備查縫定位、布孔鉆孔及孔內(nèi)清理安裝檢查嘴壓水、壓氣檢查安裝灌漿嘴裂縫表面臨時性封堵灌注漿液質(zhì)量檢查（壓水或取芯檢測）封孔表面清理。
5.2裂縫表面封閉材料
5.2.1封閉材料選擇。常用的主要有聚脲類（單、雙組分）、聚氨酯類、環(huán)氧樹脂類、合成橡膠類、水泥基類、丙烯酸酯類、硅烷、橡膠瀝青等?？紤]到本工程裂縫為活縫，有耐低溫、抗老化、耐沖磨等具體要求，因此針對工程實際，結(jié)合經(jīng)濟造價，首選手刮聚脲材料。
5.2.2主要技術(shù)參數(shù)確定。手刮聚脲涂膜平均厚度不小于2mm（縫開口部位3～4mm），分層涂刮，每層厚度約0.5mm，涂刮后要晾曬至面干再進行下一層涂刮。涂刮寬度不小于400mm（即裂縫兩側(cè)分別為200mm寬）。裂縫表面封閉處理長度要順延裂縫發(fā)展方向，在縫端外延50mm以上的富裕長度。
5.2.3工藝流程。施工準(zhǔn)備混凝土表面清理（如有附著物要清除或打磨至新鮮混凝土面后，用高壓水沖洗）晾曬處理（表面干燥無滲水）刷涂界面劑底層刮涂SK手刮聚脲中間厚度布置胎基布表層刮涂SK手刮聚脲至設(shè)計厚度。
5.3溫度縫處理考慮到裂縫與溫度縫交錯發(fā)展，處理過程中將溫度表一并進行內(nèi)部灌漿封堵和表面進行封閉處理，所選材料與裂縫修補材料相同，工藝相近，不再進行贅述。
6修補處理效果評價
為了保證修補后整體效果，進行材料調(diào)色，使封閉材料顏色接近新混凝土澆筑色，表面縫處理前要進行劃線、定位處理，保證封閉材料邊界順直。修補質(zhì)量按以下兩個方面進行檢查：
6.1灌漿效果評價現(xiàn)場采用騎縫鉆取混凝土芯樣檢查灌漿效果，通過芯樣內(nèi)端可以明顯發(fā)現(xiàn)灌漿材料已密實填充了整條裂縫內(nèi)部。灌漿效果明顯，滿足工程修補設(shè)計要求。
6.2表面封閉質(zhì)量評價
6.2.1外觀檢查：現(xiàn)場通過目視、橡皮錘錘擊試驗等檢查，證明修補表面封閉材料與混凝土結(jié)合緊密，無空鼓等缺陷。
6.2.2涂層正拉黏接強度試驗結(jié)果表明，涂層黏接強度在2.5MPa以上，涂層與混凝土基體黏接良好。
7結(jié)語
（1）根據(jù)質(zhì)量檢測數(shù)據(jù)，該水庫修補處理措施得當(dāng)、工藝合理，總體修補質(zhì)量達到了預(yù)期的設(shè)計要求；（2）經(jīng)過生產(chǎn)性試驗、實踐摸索和經(jīng)驗總結(jié)，“延長漿材操作時間、低壓低速慢灌、排氣排水排漿、自下向上升層、持壓屏漿結(jié)束”的灌漿工藝，對裂縫的充分充填是行之有效的；（3）經(jīng)過3個年度的跟蹤觀測和應(yīng)用效果證明，該修補工法適宜在東北等寒冷與嚴(yán)寒地區(qū)推廣應(yīng)用。
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1、裂縫產(chǎn)生的主要原因
建筑物在使用過程中承受兩大類荷載。一類是靜載荷、動載荷及其它外荷載；另一類是變形荷載，包括溫度、收縮。
1.1裂縫由結(jié)構(gòu)的次應(yīng)力引起
許多建筑物結(jié)構(gòu)的實際工作狀態(tài)同常規(guī)計算模式有出入。如鋼筋混凝土屋架，結(jié)點是通過鉸接來計算的，而實際的屋架結(jié)點卻承受著較顯著的彎矩和剪力，構(gòu)件內(nèi)這樣的應(yīng)力稱為次應(yīng)力，它們常在結(jié)點處引起裂縫的出現(xiàn)。還有些常規(guī)不計算的外荷載應(yīng)力，但實際卻引起結(jié)構(gòu)裂縫。
1.2裂縫由結(jié)構(gòu)變形變化引起
由溫度、收縮、不均勻沉降等因素而引起結(jié)構(gòu)的變形，而變形受到約束產(chǎn)生內(nèi)部應(yīng)力，當(dāng)應(yīng)力超過一定數(shù)值則引起裂縫。裂縫出現(xiàn)后變形可以得到滿足或部分滿足，內(nèi)部應(yīng)力松弛。結(jié)構(gòu)材料韌性良好才可以適應(yīng)變形要求。
1.3裂縫由自然災(zāi)害引起
地震引起的裂縫，可以看成地基的“動態(tài)變形變化”?；乱鸬慕ㄖ锪芽p也可以說是由于地基變形所引起，該變形可能是蠕變變形，也可能是突然的失穩(wěn)變形。
1.4裂縫由材料引起
堿骨料反應(yīng)是在混凝土配制時形成的，即配制的混凝土中只有足夠的堿和反應(yīng)性骨料，在混凝土澆筑后就會逐漸反應(yīng)，在反應(yīng)產(chǎn)物的數(shù)量吸水膨脹和內(nèi)應(yīng)力足以使混凝土開裂的時候，工程便開始出現(xiàn)裂縫。這種裂縫一般出現(xiàn)在混凝土結(jié)構(gòu)使用期間，一旦出現(xiàn)很難補救。另外，由材料質(zhì)量原因引起的裂縫較常見的是水泥，粗細(xì)骨料質(zhì)量不好，這種情況造成的后果是結(jié)構(gòu)承載能力降低，剛度很差，空氣穩(wěn)定性很弱，隱患容易惡化等。
2、裂縫修補與結(jié)構(gòu)加固
2.1裂縫修補方法選擇
選擇裂縫修補方法時應(yīng)考慮的因素有：裂縫性質(zhì)、大小、位置、環(huán)境、處理目的以及結(jié)構(gòu)受力情況和使用情況等。
（1）加大截面修補法，即采取增大混凝土結(jié)構(gòu)或構(gòu)筑物的截面面積，以提高其承載力和滿足正常便用的一種修補方法，可廣泛用于混凝土結(jié)構(gòu)的梁、 板、柱等構(gòu)件和一般構(gòu)筑物的修補。
