市政水工构筑物混凝土裂缝的预防与治理方法

　　随着人口快速增加和城市飞速发展，全国各地供水压力日趋紧张，最近几年，特别是“十一五”期间及“十二五”初期，全国各地城市为了缓解供水带来的压力，由地方政府和水务企业牵头，正在加快一些规模较大的市政供水工程建设，这些工程涉及人民群众生活，工程一旦开工建设，工程工期特别紧张，有时不合理的工期可能会对工程质量、施工安全、工程投资带来较大的风险。

　　因为工作的关系，笔者近几年参与了一些市政自来水厂和污水处理厂工程的建设监管工作，无论是市政净水处理厂、增压站、还是市政污水处理厂均有一个共同点即以盛水构筑物为主，净水厂主要由平流沉淀池、清水池、砂滤池、配水井、吸水井组成； 增压站主要包括清水池及和吸水井； 污水处理厂主要包括反应池、沉淀池、沉砂池等水工构筑物，由此可见，市政工程净水厂及污水厂对裂缝防治有相同之处。自来水厂和污水处理厂施工过程中主要施工质量通病主要是水池渗水，水池渗水不仅会影响到水池主体寿命，还严重影响到水厂正常的生产功能，有时还会影响到自来水厂水质。这些问题如果不能及时解决和处理，就会对城市供水产生影响，供水问题历来是民生大问题，供水一旦出现问题就会影响到社会稳定，故一直为政府和民众关注的焦点。鉴于上述原因，从开工之初、建设之中、以及到投产使用，水工构筑物裂缝预防就是施工单位、监理单位、建设单位需要认真对待头等大事。在此笔者将以亲身的现场经历，并结合相应的理论对市政工程的水工构筑物池体混凝土裂缝进行原因和预防措施分析，以供同行们参考。因市政水工构筑物多以薄壁混凝土为主，故本文不再对大体积混凝土裂缝分析，主要以薄壁混凝土裂缝分析为主。

　　1 池壁混凝土裂缝分类

　　在水工构筑物混凝土施工过程中，根据裂缝的形状可以为： 竖向裂缝、横向裂缝、及斜向裂缝； 有时也可分为： 规则裂缝和不规则裂缝； 根据裂缝形成的原因，为了便于我们在施工现场对裂缝的控制，我们有时也分为材料缺陷裂缝和施工工艺裂缝，这种分类方法，有利于现场管理责任到人、到部门、到工序，当然最权威、最传统的分类是： 表面裂缝、深层裂缝、贯穿裂缝。

　　市政水工构筑物的特点是池体长度较长，一般在 100 米以上，宽度一般在 50 米左右，高度一般在 5-6 米，沉清池一般高度在 8 米左右，因此水池一般出现裂缝的主要部位往往是池壁。根据不同的需要，往往采取不同的裂缝分类方法，按照传统的裂缝分类方法，表面裂缝、深层裂缝往往不会导致水池渗水，但贯穿性裂缝会导致水池渗水，其渗水严重性取决于裂缝宽度及水位压力。表面裂缝、深层裂缝如果不及时处理和预防，往往会加深成为贯穿性裂缝。

　　2 池壁混凝土裂缝产生原因分析

　　水工构物混凝土裂缝产生的原因很多，笔者结合施工现场案例情况总结得出水工构筑物产生裂缝的主要原因如下：

　　（ 1） 原材料不符合要求。主要表现： 组成混凝土的原材料如粗骨料、细骨料含泥量超标。（ 2） 设计本身不完善、存在设计缺陷。主要表现： 混凝土标号过低、没有合理设置变形缝、钢筋间距设计偏大、混凝土抗渗等级偏低。（ 3） 施工工艺不完善、存在施工缺陷。主要表现： 混凝土浇注方法不当、振捣不密实、钢筋间距不均匀或保护层不符合设计要求、施工缝及后浇带、加强带处理不当或不完善、施工缝位置不当，模板拆除时间不当、切断对拉螺杆方法不当或时间过早、修补对拉螺杆方法不当或是砂浆没有按要求加防水剂、模板拼接缝隙过大漏浆严重。上述原因是我们在施工过程中应注意、预防的主要因素。（ 4） 施工条件及环境不利。混凝土施工过程出现极端天气，如气温过高或过低，或在施工过程中天气突变，气温突然变热或变冷。（ 5） 混凝土养护方法不当、养护时间不当。在混凝土完成浇注后，养护的方法和时间过早或者过晚都有可能促进混凝土裂缝的形成。（ 6） 混凝土配合比设计不当。主要表现： 水泥用量不当、未根据抗渗要求增加膨胀剂、掺合料及外加剂。（ 7） 构筑物中预留、预埋的套管、埋件、安装模板的对拉螺杆制作方法不当，或是安装方法不当。（ 8） 地基处理不符合要求也是造成混凝土结构开裂的原因之一。

