水工涵闸混凝土结构裂缝成因浅析

水工涵闸混凝土结构裂缝成因浅析

刘松

宿州市河道管理局安徽宿州234000

摘要：文章主要对水工涵闸混凝土结构裂缝的成因进行分析，墩墙裂缝主要分为：温度裂缝和塑性收缩裂缝两种，底板裂缝则主要分为：温度裂缝和地基沉降裂缝两种。不同原因所导致的裂缝及危害也各不相同，其中贯穿性裂缝的危害最大。加强对水工涵闸混凝土结构裂缝成因的分析，可以更好的对其进行预防，使工程整体的质量更完善。

关键词：水工涵闸；混凝土结构；裂缝成因；预防措施

引言

一般情况下，水工涵闸混凝土结构出现裂缝现象的部位，主要在结构的底板处以及墩墙处。导致水工涵闸混凝土结构出现裂缝现象的主要原因有以下几种：在设计过程中没有全面考虑问题，导致设计存在漏洞，从而影响建筑整体的抗裂性能，大幅增加混凝土结构裂缝出现概率；在建设之前，没有对地基进行严格、规范的处理，地基质量不达标，也会导致混凝土结构出现裂缝；整体结构施工过程中，施工单位没有进行严格的施工质量控制，导致施工质量大幅下降，自然也加大了混凝土结构裂缝的出现概率；在实际运行阶段，出现超载现象，实际负荷量远远大于设计负荷量，以及混凝土结构自身温度的变化等，这些都是导致水工涵闸混凝土结构出现裂缝现象的主要原因。

1水工涵闸混凝土结构裂缝的危害

1.1裂缝影响结构的整体性

一旦水工涵闸混凝土结构出现贯穿性的裂缝，则很难对其进行

修复。出现的裂缝越宽，对整体结构的危害就越大，严重时还会导致表层混凝土的脱落，对结构的整体性带来非常严重的影响。剪切裂缝通常发生于支座部位以及承载力较大的部位，这一裂缝的出现会对剪应力的传递造成极大的影响，从而给结构的安全性带来严重的危害。

1.2裂缝导致结构使用功能上不正常

对于堆石坝混凝土面板来说，因外界温度变化而出现的裂缝通常会贯穿整个混凝土面板，严重影响建筑的防渗漏性能。如果是挡水建筑物的话，裂缝现象的出现会大大降低其挡水性能，使蓄水位受到非常大的限制。

1.3裂缝会影响结构的耐久性

现如今，很多相关方面的标准与规范都将限制裂缝的宽度来作为一种耐久性指标。为了使建筑混凝土结构的整体耐久性以及美观程度得到有效的提升，很多国家的规范及标准中，都对裂缝的宽度进行了一定的限制。如果混凝土结构出现比较宽的裂缝，且内部存在水分及氧气的话，就会对混凝土结构内的钢筋造成严重的影响，使其出现“环蚀”现象，严重影响结构的耐久性。钢筋断面的锈蚀发展要比普通锈蚀快很多，特别是在预应力混凝土结构中，钢筋锈蚀所带来的危害更高。由于单根钢丝的断面比较小，而高强度的钢筋变形性能较差，很容易出现突然断裂，大大提高钢筋锈蚀现象的发生概率，给结构整体耐久性带来极大的危害。此外，混凝土结构内部的钢筋如果出现生锈现象，那么其体积必然会有所增加，从而出现一定的膨胀压力，而膨胀压力的出现很可能会导致混凝土结构表面出现剥落现象，也会给结构耐久性带来极大的危害。

2水工涵闸墩墙混凝土结构裂缝成因

导致水工涵闸混凝土结构裂缝问题出现的原因主要有以下几种：

2.1水化热

水泥在遇到水之后，会产生大量的热量，混凝土搅拌完成后也会存在很大的热量，而混凝土的散热能力又比较差，内部热量不能快速散发，大量的热量保留在混凝土内部。混凝土的散热存在较大的差异，外部散热速度要比内部散热速度快很多，且散热速度会受到外界气温的影响，由于混凝土内外部散热速度存在一定的差异，因此在散热过程中会产生温度应力，当应力远远超出混凝土承受限度的时候，就会导致混凝土表面裂缝现象的发生。