（2）預(yù)應(yīng)力修補法，既采用外加預(yù)應(yīng)力的鋼拉桿（分平拉桿、下?lián)问嚼瓧U和組合式三種）或撐桿，對結(jié)構(gòu)進行修補的方法。 適用于要求提高承載力、剛度和抗裂性及修補后占用空間小的混凝土承重結(jié)構(gòu)。此法不宜用于處在溫度高于60℃環(huán)境下的棍凝土結(jié)構(gòu)，否則應(yīng)進行防護處理，也不適用于混凝土收縮徐變大的混凝土。
（3）外包鋼修補法，即在混凝土構(gòu)件包以型鋼的修補方法（分干式、濕式兩種形式）。適用于使用上不允許增大混凝土截面尺寸，而又需要大幅度地提高承載力的混凝土結(jié)構(gòu)的修補。當(dāng)采用化學(xué)灌漿外包鋼修補時，型鋼表面溫度不應(yīng)高于60℃；當(dāng)環(huán)境具有腐蝕性介質(zhì)時，應(yīng)有可靠性的防護措施。
（4）外部粘鋼修補法，即在混凝土構(gòu)件外部粘貼鋼板，以提高其承載力和滿足正常使用的一種修補法。適用于承受靜力作用的一般受彎、受拉構(gòu)件；且環(huán)境溫度小于60℃，相對濕度小于70%，以及無化學(xué)腐蝕影響，否則應(yīng)采取措施。
2.2修補效果的確認(rèn)
混凝土裂縫修補后是否能達到預(yù)期效果，主要應(yīng)加強施工中的質(zhì)量檢查和驗收。修補結(jié)束后，為了確認(rèn)其效果，可以采用以下一種或幾種檢驗方法來確認(rèn)。
（1）外觀檢查：通過混凝土表面或裝飾層的情況檢查，比較容易確認(rèn)修補效果，如未再次開裂、無滲漏，則說明修補效果良好。
（2）復(fù)查施工記錄和質(zhì)量保證資料：這是確保修補質(zhì)量的重要措施，所有工程都應(yīng)做這項檢查工作。
（3）取芯試驗：用灌漿等方法修補裂縫時，在漿液固化后，鉆取混凝土芯，觀看漿液滲入與分布情況，然后用壓力機檢驗其強度，并檢查裂縫處有無重新開裂破壞的情況。
（4）壓水試驗：對裂縫較多的構(gòu)件，灌漿固化后布設(shè)檢查孔，作壓水試驗，水壓常用灌漿壓力的70%～80%，如混凝土不進水，而且也不滲漏，則可認(rèn)為是合格的。
2.3補強加固方法
（1）加大截面加固法
加大截面加固法是采用與原有構(gòu)件同類的材料，通過增大截面的面積，提高構(gòu)件的承載力度和剛度，達到對原構(gòu)件進行加固的目的。如在原有鋼筋混凝土柱的周邊，澆筑一層鋼筋混凝土圍套，通過采取一些有效技術(shù)措施保證新舊鋼筋混凝土形成整體，這樣就可以提高柱的承載力和剛度。
（2）外包鋼加固法
外包鋼加固可以大幅度提高構(gòu)件的抗壓和抗彎性能，由于采用型鋼材料，施工周期相對較短，占用空間也不大，比較廣泛地應(yīng)用于不允許增大截面尺寸，而又需要較大幅度提高承載力的軸心受壓和小偏心受壓構(gòu)件。外包鋼加固也可以用于受彎構(gòu)件或大偏心受壓構(gòu)件的加固，但主要宜采用濕式外包鋼加固。
（3）預(yù)應(yīng)力加固法
預(yù)應(yīng)力加固法是采用高強度鋼筋或型鋼等，對被加固構(gòu)件增設(shè)預(yù)應(yīng)力拉桿或撐桿。根據(jù)預(yù)應(yīng)力筋的工作情況，一種是在原構(gòu)件的體外，通過錨固端與支撐點傳遞力，另一種是張拉后再澆混凝土，通過新舊混凝土之間的粘結(jié)傳遞力。加固時，通過施加預(yù)應(yīng)力，使體外的拉桿或壓桿與被加固構(gòu)件共同受力，克服被加固構(gòu)件的應(yīng)力超前現(xiàn)象，改變原有截面的受力特征，提高加固后體系的承載能力和剛度。
（4）外部粘貼加固是用粘結(jié)劑將鋼板或纖維增強復(fù)合材料等粘貼到構(gòu)件需要加固的部位上，以提高構(gòu)件承載力和剛度的一種加固方法，如在鋼筋混凝土受彎構(gòu)件的受拉區(qū)所粘貼的鋼板或纖維布起到了受拉鋼筋的作用。因此，可以提高構(gòu)件的抗彎能力和剛度。又如在混凝土柱截面周邊粘貼封閉鋼板或纖維箍，在提高柱抗剪承載能力的同時，還可以約束核心混凝土，提高混凝土的強度和構(gòu)件的延性。目前外部粘貼加固法主要有粘鋼加固法和纖維加固法兩種。
2.4補強加固的檢查
為了有效地實施補強加固，一定要認(rèn)真地檢查經(jīng)過補強加固的工程。為此，要在補強加固工程的每個階段都要進行檢查，更重要的是應(yīng)確認(rèn)是否按設(shè)計文件規(guī)定進行工作。特別要注意確保新老混疑土的整體性問題。
2.5補強加固效果的確認(rèn)
補強加固工程結(jié)束后，應(yīng)確認(rèn)因開裂而損傷的混凝土結(jié)構(gòu)物的承載能力是否恢復(fù)以及補強加固的時效。
確認(rèn)承載力是否恢復(fù)的方法有如下幾種：
（1）裂縫追蹤調(diào)查，確認(rèn)裂縫不擴展己達穩(wěn)定。當(dāng)采用預(yù)應(yīng)力方式進行補強加固時，應(yīng)確認(rèn)裂縫是否閉合。
（2）利用應(yīng)變計測定鋼筋或混凝土的應(yīng)變。
（3）利用動載試驗測定振動特性。
（4）利用靜載試驗測定撓度。
對于不能直接測定補強加固效果的情況，如果撓度、應(yīng)變、裂縫等實測結(jié)果比較理想，可以認(rèn)為己經(jīng)達到所規(guī)定的補強加固要求。
3、結(jié)語
