1、混凝土裂缝处理论文混凝土裂缝论文-水利工程混凝土渗漏的原因分析和防治措施一、引言 随着我国社会经济水平的不断提高,水利水电工程建设在数量和规模上都达到了建国以来的最高水平。由于混凝土本身为透水介质,因而在水利工程中发生渗漏的情况是不可避免的。同时由于渗漏的作用,使得有压水渗入混凝土结构内部 ,对混凝土结构的稳定性产生不利影响。 二、渗漏产生的原因 当渗漏发生后,我们需要对渗漏产生的原因进行分析。针对具体的原因, 制定有针对性的修补处理方案,原因分析是制定经济与合理的修补处理方案的基础与前提。 (一) 变形缝渗漏成因分析 变形缝为沉降缝,伸缩缝和抗震缝的统称。因为变形缝为混凝土结构的薄弱环节,
2、因而在水利工程中,变形缝位置为渗漏水的主要位置。变形缝的止水设计防水等级高与止水材料均选用耐久性良好的材料,但在实际工程中 ,大部分变形缝处存在渗漏水的情况 ,即原因可以从设计、施工和材料三个方面解释。 在设计中如果设计的密封止水材料的尺寸和变形缝尺寸不合理,将导致密封止水材料的伸缩率小于变形缝的长期变形量,导到外水通过接缝渗入混凝土结构内部。在施工中如果不严格按照设计施工,将容易导致止水带周围混凝土有蜂窝孔洞、止水带位置偏移, 止水带焊接不严密,密封材料嵌填质量差等。如果止水材料选用了劣质产品或未选用合适的止水材料,如在高腐蚀性环境中仍选用橡胶类止水材料,均易造成止水材料的老化与腐烂, 形成
3、渗水通道。 (二) 混凝土裂缝渗漏成因分析 混凝土为脆性材料,其抗拉强度远小于其抗压强度 ,当混凝土结构上拉应力超过混凝土的抗拉强度,在混凝土结构上将出现裂缝 (裂缝多半为弯曲裂缝,而且拉裂缝)。根据裂缝形成原因不同,可分为温度裂缝,凝缩裂缝,干缩裂缝, 碱骨料反应裂缝,超载裂缝, 钢筋锈蚀裂缝,地基不均匀沉降裂缝等。根据裂缝发展深度的不同,可以分为贯穿裂缝,深层裂缝和表层裂缝。对于裂缝成因的分析应根据结构内力大小,混凝土材料性能, 混凝土施工时的配合比 ,运营管理水平和运营环境等方面着手,一般混凝土裂缝产生的原因并非单方面的 ,而是由多种因素组合引起的 2。 三、渗漏处理的原则 渗漏处理是为
4、了消除渗漏给水利工程建筑物带来的危害,增强建筑的耐久性和安全性, 最终达到延长其使用寿命的目的。渗漏处理方案必须根据渗漏调查、渗漏原因分析并结合水利工程建筑物的环境条件和特点,综合选择适当且经济的修补方案。 渗漏处理一般采用防水堵漏的方法。为了能有效地止水和降低建筑物内部的水压,防水堵漏应尽可能的靠近渗漏源头,这样有利于建筑物的稳定。渗漏修补一般应选择在无水期或枯水期进行。如果必须在有水状态下进行修补,且应严格遵循“上载下排,先排后堵“的实施原则。 四、渗漏防治措施 (一) 变形缝渗漏防治措施 水利工程建筑物在变形缝位置出现渗漏首先考虑采用热沥青进行补灌。当补灌沥青效果不明显时,则应采用化学浆
5、液灌浆 ,一般化学灌浆材料选用聚氨酯和丙凝浆液。 (二) 基础渗漏防治措施 对岩基渗漏,一般采用帷幕灌浆技术 ,加深加厚阻水帷幕来达到对基础防渗的目的。帷幕灌浆是将具有胶凝性的浆液或化学溶液,按照规定的配比或浓度, 利用机械( 或浆液自重)对之施加压力,通过钻孔、埋管或其它方法把浆液压送至岩体或其它物体(混凝土,砂、充填土等)的裂隙、孔隙或空洞内,形成一定宽度的阻水帷幕 ,以减少渗流量或降低扬压力的工程措施。 帷幕灌浆的设计一般包括灌浆压力,帷幕灌浆深度, 帷幕灌浆的厚度和长度等 4 个方面。一般情况下,在地质条件、建筑物质量等条件的允许下 ,使用较高的灌浆压力是有利于工程防渗的。但灌浆压力不
6、宜过高,太高的压力容易产生地层的隆起 ,并且在遇到有较大孔隙、裂缝时 ,较高的压力容易造成大量吸浆现象的发生,使浆液流到不需要防渗的远处, 造成不必要的浪费。帷幕灌浆形式确定后,除了封闭式帷幕灌浆要深入基岩外 ,悬挂式帷幕则要计算其深度。悬挂式帷幕深度应根据地质条件、坝基扬压力允许值、地层透水性、坝基排水措施等因素,结合大坝工程的实际对需要,参照渗流计算成果及其它类似工程经验综合考虑。防渗帷幕的厚度主要由工程地质条件,大坝基岩的防渗标准、幕体本身的密实性、稳定性以及帷幕允许的水力坡降来决定的。帷幕深入岸坡内的长度,同样要根据水文地质条件来确定 ,且宜延伸到正常蓄水位与地下水位相交处或相对隔水层