2.2混凝土环境与浇筑温度

在进行混凝土结构施工的时候，会受到环境因素及温度因素的影响，外界温度较高的时候不能进行混凝土的浇筑施工，因为高温会影响混凝土内部温度，减缓混凝土内部热量的散发速度，提高混凝土温度应力，提高混凝土结构出现裂缝现象的概率。

2.3约束条件

混凝土结构施工过程中，还可能会受到外界约束条件的影响，混凝土闸墩受到约束力的影响后会产生一定的压应力，然后随着压应力的松弛以及温度应力的出现，会导致混凝土闸墩部位受到严重的拉应力影响，从而使混凝土闸墩出现裂缝。

2.4混凝土收缩

混凝土浇筑施工完成后的凝固阶段，会散发出一些水分，而随着混凝土结构内部的水分逐渐流失，混凝土整体结构必然会出现一定的收缩，而如果混凝土在收缩过程中受到外界约束力的影响，就会导致混凝土结构裂缝现象的发生。

3水工涵闸混凝土裂缝的控制

要想使水工涵闸混凝土结构裂缝现象得到有效的控制，减少混凝土结构裂缝现象的发生，必须要重视以下几点：

3.1混凝土材料

在对水泥材料进行选择的时候，尽可能的选用热量较低的水泥；粗骨料在混凝土中的占比高达百分之八十九，因此其热学性能直接关系到整个混凝土结构的耐久性，在选择粗骨料的时候，应当尽可能的选择热学性能较优的骨料，只有这样，才能够使混凝土的温度得到有效控制，才能大幅减少混凝土结构裂缝；在设计混凝土配比的时候，应当合理控制水泥的用量。

3.2混凝土浇筑时间的选择

尽可能的避免在高温季节进行混凝土结构施工，混凝土在凝固的过程中需要向外界散发热量，而混凝土结构的散热性能不强，热量很难从内部散发出去。如果是高温天气进行混凝土浇筑施工的话，将会使混凝土内部的热量更难散发，在散热过程中，由于外界温度过高，混凝土会吸收外界热量，导致混凝土整体温度降不下去，严重影响混凝土结构的凝固质量，很容易导致裂缝现象的发生。因此，在进行混凝土结构施工之前，应当选择合适的浇筑时间，避开高温季节施工。

3.3施加钢筋预压应力

混凝土的抗拉能力非常弱，因此需要采用钢筋来代替混凝土承受拉力。不过混凝土的极限拉应变也非常小，每米只能拉伸0.1到0.15毫米，在拉伸的话就会导致裂缝现象的发生。要想使钢筋混凝土结构在实际运行阶段不出现开裂问题，那么钢筋的拉应力应当在20到30MPa之间；如果允许裂缝宽度在0.2到0.25毫米以内的开裂，那么钢筋的拉应力应当在150到250MPa左右。

3.4降低混凝土的温度

在进行混凝土结构施工的时候，应当尽可能的降低混凝土的温度，从而加快混凝土散热速度，防止因混凝土温度过高而导致的裂缝现象发生。降低混凝土温度的方法主要有以下几种：在混凝土拌和水选择的时候，应当选用温度较低的水来进行混凝土调配；对骨料进行预冷处理；混凝土搅拌完成后的运输阶段，应当做好一系列的防护措施，防止混凝土在运输过程中吸收到热量；在混凝土搅拌过程中加入适量的冰屑，从而达到预冷混凝土的目的，使混凝土温度得到有效的降低。

结束语

水工涵闸是水工薄壁结构混凝土工程中的一种，其非常容易出现开裂现象，开裂的部位主要是在水工涵闸墩墙处以及涵闸底部。建筑物结构设计不周、基础处理不善、结构型式复杂、分缝分块过长、混凝土的温度变化，以及施工过程中没有进行严格的质量控制等，都会导致水工涵闸裂缝现象的发生。在进行水工涵闸修建的过程中，如果涵闸底部混凝土结构处于软土地基部位，那么其底板所受到的外界约束力会大幅减少，从而大幅提高水工涵闸混凝土结构裂缝现象的出现概率。因此，我们必须要加强对水工涵闸混凝土结构裂缝问题的重视，从混凝土的结构特性到裂缝问题的严重性，进行深入的分析与探讨，并对水工涵闸混凝土结构裂缝现象的出现原因，以及水工涵闸混凝土裂缝的控制等方面内容进行全面的阐述，为今后更好的预防水工涵闸混凝土结构裂缝提供参考。

参考文献

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