裂縫是混凝土結(jié)構(gòu)中普遍存在的一種現(xiàn)象，任何一座建筑物都可能會存在不同程度的裂縫。特別要注意的是裂縫有時是破壞的前兆，裂縫寬度、長度和數(shù)量發(fā)展到一定程度時，將會使建筑結(jié)構(gòu)受到破壞。因此，混凝土結(jié)構(gòu)的裂縫問題，已經(jīng)成為威脅人們的生命安全，困擾人們?nèi)粘Ｉ畹膰?yán)重問題。本文根據(jù)實踐粗談了裂縫的其中一些原因及修補方法，僅供參考。
中圖分類號：TU50
文獻標(biāo)識碼：A
文章編號：1006-0278（2013）03-150-01
隨著我國混凝土結(jié)構(gòu)的復(fù)雜化和多樣化，以及混凝土的高強、高性能化，混凝土結(jié)構(gòu)裂縫出現(xiàn)的幾率大大增加，不同程度、不同形式的裂縫，不僅影響建筑物的外觀，更危及建筑物的正常使用和結(jié)構(gòu)耐久性。掌握混凝土裂縫產(chǎn)生的原因、減少混凝土裂縫、修補混凝土結(jié)構(gòu)有害裂縫對提高建設(shè)工程質(zhì)量有著重要的意義。
一、混凝土裂縫分類
當(dāng)裂縫已影響到或可能發(fā)展到影響結(jié)構(gòu)性能、使用功能或耐久性時稱為有害裂縫。不少情況下，混凝土出現(xiàn)的可見裂縫對結(jié)構(gòu)性能、使用功能或耐久性等不會有大的影響，只是影響結(jié)構(gòu)的外觀，對這些裂縫稱為無害裂縫。雖稱為無害裂縫，但也反映了在原材料、配合比和施工過程中或在設(shè)計中存在某些缺陷，也應(yīng)予以關(guān)注和改進。裂縫按其產(chǎn)生的原因分類，可分為荷載裂縫和變形裂縫。
（一）荷載裂縫
荷載裂縫是指因動、靜荷載的直接作用引起的裂縫。
（二）變形裂縫
是指因不均勻沉降、溫、濕度變化、膨脹、收縮、徐變等變形因素引起的裂縫。該類裂縫幾乎占全部可遇裂縫的80%以上。我們稱這類變形作用為“變形荷載”。
二、裂縫成因
（一）荷載裂縫產(chǎn)生的原因
在設(shè)計荷載范圍內(nèi)，超過設(shè)計荷載范圍或設(shè)計未考慮到的作用；地震、臺風(fēng)作用等；構(gòu)件斷面尺寸不足、鋼筋用量不足、配置位置不當(dāng)；結(jié)構(gòu)物的沉降差異及次應(yīng)力作用等都是荷載裂縫產(chǎn)生的原因。
（二）溫度裂縫產(chǎn)生的原因
多因溫度收縮（冷縮）引起。溫度收縮主要是混凝土內(nèi)部溫度由于水泥水化而升高，最后又冷卻到環(huán)境溫度時產(chǎn)生的收縮。其大小與混凝土的熱膨脹系數(shù)、混凝土內(nèi)部最高溫度和降溫速率等因素有關(guān)?；炷恋臒崤蛎浵禂?shù)依集料的熱膨脹系數(shù)的不同而不同，通常為（6～12）×10-6/℃。假定普通混凝土的熱膨脹系數(shù)為10×10-6/℃，則溫度下降15℃造成的冷縮量為150×10-6。如果混凝土的彈性模量為30Gpa，則冷縮受完全約束而產(chǎn)生的彈性拉應(yīng)力為4.5Mpa。因此冷縮常引起混凝土的開裂。溫度裂縫大多發(fā)生在施工的中后期，縫寬受溫度變化影響較明顯。
（三）干縮裂縫產(chǎn)生的原因
干縮裂縫主要由于混凝土干燥收縮引起的。干燥收縮是指混凝土停止養(yǎng)護后，在不飽和空氣中失去內(nèi)部毛細(xì)孔和凝膠孔的吸附水水而發(fā)生的不可逆收縮，干縮裂縫一般處于結(jié)構(gòu)的表面，尺寸多在0.05～0.20mm之間。
（四）塑性裂縫產(chǎn)生的原因
混凝土在新拌狀態(tài)下，拌合物中顆粒間充滿著水，如養(yǎng)護不足，表面失水速率超過內(nèi)部水向表面遷移的速率時，則會造成毛細(xì)管中產(chǎn)生負(fù)壓，使?jié){體產(chǎn)生塑性收縮，進而產(chǎn)生塑性裂縫。一般在澆筑幾小時之后出現(xiàn)在結(jié)構(gòu)表面，形狀不規(guī)則，長多在0.2～3m之間，寬多在1～5mm之間。
三、裂縫修補
若新拌混凝土產(chǎn)生塑性裂縫，在裂縫出現(xiàn)時采取對新拌混凝土表面進行拍打至塑性裂縫消失的措施，同時加以養(yǎng)護即可。若是硬化后的混凝土產(chǎn)生裂縫可參照如下方法進行處理。
（一）表面處理法
這是一種在微細(xì)裂縫（寬度一般小于0.2mm）的表面涂膜以提高其防水性及耐久性的方法，是一種較簡單的裂縫修補方法。通過密封裂縫表面達到防止水分、二氧化碳以及其它有害介質(zhì)侵入的目的。而一旦表面裂縫貫通底部，并伴有漏水的情況，則可以采用在構(gòu)件表面貼補防水片的方法進行處理。
（二）填充密實法
對于中寬等的裂縫一般做法：在裂縫地方鑿成凹槽，然后填充合適的材料進行修補。例如，裂縫的寬度小于0.3mm，選擇混凝土專用的封堵材料進行填充。
（三）壓力灌漿法
一般適用于開裂較為嚴(yán)重的部位，處理的裂縫多為貫通裂縫。通過壓力將注射膠灌注到混凝土的內(nèi)部的裂縫處，粘結(jié)封閉裂縫。這種方法一方面能夠修補面層同時還有補強和加固的作用。這種方法由于處理效果好，目前被廣泛的使用。
（四）結(jié)構(gòu)補強法
中圖分類號：U445 文獻標(biāo)識碼：A 文章編號：
1 概述
某公路大橋全長223米，最大橋高46.6米，橋墩呈輻射狀布設(shè)。該大橋3#墩設(shè)計為空心墩，長6m，寬3m，壁厚0.5m。施工完成后在距承臺面2.0m高處發(fā)現(xiàn)一橫向裂縫，裂縫呈水平走向，長4.01m，最大寬度0.3mm，裂縫深度198~291mm。該裂縫屬于構(gòu)造裂縫，對整個橋梁結(jié)構(gòu)受力及正常運營不會產(chǎn)生影響，但是為滿足混凝土耐久性要求必須進行處理，采用環(huán)氧樹脂漿液灌漿修補。
