浅谈水工大体积混凝土裂缝的检测和处理..doc

浅谈水工大体积混凝土裂缝的检测和处理 作者： 朱生明 王蓬勃 （中国水利水电第四工程局第三分局 云南丽江 674100） 裂缝是混凝土建筑物最常见的缺陷之一，主要由干缩、砼自身质量、水泥水化热、温度、钢筋锈蚀、地基变形、荷载、碱骨料反应、地基冻胀等原因引起的。我国已建和在建的水工混凝土建筑物几乎没有能够幸免的，国际上的水工建筑物也很少有不产生裂缝的，像前苏联的托克托古尔坝那样能郑重宣布没有出现裂缝的实在是属凤毛麟角了。 一、裂缝的种类 裂缝的种类很多，性状也千差万别，目前我国尚无统一的分类方法，一般采用的是根据成因分类和根据裂缝特征及其对结构物的危害分类。 1.按成因分类：温度裂缝、干缩裂缝、结构裂缝、沉陷裂缝、超载裂缝、约束裂缝、材料裂缝等。 2.按裂缝特性（缝长、缝宽、缝深）和所在部位分为：表面裂缝、浅层裂缝、深层裂缝和贯穿裂缝。 二、裂缝的成因 引起混凝土裂缝的根本原因是混凝土结构物中的应力超过了混凝土自身能够承受的应力强度，由于混凝土的抗拉强度大约只有其抗压强度的1/6～1/15，因此裂缝的出现绝大多数是受拉应力控制的。混凝土的裂缝的成因十分复杂，因素很多，大致可从以下几方面来分析。 1.从内因上讲，有原材料不佳、均匀性不好、配合比不优、水化热温升、自身体积变形及其热学、力学性能达不到混凝土抗裂要求；混凝土结构物形式不合理，容易造成过大的应力集中；混凝土建筑物分缝分块不恰当，难以承受外界条件和荷载的影响。 2.从外因上讲，有气温、温度等外界环境因素的变化，有基础、老混凝土的约束，有基础不均匀沉陷和结构物外部荷载及施工工艺等。 三、裂缝的检查方法 裂缝检查的目的是为裂缝的分类和裂缝的补强处理做准备的。检查项目包括缝长、缝宽、缝深、裂缝方向、所在部位、数量以及缝面渗水、溶出物状况等，检查方法有普通常规检查、重点检查和仪器检查等方法。 1.普通常规检查 （1）主要检查裂缝的表面特征，包括裂缝所在的部位、走向、表面缝长、缝宽、形态变化等，检查方法以人工目测为主，所用工具比较简单，有米尺、读数放大镜、塞尺等工具。超过0.1mm以上的裂缝均可用肉眼看到，小于0.1mm的裂缝，可在仓面上先洒水再用风吹干或晒干，就可看到。 （2）发现裂缝后，立即查明表面特征，逢长可用米尺丈量，缝宽用塞尺插入裂缝或读数放大镜读出，其他特征凭直观估测；对于发现的裂缝，都要认真做好记录并绘制裂缝图，准确地记录裂缝所在的位置、高程、形状、走向、缝长、缝宽以及裂缝所在部位的结构特征等。 2.重点检查 对于结构重要部位的裂缝、发现的深层裂缝和贯穿裂缝以及影响建筑物安全运行的裂缝等，要在常规检查的基础上进行重点检查。检查的方法有凿槽观测和钻孔压水法。 （1）凿槽观测 具体方法是用风镐、风钻、手工凿等工具沿缝下凿，直至看不到裂缝为止，下凿的深度作为缝深。由于凿槽时的岩粉、灰渣容易掩盖缝面，检测缝深的误差较大，而且当裂缝较深时，凿槽比较困难。因此，凿槽观测法只限于浅层裂缝或无其他检测工具时的临时缝深检测。 （2）钻孔压水法 检查时用风钻先在裂缝的一侧或两侧打角度不等的斜孔穿过缝面，然后在孔口安装压水设备和阻塞器，进行压水试验。若裂缝表面上可见压水渗出，说明钻孔穿过裂缝，则继续往深处钻斜孔并再次压水，如此反复进行直至缝面不在渗水为止，此时钻孔与裂缝的交点到裂缝表面的垂直距离就是缝深。 钻孔间距一般采用2～4m，排距2～3m，角度一般为30°、45°、60°，钻孔角度误差要求小于2°，钻孔深度要求穿过缝面1～1.5m，孔深不宜大于结构物长度的1/2；布孔时还要注意避开预埋件、冷却水管和埋设仪器等。 压水通常采用手摇泵进行，为了保证压水效果，有时要先用风、水对钻孔清洗，直至回清水后再进行压水试验；压水试验的压力视现场情况而定，一般采用0.1～0.4Mpa,每次压水稳定时间为不小于0.5小时。 3.仪器检查 （1）超声波检查 用岩石声波测定仪发出超声波，以测量裂缝的深度是比较先进的测深方法；具体方法是在裂缝两侧对称钻垂直孔，孔径不小于60mm,应避免孔与缝面相交和避开钢筋、埋件、冷却水管等，在孔内注满清水，将仪器的发射探头和接受探头同步由浅至深插入孔内，每次下移20～50cm，逐渐测得超声波波形，绘制出超声波波形随孔深变化振幅图，由于超声波在传递过程中，遇到不同的介质时，速度会发生变化，反映到振幅上也会有所变化，裂缝内无论是空的或充填有水或杂质，都与无缝的混凝土介质不同，探测由浅而深，混凝土由有缝到无缝，振幅也相应发生变化，裂缝的深度就会很清晰的反映出来。 为了更进一步准确判断，可在检测孔无裂缝一侧，另钻一个对比孔，孔距与检测孔相同，孔深2m左右，作声波振幅对比试验。 （2）孔内成像检查 在