7、处,与河床部位的帷幕连成整体。 当为非岩性地基时,一般可在建筑物上游采用粘土截水墙, 粘土铺盖或进行粘土灌浆和化学灌浆等以用来改善下游的排水条件等3。 (三) 裂缝渗漏防治措施 在裂缝渗漏处理之前,应先根据裂缝发生渗漏的原因、渗漏量的大小、渗漏范围以及对建筑物的影响程度等情况,分别采用以下几种处理措施。 1、表面处理。在裂缝产生的部位,用水泥砂浆(适用于较宽缝隙的裂缝),环氧树脂(适用于微裂缝)对裂缝部位表面进行粘补、涂抹和嵌补等。这种方法一般适用于表面裂缝。对于裂缝渗漏量较大,但其对建筑物影响较小 ,可采用钻孔导渗或埋管导渗。钻孔导渗一般采用风钻在漏水裂缝位置一侧钻斜孔,穿过裂缝面 ,使漏水
8、从钻孔中导出,然后封闭裂缝。埋管导渗即沿漏水裂缝在混凝土的表面凿若干上小下大的槽形,关在渗漏集中的部位埋高设引水铁管, 然后用棉絮沿裂缝填塞,使漏水集中从引水铁管中排出 ,再采用防水快凝砂浆或快凝灰浆快速回填封闭槽口 ,最后把引水管封堵。 2、结构内部处理。对于只需要防渗堵漏的裂缝或浅缝,可采用水泥灌浆, 但对于渗透流速较大、裂缝开度较小(小于 0.2mm)以及受温度变化影响的裂缝,应采用化学灌浆处理。 3、内部处理与表面处理相结合。对于影响建筑物结构强度的裂缝,除了要采取内部处理外,还需要进行表面修补,以达到防渗、结构补强的效果。 (四) 散流或集中渗漏防治措施 当混凝土结构存在空洞,蜂窝、
9、抗渗标号低和不密实等缺陷时, 易造成水利工程建筑物出现散渗或集中渗漏的现象。对于大面积的细微散渗及水头较小的部位。一般采用表面涂抹抒法;如流速较大,可先用麻丝或棉絮楔入孔洞 ,以降低流速和减少漏水量 ,然后再进行堵塞;对于大面积散渗,可修筑防渗导水;对于建筑物内部混凝土密实性差、裂缝孔隙比较集中的部位 ,可用水泥和化学灌浆;对于涵洞壁很薄,漏水范围大,且缩小洞径不影响用水要求时,可采用内衬钢板、钢筋混凝土或预制钢筋混凝土块。套管可采用铸铁管、钢管或钢筋混凝土管等;对于集中射流的孔洞、流速不大的,可将孔洞凿毛后用快凝胶泥堵塞。 (五) 绕渗的防治措施 其防治措施一般为开钻孔灌浆、开挖回填和加深齿
10、墙等。在选择处理方案之前要先了解渗漏部位和地层的水文地质条件4。 (六) 点漏的处理 灌浆堵漏法对于孔洞较大,水压较大且漏水量大的孔洞封堵非常适用, 也可用于内部蜂窝孔隙较大,密实性差的混凝土渗漏和回填。灌浆堵漏法要先将漏水孔口凿成喇叭形, 然后用快凝灰浆把灌浆嘴埋入,并封闭灌浆管四周 ,使漏水沿管集中排出。然后再用高强度砂浆回填至原混凝土面,必要时可以立模养护。待高强砂浆达到一定强度后 ,沿灌浆嘴顶灌浆。 当漏水孔较小且水压不大时可采用直接堵漏法。先将漏水孔凿毛,并把孔壁凿成与混凝土表面接近垂直的形状。用水冲洗净槽壁,然后使用快凝止水灰浆捻成与槽直径相近的圆锥体, 待灰浆开始凝固时,迅速用力
11、堵塞于槽内 ,并向孔壁四周挤压使灰浆与孔壁紧密结合 ,封住漏水,外面再涂抹防水砂浆保护层。 漏水孔洞较大且水压较大的情况,一般采用间接堵堵漏法。首先清除漏水孔壁的松动混凝土,并将孔洞区域凿成适合下管的孔洞 ,孔洞深度根据漏水情况确定。然后将胶管或塑料管插入孔中,使得渗漏水能沿管流出。然后采用快凝灰浆将管四周紧密封闭, 待凝固后,拔出导水管,采用与直接堵漏法一样的方法将孔洞封死;也有的情况下采用木楔堵塞法, 即先把漏水处凿成孔洞,再将一根比孔洞深度短的铁管插入孔中,使水顺管子排出。用快速灰浆封堵铁管四周。待灰浆凝固后,将一根外径和铁管内径相当且襄有棉丝的木楔打入铁管, 将水堵住。最后用防水砂浆层
12、覆盖保护。 五、结语 水利工程的混凝土施工住住具有体积大的特点,因而在混凝土施工中存在着一些安全隐患,再加上水程工程的建筑物常年处于有水环境中,出现渗漏现象是不可避免的。了解水利工程混凝土渗漏的原因和防治措施是解决水利工程建筑物渗漏问题的关键。 参考文献: 1庄明月 ,刘同军.探讨水利工程混凝土渗漏的防治措施J.价值工程,2010,29(21):72. 2周坤.迎龙湖水利工程大坝防渗措施研究D.四川大学硕士论文,2006. 3黄静美 .岩溶地区水库渗漏问题及坝基防渗措施研究J. 四川大学硕士论文,2006. 4彭海波 ,林跃群.来峡水利枢纽水机廊道渗漏处理技术J.中国农村水利水电,2005,(7):57-59.