2 方案特點
環(huán)氧樹脂具有粘度小、可灌性好；固化后的收縮性、抗?jié)B性好等性能，不易造成氣泡和不飽滿等不良現(xiàn)象；其漿液固化后的抗壓、抗拉強度都能滿足設(shè)計要求，有較高的粘結(jié)強度；并且漿液的固化時間可以調(diào)節(jié)，灌漿工藝簡便，低毒、無公害。
3 修補流程
裂縫處理埋設(shè)灌漿嘴封縫密封檢查配制漿液灌漿封孔結(jié)束抹調(diào)色砂漿檢查
4 修補方法
4.1修補儀器
修補工藝所需儀器及配件：
4.2裂縫處理
4.2.1、用鋼釬或風(fēng)鎬沿裂縫方向鑿造“V”形槽，外口寬約40mm，深約30mm。鑿槽時先沿裂縫打開，再向兩側(cè)加寬。
4.2.2、用沖擊鉆打孔，孔徑為8mm，孔距為400mm。
4.2.3、用鋼絲刷及壓縮空氣把“V”形槽和鉆孔內(nèi)的碎屑石粉清除干凈，并清除松塊；然后再用毛刷蘸酒精有機溶液，把沿裂縫兩側(cè)擦洗干凈并保持干燥。
4.3埋設(shè)灌漿嘴
埋設(shè)時，先在灌漿嘴的底盤上抹一層厚約1mm的環(huán)氧膠泥，將灌漿嘴的進漿孔粘貼在預(yù)定的位置上。
環(huán)氧膠泥配合比：環(huán)氧樹脂：二丁脂：乙二胺：水泥＝100:30:14:365
4.4封縫
4.4.1、配制環(huán)氧樹脂砂漿
環(huán)氧樹脂砂漿配合比為：環(huán)氧樹脂：丙酮：乙二胺：水泥：砂＝100:15:10:150:300
其中水泥采用秦嶺P.0425R水泥，砂采用中砂(篩掉0.63mm以下與2.5mm以上顆粒，用水清洗干凈，并烘干)。
配制方法：
環(huán)氧樹脂加入丙酮 水浴上加熱溶化加入丙酮 加水泥攪拌均勻 加砂攪拌均勻 環(huán)氧樹脂砂漿。
4.4.2、在抹環(huán)氧樹脂砂漿前，用丙酮將“V”槽再清洗一次，然后用抹刀將樹脂砂漿填入槽內(nèi)，邊抹邊壓，在砂漿收汗前再抹壓密貼，刮平整以防止產(chǎn)生小孔和氣泡。樹脂砂漿填入槽內(nèi)約20mm厚，預(yù)留部分便于抹調(diào)色砂漿。
4.5密封檢查
裂縫封閉后待樹脂砂漿有一定強度時，進行密封檢查。洞裂縫先涂一層肥皂水，然后從灌漿嘴通入壓縮空氣，如有漏氣，及時進行密封。
4.6配制漿液
環(huán)氧樹脂漿液配比如下：
環(huán)氧樹脂加入丙酮 水浴上加熱加入乙二胺攪拌均勻環(huán)氧樹脂漿液
4.7灌漿
4.7.1、灌漿前先對灌漿機具、器具及管子進行檢查，運行正常后開始灌漿。
4.7.2、將漿配制好的環(huán)氧樹脂漿液放入桶中，把標(biāo)尺桶中，并作灌漿記錄；壓漿時，保持在0.2Mpa以上的壓力，并且逐漸升高。注意觀察灌漿嘴的排氣情況，待有純漿排出，即可堵住灌漿嘴。待最后一個灌漿嘴流出漿液時，堵住漿嘴，再繼續(xù)壓注5分鐘左右，關(guān)上進漿嘴上的轉(zhuǎn)芯閥門，即結(jié)束灌漿。
4.7.3、灌漿結(jié)束后，立即拆除管道，并用丙酮把管道、設(shè)備清洗干凈。
4.8封孔結(jié)束
灌漿后經(jīng)2~4天，待漿液凝結(jié)后，再用水泥砂漿抹平漿嘴進行封孔。
4.9抹調(diào)色砂漿
4.9.1、調(diào)色砂漿的配制
調(diào)色砂漿的配比如下：水泥：河砂：粉煤灰：水＝1:4.11:0.25:0.50
其中河砂為特細(xì)砂。
4.9.2、將調(diào)配制好的調(diào)色砂漿抹在“V”形槽內(nèi)的樹脂砂漿表面與橋墩的砼抹平，以保證外觀質(zhì)量。
4.10檢查
4.10.1、在修補前，對環(huán)氧樹脂砂漿制取了一組（70.7×70.7×70.7）的試件，檢查結(jié)果為35.2MPa，滿足要求；
4.10.2、修補完后用超聲波對橋墩進行檢查（高駐辦中心試驗室檢測），檢查結(jié)果無裂縫；
4.10.3、用鉆芯取樣機在橋墩裂縫處鉆取了φ100的試件，進行抗壓試驗，抗壓結(jié)果為38.4 Mpa，滿足要求。
5 施工要點
5.1、對“V”形槽的清洗，除以上方法外，也可以用高壓水進行沖洗；沖洗后可用噴燈烘干或自然晾干，用噴燈烘烤時應(yīng)防止烤焦混凝土。
5.2.、用環(huán)氧樹脂漿液(或砂漿)修補橋墩，一般宜在春季和秋季進行。若冬季施工時，環(huán)氧樹脂漿液(或砂漿)可能受凍而固結(jié)，應(yīng)采取防凍措施：修補時將砼表面預(yù)熱，修補后進行保溫覆蓋，防止固化時溫差大而導(dǎo)致開裂。
5.3、在配制環(huán)氧樹漿液(或砂漿)時，各種材料必須嚴(yán)格計量，嚴(yán)格按照配合比進行配制。
1、工程概況
嘉祥船閘是洙水河航道改造工程的一部分，為山東省交通重點工程，位于嘉祥縣嘉祥鎮(zhèn)嘉祥村節(jié)制閘右岸，節(jié)制閘中心與航道中心線距離為61M，船閘軸線全長2.56KM。嘉祥船閘為IV級船閘，主要設(shè)計船型為500t級船舶（可兼顧通過1000t級船舶），船閘主尺度為230×23×4m（閘室長×寬×檻上水深），設(shè)計水頭2.6M，船閘設(shè)計年通過能力為1960萬噸。輸水系統(tǒng)形式采用頭部短廊道集中輸水，橫梁式鋼質(zhì)人字門作為工作閘門，工作閥門選用實腹式鋼質(zhì)平板閥門，閘、閥門均采用直推式液壓啟閉機。
