河西地区现浇混凝土渠道产生裂缝的原因及防治措施

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1、河西地区现浇混凝土渠道产生裂缝的原因及防治措施李晓文（甘肃省武威市凉州区杂木水管处，甘肃武威733000）简介：李晓文(1973-)，男，甘肃武威人，工程师，主要从事水利工程建设管理工作。导读：从河西地区的地质、气候特征，深层次分析本地区混凝土渠道出现裂缝的原因，有针对性地提出相应的维护防治措施，为石羊河流域乃至本地区混凝土渠道裂缝防治提供有益的参考。混凝土渠道防渗具有一次性投资比较大，防渗效果好，运行安全的特点。混凝土是由砂、石、水、水泥等材料组成的，这些材料具有一定的吸水性，又长期处在水的环境中，这些水分在负温条件下，体积会发生膨胀，经过多个冻胀，融化循环和应力的反复作用，最终导致混凝土的

2、冻融破坏，形成裂缝。河西地区气候属大陆性干旱气候，冬、春季常常会形成寒潮天气，夏季气候却十分干燥、冷热变化剧烈，现浇混凝土渠道极容易出现裂缝。渠道混凝土出现裂缝，会大大降低渠道运行的使用寿命。一、渠道混凝土产生裂缝的原因分析㈠气温变化使基础冻胀引起的裂缝基础冻涨是由于在负温天气下，基础土质中的水分结冰造成基础体积膨胀，当膨胀达到混凝土抗折强度极限时，导致混凝土板断裂，产生不同形式的混凝土缺陷。此类裂缝在渠底以及地势较低的地方出现的密度比较大。基础冻涨必须具备负温和一定的含水量两个主要因素。河西地区渠底基础土质多为壤土，由于地面水的下渗，加之本区域大部分渠道冬灌时间长，具有较强的富水性和透水性，

3、使得砂土和壤土层含水量偏高，并且形成持水层，基础极易受冻。据气象统计资料显示，1月是本地全年最冷的月份，月平均气温为-15℃，冻土厚度达0.78一0.88米。在2010年12月至2011年1月期间，最低气温达-20℃，平均负温天气持续近一个月。根据基础含水量测定，砂土层含水量5.7%~8.7%，壤土层含水量12.5%~14.2%，砂层含水量5.6%~6.2%，很明显壤土层含水量偏高，正是由于这两个主要因素的存在，造成了渠道基础冻涨，形成裂缝。㈡混凝土表面因为冰冻引起的裂缝本地区农田有冬灌需求，混凝土渠道裂缝发生时间，一般为封冻期及解封期间，其中渠道阴坡出现机率较多。一是该时段气温急剧变化，对停

4、水较迟的渠道，基础渗水无法排除，结冰后对渠道的冻胀破坏比较严重。二是本地区冬季降雪量大，使渠底低洼处出现积水结冰，随气温的降低，结冰处混凝土表面出现冰冻。据统计，河西地区最冷月平均气温-15℃时，最低可达-20℃以下，可出现2~5次通过0℃的正负交替次数。另据有关研究水结冰膨胀体积的公式Ud=0.09·S·U·M(式中，U为毛细管水的膨胀体积，U为毛细管的空隙体积，S为饱和度，M为成冰率）。可知，水完全结冰可产生9%的体积膨胀，使混凝土遭受很大的内部破坏力。渠底的积水冻冰造成了混凝土处于完全饱和状态，冰冻后混凝土体积膨胀更为严重。由于日夜气温的交替变化，经过冻融交替，使渠底积水冻冰处混凝土渠道

5、出现裂缝。同时，此处的混凝土部分表皮脱落，正是由于混凝土出现冻融交替，使得混凝土渠道表面遭受更为严重的破坏。㈡施工管理措施不到位造成的裂缝℃—是混凝土浇筑后，在硬化过程中，由于混凝土受外部条件的影响，内外水分蒸发程度不同，表面水分损失过快，变形较大，内部湿度变化较小变形较小，较大的表面干缩变形受到混凝土内部约束，产生较大拉应力。当拉应力超过混凝土的抗拉强度极限时，混凝土表面在混凝土施工中后期就会产生裂缝。二是渠道施工浇筑过程中，如果水灰比过小，会因为难以振捣使渠壁不密实；如果水灰比过大，则会在振捣中容易出现塌落裂缝现象。在坡板施工时，如果滑模长度不够，浇筑混凝土上部振捣容易引起下部塌落裂缝。如

6、果在停水间隙施工，基础土含水率大，夯填不密实，浇筑的混凝土容易出现裂缝。在温度骤降的情况下施工，加大了冻胀应力，浇筑混凝土渠道必然产生裂缝。对撒落砼料不回拌合机重新拌合，直接现浇不能保证渠道的有效厚度，抗局部应力差，也容易导致裂缝。二、有效处理渠道混凝土裂缝的措施当混凝土防渗渠道发生裂缝后，根据渠道混凝土裂缝的宽度、裂缝的分布数量和不同特性，可采用不同的处理方法。处理后的裂缝要能保证混凝土渠道结构原有的整体性以及防水防渗漏的要求。视裂缝的大小，可采取不同方法来维护修理。㈠用表面涂抹渗透法，处理渠道较小的裂缝对于较小的渠道裂缝，一般可采取涂抹水泥砂浆渗透结晶防水材料进行表面处理，既可以保证原混凝

7、土的整体性，又可利用防水材料的渗透作用，填塞缝隙，达到防水的目的。水泥砂浆渗透结晶型防水材料是一种刚性防水材料，具有呼吸性、防水作用的永久性和独特的自修复能力。与水作用后，材料中含有的活性化学物质通过载体向混凝土内部渗透，在混凝土中形成不溶于水的结晶体，填塞毛细孔道，从而使混凝土渠道致密防水。在涂抹水泥砂浆渗透结晶型防水材料时，首先要除去渠壁表面的浮灰、浮浆、油脂等物，铲除空鼓、疙瘩等疏松部位，将