　　3 预防市政水工构筑物混凝土裂缝措施

　　在笔者近几年参与监督的工程中，上述八种原因造成的水工构筑物渗水情况均有不同程度的发生，为提示正在从事市政工程建设者或将要从事市政工程建设者在今后工作中有效的对上述裂缝及早的预控、及时处理笔者将从材料、施工、设计等方面阐述裂缝的预防及控制措施。

　　（ 1） 严把材料第一道质量关项目部在施工之前对材料厂家能力、信誉及服务、质量进行调查，确保混凝土的原材料如粗骨料、细骨料含泥量符合要求，材料进场后会同监理单位及建设单位取样员进行含泥量检测。

　　（ 2） 从设计上消除混凝土裂缝隐患尽管大多数设计单位技术力量强，设计人员责任心强，但由于设计任务重，往往还是在设计上先天存在不足，这就要求施工单位在施工之前，认真深入消化施工图纸、核对施工参数并组织图汇审和答疑，从设计源头消除裂缝隐患。

　　（ 3） 强化施工管理、严格工序验收施工工序质量不符合规范要求是现场混凝土裂缝产生的主要原因，为此，施工单位应重点强化施工过程管理，严格每道工序验收，主要预防措施如下：

　　①编制专项防水混凝土施工方案。技术人员在混凝土施工前需编制专项施工方案，方案主要明确施工缝位置、施工缝处理方法、混凝土分层分段情况，同时对施工人员进行必要交底。②编制模板专项施工方案。方案的重点要明确对拉螺杆材料、规格进行设计和验算，同时对拉螺杆的止水设计要详细、安装方法要具体并可操作性。③在混凝土施工过程中同时要安排钢筋工保证钢筋间距和钢筋保护层正确无误。

　　④在混凝土施工过程中同时要安排模板工保证模板缝隙不漏浆，支撑不变形，拆模时间也要严格控制。⑤后浇带及加强带处理必须按规范要求处理。⑥混凝土施工、钢筋安装、模板安装之前必须对工人进行提前有针对性的方案交底。

　　（ 4） 施工条件及环境不利时，项目部需安排专人对天气预报进行观注，尽量选择合适、有利的天气施工，可以有效的减少混凝土裂缝产生。

　　（ 5） 混凝土养护不当直接关系到混凝土质量好坏，项目部要求安排专人对混凝土进行养护，由于水池混凝土多采用外加剂，按照规范其养护时间不宜小于 14 天。

　　（ 6） 地基处理不符合要求也是造成混凝土结构开裂的原因之一根据笔者近年来调查和学习发现，前人在分析混凝土裂缝产生的原因时，多是从混凝土内在原因出发去讨论的，其实在市政工程建设过程中，除了混凝土施工内在原因外，还有地基原因也可能导致混凝土池壁裂缝，地基不均匀沉降，尽管不会对水工构筑物的结构安全产生隐患，但往往由于该原因产生大量的可见的裂缝，因此，我们在进行地基处理时采取一定的技术手段对地基进行检测，以确保地基可靠并消除该原因产生的裂缝。

　　4 市政水工构筑物混凝土裂缝治理方法

　　尽管有很多专家、学者对混凝土裂缝产生的原因进行了大量分析、并对混凝土裂缝的预防措施进行很多的研究，但由于混凝土裂缝仍是一个世界性的难题，控制混凝土裂缝是一个系统工程，所以在实际施工过程中，往往由于多方面的原因还是或多或少的产生各种裂缝，如表面裂缝、深层裂缝、贯穿裂缝。为了有效及时处理已经形成的裂缝，减少裂缝对工程的影响，本人认为应针对不同性质的裂缝采取不同的方法进行修补和处理。

　　（ 1） 直接表面修补法，通常直接采用防水涂膜或其它防水材料直接覆盖混凝土表面进行修补。（ 2） 对于明显规则的裂缝，通常采用开 V形槽，然后采用水泥及砂浆，有时掺加防水剂进行修补，该方法主要施工简单，但要注意进行养护。（ 3） 压力注浆法修补，主要原理采用专用设备将专用化学的浆液注入裂缝并填充裂缝，通过这种方法有时需要反复注浆。

　　市政工程建设过程中，由于原因复杂性容易产生混凝土裂缝，但是如果提前做好预防，从原材料、设计、施工上控制，可以大减少混凝土裂缝的产生，希望各施工企业在施工过程中必须采取积极的态度进行事前预防、事中控制、事后修缮，以降低和减少裂缝对工程的影响。

　　参考文献
　　
　　[1]《建筑物的裂缝控制》作者： 王铁梦编着，上海科学技术出版社，1987.
　　[2]《建筑工程抗裂堵漏》作者： 张廷荣等编着，河南科学技术出版社，2001.