2、裂縫情況與成因分析
嘉祥船閘工程閘室底板混凝土澆筑于2010年10月16日～2011年5月14日，澆筑完成后，閘室底板表觀質(zhì)量較好。在2012年9月～10月期間，閘室的1#、3#、6#、7#、8#、10#、12#、13#、15#、16 #底板上出現(xiàn)不同程度的裂縫，裂縫的整體走向沿著船閘軸線方向。為此，我部于2012年11月21日委托中交上海三航科學(xué)研究院有限公司對裂縫進行系統(tǒng)調(diào)查，通過采用裂縫測寬儀和超聲波混凝土測試儀進行檢測，根據(jù)測試結(jié)果，裂縫的寬度較?。ù蟛糠至芽p寬度0.01～0.03mm，個別裂縫寬度0.15～0.20mm），深度較淺（裂縫深度25.2～49.5mm）。裂縫非常可能是由于施工過程中回填土導(dǎo)致閘室底板不均勻沉降引起的結(jié)構(gòu)性裂縫，但開裂的程度目前并不嚴(yán)重，只要及時對裂縫進行修補，避免裂縫引起鋼筋銹蝕，不會對結(jié)構(gòu)的使用和長期性能產(chǎn)生不利影響。而且從結(jié)構(gòu)的受力角度分析，一旦閘室內(nèi)防水投入使用后，閘室底板的受力會更加合理，縱向裂縫會有閉合趨勢。
根據(jù)對閘室底板的裂縫情況調(diào)查、檢測以及對船閘底板裂縫成因分析的結(jié)果，本工程船閘底板出現(xiàn)的裂縫并不嚴(yán)重，淺表裂縫對結(jié)構(gòu)危害不大，但為了保證工程質(zhì)量，需要及時對出現(xiàn)的裂縫進行處理，以避免引起銹蝕通道和誘發(fā)鋼筋銹蝕。
分析發(fā)現(xiàn)：一、裂縫出現(xiàn)于船閘地板澆筑完成后一年，由于船閘處于河道一側(cè)，左岸水位差約10米（閘室未放水情況下）。右岸位于岸側(cè)，結(jié)合地質(zhì)勘查報告及現(xiàn)場實際情況，該側(cè)地下水水壓力極小，但是閘室墻后回填土土壓力較大；二、混凝土澆筑后，水泥水化過程中，產(chǎn)生大量水化熱，導(dǎo)致混凝土內(nèi)部溫度升高，根據(jù)熱脹冷縮原理，混凝土出現(xiàn)伸張，混凝土內(nèi)部為壓應(yīng)力，養(yǎng)護期過后，混凝土表面水分揮發(fā)、溫度下降都會使混凝土產(chǎn)生收縮，混凝土內(nèi)部變?yōu)槔瓚?yīng)力，此時下部結(jié)構(gòu)已經(jīng)穩(wěn)定，在其約束下拉應(yīng)力不斷增大，當(dāng)約束應(yīng)力超過混凝土抗拉強度時，混凝土就會開裂；三、閘室混凝土厚度有250cm，由于是密閉結(jié)構(gòu)，散熱性差?，F(xiàn)場觀測數(shù)據(jù)顯示在混凝土澆筑2～3天內(nèi)，其內(nèi)部最高氣溫就能達到50攝氏度，內(nèi)外溫差產(chǎn)生的溫度梯度使混凝土表面產(chǎn)生拉應(yīng)力，加上溫度下降的過程中混凝土?xí)a(chǎn)生收縮，同時受到下部結(jié)構(gòu)約束，混凝土內(nèi)部拉應(yīng)力不斷增加，其表現(xiàn)為：先期出現(xiàn)的裂縫發(fā)展活躍；空箱結(jié)構(gòu)薄弱的中部靠近新舊混凝土施工縫處陸續(xù)有新的裂縫出現(xiàn)，一般不連續(xù)，寬度在0.2mm以下。四、混凝土表面經(jīng)過一個凍融期后，并沒有得到理想狀態(tài)中的養(yǎng)護，造成龜裂現(xiàn)象。
3、材料選擇及其修補原則
3.1選材
針對地板混凝土裂縫情況及其情況分析，并結(jié)合船閘工作環(huán)境和使用特點，根據(jù)本工程裂縫情況及成因分析，擬采用填充法進行處理，所選材料需具備以下特點：
⑴強度高。包括抗壓、彎、拉的強度以及粘結(jié)力等指標(biāo)，以滿足正常使用過程中不可避免的船只對閘體混凝土碰撞和水位反復(fù)升降對閘首造成的不利影響。
⑵具有較高耐疲勞強度，良好的防滲性能和能與老混凝土牢固結(jié)合。
⑶環(huán)境溫度的變化及水位變化、干溫交替對材料老化沒有明顯作用。
⑷施工工藝簡單，對施工現(xiàn)場作業(yè)面要求低。
本工程裂縫修補材料主要有DB-800灌封膠。它是A、B雙組份改性環(huán)氧樹脂類中等粘度膠粘劑，其粘度低、放熱少、適用期長，硬化不收縮，固化后有優(yōu)異的韌性及抗沖擊性能。
3.2修補原則
根據(jù)材料性能指標(biāo)及其特點，同時借鑒附近船閘裂縫修補經(jīng)驗，并結(jié)合現(xiàn)場實際情況，確定裂縫修補原則為：
⑴對于縫寬小于0.2mm，深度較小且己穩(wěn)定的裂縫，沿縫鑿V型槽，用封縫膠封填。
⑵對于縫寬大于0.2mm，或雖小于0.2mm，但深度較大的裂縫，清理裂縫后埋設(shè)壓力灌漿嘴，用封口膠封閉裂縫，以壓力注入低粘度灌注膠。
4、施工工藝
灌漿施工操作步驟：表面清理粘結(jié)注入座和密封裂縫通氣試驗注入灌注膠裂縫表面清理。
4.1表面清理
用鋼絲刷等工具清除裂縫表面的灰塵，松散層等污物，然后用酒精將裂縫擦洗干凈，并保持干燥。
4.2粘結(jié)注入座和密封裂縫
調(diào)制好封口膠，攪拌均勻，用抹刀將少許膠刮在注入座底面的四邊，將注入座固定在混凝土上，騎縫用封口膠粘貼，按20—30cm的間距設(shè)置，注入座的布置應(yīng)掌握以下原則：
縫窄則密，縫寬則疏；注入口的位置盡量在裂縫較寬、開口較暢通的部位；沿縫走向，每米約布置4個，對于縫寬較大且內(nèi)部通暢時，可以按每米3個的密度來布置。
4.3通氣試驗
通氣試驗的目的是為了了解灌漿嘴與裂縫暢通情況，檢查裂縫密封是否有效，確定是否可以灌漿。
以不大于設(shè)定灌漿的壓力氣體充入裂縫中，詳細(xì)觀察灌漿嘴的通暢情況，封閉后的裂縫是否漏氣，如有則用封口膠二次縫堵。
4.4注入灌注膠
灌漿使用自動壓力灌漿器，可以對混凝土微細(xì)裂縫進行自動灌漿注入。無須使用空壓機，手壓泵等配套設(shè)備，不用電，操作簡便，快捷。使用參數(shù)為：
⑴灌漿器適合修補0.1mm以上的裂縫；
⑵灌漿器內(nèi)彈簧壓力為6kg，注入起始壓力為60kpa；
⑶灌漿器可裝灌注膠50g，有效注入量40g；一次注入不夠時可以繼續(xù)補充。
施工前根據(jù)裂縫的長度、寬度和深度估算灌膠量，配置適量的漿液。漿液須置于干凈容器中攪拌均勻，隨用隨配，配置好的漿液暴露在空氣中的時間不宜超過45min。
施工時安設(shè)自動壓力灌漿器并注漿，每條裂縫設(shè)置一個灌漿器，可多條裂縫同時，由下而上順序進行。灌漿過程中壓力控制在0.2～0.4Mpa，保證將灌注膠注入到寬度僅為0.02mm的裂縫末端，同時均勻緩慢的壓力可以將裂縫中積存的空氣壓入混凝土的毛細(xì)孔中，并通過混凝土的自然呼吸過程排出，有效避免產(chǎn)生氣阻，從而確保灌漿質(zhì)量。在灌漿器上方2～3個壓漿嘴依次出漿后，暫停壓漿；將灌漿器移至最上方一個出漿的壓漿嘴上繼續(xù)壓漿；重復(fù)上述過程，依次壓灌至最后一個壓漿嘴冒漿，保持恒壓繼續(xù)壓灌，當(dāng)進漿率小于0.01L/min時，再繼續(xù)灌注10min即可停止此縫的壓漿，對于有明顯進漿而相鄰壓漿嘴無漿液冒出的情況，應(yīng)進行檢查分析，如有裂縫貫通情況等，再采取相應(yīng)措施。壓漿過程中對于每條裂縫的進漿量要仔細(xì)記錄備案。
4.5混凝土表面清理
灌縫完成，灌注膠固化后，對裂縫混凝土表面進行打磨、清理、除去封口膠，露出原構(gòu)件混凝土本色。
封縫完成，封縫膠固化后，在封縫膠表面使用環(huán)氧水泥砂漿涂抹一道，恢復(fù)原構(gòu)件混凝土。
4.6安全措施
現(xiàn)場施工由專人負(fù)責(zé)現(xiàn)場安全，施工程序、用電必須按照安全規(guī)范執(zhí)行，做到安全施工文明施工。
引言
運輸碼頭是我國水路經(jīng)濟交通的重要支撐，另外運輸碼頭建設(shè)需要大量的人力與物力，混凝土裂縫不僅減少了它們的使用年限，而且也對人民的生命安全帶來了嚴(yán)重的威脅，所以減少碼頭混凝土結(jié)構(gòu)裂縫的出現(xiàn)是具有重要意義的。裂縫的形成是多種因素造成的，所以對于裂縫的控制首先需要明確其產(chǎn)生的原因，本文就造成碼頭混凝土結(jié)構(gòu)裂縫的常見因素進行了分析，并就如何減少裂縫的出現(xiàn)提出了自己的建議，希望為相關(guān)人士提供參考。
一、碼頭混凝土結(jié)構(gòu)裂縫的危害及裂縫修補的重要性；
混凝土結(jié)構(gòu)起到支撐碼頭整體穩(wěn)定的作用，因此一旦混凝土結(jié)構(gòu)裂縫出現(xiàn)而沒有技術(shù)處理和采取及時修補的話就會直接導(dǎo)致相應(yīng)的裂縫持續(xù)擴大、加深，進而影響整個結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定，并且最嚴(yán)重時會導(dǎo)致碼頭局部塌陷甚至是整體崩壞坍塌，造成安全危險并且造成巨大的經(jīng)濟損失。因此修補混凝土結(jié)構(gòu)裂縫必須要及時到位，避免造成一系列的損失。
二、導(dǎo)致混凝土結(jié)構(gòu)裂縫的幾點原因；
（一）碼頭施工時期存留的混凝土結(jié)構(gòu)施工問題導(dǎo)致裂縫；混凝土裂縫的形成主要與混凝土自身的材質(zhì)有關(guān)。眾所周知，混凝土是建筑工程項目建設(shè)的主要建筑材料，混凝土是一些建筑用原材料經(jīng)過設(shè)計的配合比組合而成的，主要發(fā)生物理變化不涉及化學(xué)變化，所以如果承受過大的荷載作用，就會導(dǎo)致材料的分離，這便形成了裂縫。
（二）碼頭使用過程中操作不當(dāng)?shù)葐栴}導(dǎo)致混凝土結(jié)構(gòu)裂縫；碼頭是物流運輸和船舶停靠的硬件建設(shè)工程，因此經(jīng)常由于一些操作失誤、不合理撞擊碰撞事故導(dǎo)致碼頭的混凝土結(jié)構(gòu)受到?jīng)_擊震蕩，產(chǎn)生一系列的裂紋，這些裂紋剛開始只是極為細(xì)小但是由于維護修補不及時就會進一步引發(fā)連鎖裂縫或者裂縫加深的問題，再加上長期運輸交通部分的道路擠壓等問題也會加重碼頭內(nèi)部結(jié)構(gòu)裂紋的產(chǎn)生。此外，混凝土的自重是比較大的，長時間下來也會因為自身重力導(dǎo)致裂縫的出現(xiàn)。而且，在混凝土的組成中，各個原始材料的密度是不同的，為了保證混凝土的抗壓強度與混凝土的流動性還需要在混凝土的生產(chǎn)過程中加入一些密度比較大的砂石，各種材料的密度不同便會在混凝土內(nèi)部產(chǎn)生剪力的作用，這無形中也會增加裂縫的出現(xiàn)幾率。
（三）碼頭使用的環(huán)境問題造成混凝土結(jié)構(gòu)裂縫；由于碼頭的地處環(huán)境和環(huán)境氣候特點導(dǎo)致混凝土結(jié)構(gòu)經(jīng)常接觸雨水的浸泡，本身混凝土結(jié)構(gòu)是不會因為短期的浸泡而出現(xiàn)問題的，但是由于混凝土中鋼筋結(jié)構(gòu)由于高濕度產(chǎn)生銹蝕問題，并且銹蝕過程是本身體積擴大的化學(xué)變化，銹蝕還會持續(xù)腐蝕周圍的物質(zhì)因此會導(dǎo)致結(jié)構(gòu)裂縫的產(chǎn)生和進一步擴大，甚至是整個結(jié)構(gòu)的崩壞。另外，混凝土主要是承受壓力的作用，所以在設(shè)計過程中首要考慮的因素便是混凝土的抗壓性能，然而在實際中，運輸碼頭與橋梁難免受到來自外部與內(nèi)部的剪應(yīng)力或者拉應(yīng)力作用，混凝土的抗剪與抗拉性能遠(yuǎn)遠(yuǎn)不如其抗壓性能，所以便會導(dǎo)致裂縫的形成。
三、針對上述碼頭混凝土結(jié)構(gòu)裂縫問題如何預(yù)防解決及維護修補；
（一）混凝土施工嚴(yán)謹(jǐn)工程驗收嚴(yán)格細(xì)致；對施工過程中的問題要及時發(fā)現(xiàn)及時糾正和避免，對混凝土結(jié)構(gòu)的養(yǎng)護階段的時間和質(zhì)量要嚴(yán)格控制，并且對混凝土攪拌的材料攪拌程度要仔細(xì)把握，避免內(nèi)部密度不一致導(dǎo)致的不均勻沉降等問題的發(fā)生。
（二）注意日常形成裂縫問題發(fā)現(xiàn)和幾種修補裂縫技術(shù)；對于不同程度的鋼筋混凝土裂縫修補技術(shù)也有所不同。對于裂縫深度較小只存在于表面的小型裂縫可以采用粘黏修補手段，就是用混凝土材料對表層進行修補達到粘黏修補的作用，防止雨水侵入造成更進一步的裂縫損傷，這類的裂縫問題往往比較輕微，但是如果忽視這類裂縫的問題就會造成難以想象的連鎖反應(yīng)，這類簡單的淺小裂縫只要進行日常維護維修工作時認(rèn)真負(fù)責(zé)即可，不需要投入極大地費用進行維修，對于技術(shù)操作的要求也比較低，只需要普通的工人進行操作即可；對深度較大但是不影響結(jié)構(gòu)穩(wěn)定的裂縫采取灌漿粘合修補，并在表面附著一層防水膜或者鋼板，防止粘合劑在凝固過程中出現(xiàn)問題，對于這類修補就需要相對專業(yè)的人員進行操作了，針對環(huán)境和裂縫的寬度深度進行計算，并且選擇合適的粘合劑和灌漿量，并且還要針對裂縫的產(chǎn)生原因進行分析并且對其產(chǎn)生原因進行預(yù)測性分析，對可能造成的問題提前做好預(yù)測，并且決定是否用后續(xù)手段再進行修補維護；對于縱深型裂縫要著重處理，這類裂縫的深度往往接近于貫穿碼頭，并且深度或者寬度已經(jīng)對碼頭整體的結(jié)構(gòu)產(chǎn)生了穩(wěn)定性威脅，或者已經(jīng)出現(xiàn)了結(jié)構(gòu)分離沉降等問題，這類裂縫的修補需要大型機械的配合，并且對結(jié)構(gòu)重新整理修繕，甚至需要局部植入鋼筋進行加固，且需要利用混凝土二次澆注修復(fù)技術(shù)的幫助。并且對于這類裂縫出現(xiàn)的碼頭不推薦在修復(fù)完成前繼續(xù)使用、修復(fù)完成后立即投入使用；此外，一些小型的船只邊緣碰撞造成的鋼筋結(jié)構(gòu)或者混凝土結(jié)構(gòu)裂縫也要及時處理防止裂縫惡化，出現(xiàn)后續(xù)的損失問題。
（三）重點看重碼頭混凝土結(jié)構(gòu)的日常維護工作力度；在碼頭的正常使用過程中其實對于混凝土結(jié)構(gòu)有所損傷而造成裂縫的原因有很多，但是其中絕大部分是認(rèn)為可以避免的，也就是說只要碼頭日常巡視工作和維護工作做好就可以避免很多裂縫問題，因此要嚴(yán)肅認(rèn)真的執(zhí)行碼頭日常巡檢維護工作。
結(jié)束語：綜上所述，減少混凝土裂縫的出現(xiàn)以及防止裂縫的產(chǎn)生是急需我們解決的問題。運輸碼頭是進行物流運輸?shù)闹匾ぞ?，隨著生產(chǎn)生活活動以及運輸量地不斷增加，運輸碼頭所需要承受的荷載也越來越高。有效地對裂縫進行修補維護是保證我國繼續(xù)向前發(fā)展的重要舉措。相關(guān)部門要加強對于混凝土生產(chǎn)工藝的引進與研發(fā)，另外還要加強對于施工單位的監(jiān)督力度，避免在混凝土的制作過程中出現(xiàn)偷工減料或者以次充好現(xiàn)象的發(fā)生。
修補
裂縫修補主要以恢復(fù)結(jié)構(gòu)材料的防水性及耐久性為目的，也有從維護人身安全及注重美觀的角度而進行修補的。在滿足修補的前提下，必須考慮經(jīng)濟性來決定修補的范圍及修補的規(guī)模等。
一、修補設(shè)計
修補設(shè)計原則上應(yīng)根據(jù)第四章是否需要修補及補強加固的判定結(jié)果，進行恢復(fù)己開裂結(jié)構(gòu)件的機能及耐久性的設(shè)計，更重要的是要選擇適當(dāng)?shù)男扪a材料、修補工法以及在選擇修補時間的基礎(chǔ)上進行修補設(shè)計。
進行修補設(shè)計時，應(yīng)考慮如下事項:
（1）根據(jù)是否需要修補的判斷結(jié)果，設(shè)定修補范圍及規(guī)模，還應(yīng)
按需要再度調(diào)查現(xiàn)場。
（2）掌握開裂原因、開裂狀況(裂縫寬度、深度及型式等)，建筑物的重要性及環(huán)境條件(一般環(huán)境、工廠地區(qū)、鹽類環(huán)境、溫泉地帶、寒冷地帶及特殊用途)。
（3）為了明確規(guī)定修補目的及恢復(fù)目標(biāo)，考慮(2)中的環(huán)境條件，選定最適于修補的修補材料、修補工法及修補時間。選擇修補工法，可按開裂現(xiàn)場及開裂原因參照表6.1所示內(nèi)容決定。另外，當(dāng)構(gòu)筑物處于鹽類等苛刻環(huán)境時，應(yīng)選擇比普通環(huán)境條件高一個等級的材料及工法。如有可能，裂縫最好在穩(wěn)定后再作修補;對隨環(huán)境條件變化的溫度裂縫，則宜在裂縫最寬時處理。
混凝土建筑物及構(gòu)件的修補恢復(fù)目標(biāo)將視竣工時的初期性能、建筑物的耐用年限、開裂原因、劣化程度及劣化范圍等而異，另外，保修年限也不盡相同。
通常，可將修補恢復(fù)目標(biāo)分成如下三個階段:
①恢復(fù)到與健全構(gòu)件同等性能。因水泥的水化熱、碳化、千縮而產(chǎn)生的裂縫等，是作為搞清開裂原因而進行修補的對象。希望保修年限定為10-15年。
②恢復(fù)到不妨礙使用的程度。當(dāng)由鋼筋腐蝕、堿性骨料而導(dǎo)致的裂縫及由此產(chǎn)生的劣化度比較明顯時，或者開裂原因是多方面的，又不能將所有原因都搞清楚時，年限定為5-10年。
③恢復(fù)到能夠確保人身安全的程度。一般針對以確保人身安全而進行的應(yīng)急修補工程。
（4）必須充分研究修補作業(yè)所必要的機械材料、腳手架及工程現(xiàn)場對周圍人群的安全保障。
二、修補工法及特點
2.1表面修補法
常用的方法為涂覆法，增加整體面層，壓抹環(huán)氧膠泥，環(huán)氧漿液粘玻璃絲布，表面縫合等。
(1)涂覆法:混凝土表面出現(xiàn)數(shù)量較多的表面裂縫時，采用手工或機械噴涂方法，將修補材料涂覆于混凝土表面，起到表面封閉作用。涂膜厚度在0.3~2.5mm之間，厚度大者適應(yīng)裂縫變化能力強。選用修補材料時應(yīng)考慮使用條件(室內(nèi)、室外、環(huán)境溫濕度變化，介質(zhì)腐蝕情況)以及裂縫活動情況等，例如，要求耐磨的地坪可選用環(huán)氧瀝青涂料，聚氨酷涂料，聚氨酷瀝青涂料等剛性涂料，不穩(wěn)定的裂縫修補可選用聚氨酷彈性體，橡膠型丙烯酸酷涂料等彈性涂料。
(2)增加整體面層:混凝土表面裂縫數(shù)量較多，分布面較廣時，常采用增加一層水泥砂漿或細(xì)石混凝土整體面層的方法處理。多數(shù)情況下，整體面層內(nèi)應(yīng)配置雙向鋼絲網(wǎng)。有條件時，宜采用噴射法施工水泥砂漿或混凝土整體面層。
(3)壓抹環(huán)氧膠泥:對于數(shù)量不多，又不集中，縫寬>0. lmm的裂縫可采用此法處理。
(4)環(huán)氧漿液粘貼玻璃絲布:一般采用環(huán)氧樹脂膠料或環(huán)氧焦油膠料，粘貼1~2層玻璃絲布。
(5)表面縫合:在裂縫兩邊鉆孔或鑿槽，將u形鋼筋或金屬板放入孔或槽中，用環(huán)氧樹脂砂漿等無收縮型砂漿灌入孔或槽中錨固，以達到縫合裂縫的目的。 2.2局部修復(fù)法
常用的方法有充填法，部分鑿除重新澆筑混凝土、預(yù)應(yīng)力法等。
(1)充填法
用鋼釬、風(fēng)鎬或高速轉(zhuǎn)動的切割圓盤將裂縫擴大，最終鑿成V形或梯形槽，分層壓抹環(huán)氧砂漿、或水泥砂漿、或聚氯乙烯膠泥、或瀝青油膏等材料封閉 裂縫。其中V形槽適用于一般裂縫修補;梯形槽用于滲水裂縫修補;環(huán)氧砂漿適用于有結(jié)構(gòu)強度要求的修補;聚氯乙烯膠泥和瀝青油膏僅適用于防滲漏的修補。
(2)預(yù)應(yīng)力法
用鉆機在構(gòu)件上鉆孔，注意避開鋼筋，然后穿入螺栓(預(yù)應(yīng)力鋼筋)，施加預(yù)應(yīng)力擰緊螺帽，使裂縫減小或閉合。如條件許可時，成孔的方向應(yīng)與裂縫方向垂直，見圖2.2 ( a)鉆孔方向不與裂縫垂直時，宜采用雙向施加預(yù)應(yīng)力，
(3)部分鑿除重新澆筑混凝土
對于鋼筋混凝土預(yù)制梁等構(gòu)件，由于運輸、堆放、吊裝不當(dāng)而造成裂縫的事故時有發(fā)生。這類裂縫有時可采用鑿除裂縫附近的混凝土，清洗、充分濕潤后，澆筑強度高一等級的混凝土，養(yǎng)護到規(guī)定強度的修補方法。修補后的構(gòu)件仍可使用在工程上。用這種方法修補己斷裂的構(gòu)件應(yīng)特別慎重。此外，修補前應(yīng)檢查鋼筋的實際應(yīng)力和變形狀況。修補混凝土宜用微膨脹型。修復(fù)工作必須十分仔細(xì)認(rèn)真，否則新老混凝土結(jié)合不良將導(dǎo)致失敗。
2.3灌漿法
將水泥或化學(xué)漿液灌入混凝土縫內(nèi)，使其擴散，固化。固化后的漿液具有較高的粘結(jié)強度，與混凝土能較好地粘結(jié)，從而增強了構(gòu)件的整體性，使構(gòu)件恢復(fù)使用功能，提高耐久性，達到堵漏防銹補強的目的。
用于結(jié)構(gòu)修補的化學(xué)漿液主要有兩類:一類是環(huán)氧樹脂漿;另一類是甲基丙烯酸甲酷液(簡稱甲凝液)。用于防滲堵漏的化學(xué)漿液主要有:水玻璃、丙烯酞胺、聚氨酷、丙烯酸鹽等。這些不溶物可充填縫隙，使之不透水并增加強度。
雖然民用建筑混凝土結(jié)構(gòu)裂縫修補工法多種多樣，但我們不能只知其一、只用其一，而應(yīng)牢牢掌握每一種方法，以一變應(yīng)萬變，做到根據(jù)不同情況采取不同方法，盡量實現(xiàn)修補最優(yōu)。
參考文獻：
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