浅析泵站施工期裂缝成因及防治措施

摘要：裂缝是固体材料中的某种不连续现象，在泵站混凝土结构中，裂缝是极为普遍的现象。裂缝对结构产生严重的危害，影响结构承载力和使用安全性、影响结构的防水性、影响结构的耐久性和使用寿命、影响泵站效益。本文主要对浅析泵站施工期裂缝成因及防治措施进行了分析探讨。

关键词：泵站施工；裂缝成因；防治措施

中图分类号：TV675文献标识码： A

引言

泵站是水工建筑物中最为常见的一种，不仅分布广泛，而且数量众多，主要任务是调水、排涝、灌溉等。可以说，泵站为我国社会主义市场经济的建设与发展做出了重要贡献。不过在部分泵站的施工、运行及管理过程中，却出现了裂缝现象，影响泵站自身安全和使用效能的发挥。所以，如何预防和消除裂缝就成为泵站施工管理各方所共同关心的重要技术问题。

一、裂缝的种类

混凝土裂缝按深度不同分为表层裂缝、深层裂缝和贯穿裂缝；按裂缝开度变化可分为死缝、活缝和增长缝；按产生原因分为温度裂缝、干缩裂缝、钢筋锈蚀裂缝、荷载裂缝、碱骨料反应裂缝、地基不均匀沉陷裂缝等。

1、温度裂缝

大体积混凝土浇筑后,由于水泥水化热使内部混凝土温度升高。当水化热温升至高峰后，由于环境温度较低，因此混凝土温度开始下降。降温过程中混凝土发生收缩，在约束条件下，当温降收缩变形大于混凝土极限拉伸变形时，混凝土容易发生裂缝，这种裂缝通常称为温度裂缝。还有一种温度裂缝是由于混凝土内外温差引起的，如混凝土遭受寒潮侵袭或夏天混凝土经阳光曝晒后突然下雨，都会使混凝土内部与表层产生很大温差，混凝土表层温度下降，而内部温度基本不降，这样内部混凝土对表层混凝土起约束作用，同样会导致温度裂缝。

2、干缩裂缝

置于未饱和空气中的混凝土因水分散失而引起的体积缩小变形，称为干缩。干缩仅是混凝土收缩的一种，干缩扩散的速度比温度的扩散速度要慢1000倍。正因为干缩扩散速度小，混凝土表面已干缩，而其内部不缩，这样内部混凝土对表面混凝土干缩起约束作用，使混凝土表面产生干缩应力，当混凝土干缩应力大于混凝土抗拉强度时，混凝土就会产生裂缝，称为干缩裂缝。

3、钢筋锈蚀裂缝

混凝土中钢筋发生锈蚀后,其锈蚀产生的体积比原来增长2～4倍,从而对周围混凝土产生膨胀应力，当膨胀应力大于混凝土抗拉强度时，混凝土就会产生裂缝，称为钢筋锈蚀裂缝。钢筋锈蚀裂缝一般都为沿钢筋长度方向发展的顺筋裂缝。

4、荷载裂缝

荷载裂缝特征依荷载不同而异呈现不同的特点。这类裂缝多出现在受拉区、受剪区或振动严重部位。但必须指出，如果受压区出现起皮或有沿受压方向的短裂缝，往往是结构达到承载力极限的标志，是结构破坏的前兆，其原因往往是截面尺寸偏小。根据结构不同受力方式，产生的裂缝特征如下：一是中心受拉。裂缝贯穿构件横截面，间距大体相等，且垂直于受力方向。采用螺纹钢筋时，裂缝之间出现位于钢筋附近的次裂缝；二是中心受压。沿构件出现平行于受力方向的短而密的平行裂缝；三是受弯。弯矩最大截面附近从受拉区边沿开始出现与受拉方向垂直的裂缝，并逐渐向中和轴方向发展。采用螺纹钢筋时，裂缝间可见较短的次裂缝。当结构配筋较少时，裂缝少而宽，结构可能发生脆性破坏；四是大偏心受压。大偏心受压和受拉区配筋较少的小偏心受压构件，类似于受弯构件；五是小偏心受压。小偏心受压和受拉区配筋较多的大偏心受压构件，类似于中心受压构件；六是受剪。当箍筋太密时发生斜压破坏，沿梁端腹部出现大于45°方向的斜裂缝；当箍筋适当时发生剪压破坏，沿梁端中下部出现约45°方向相互平行的斜裂缝；七是受扭。构件一侧腹部先出现多条约45°方向斜裂缝，并向相邻面以螺旋方向展开；八是受冲切。沿柱头板内四侧发生约45°方向斜面拉裂，形成冲切面；九是局部受压。在局部受压区出现与压力方向大致平行的多条短裂缝当建筑物遭受超载作用时,其结构构件产生的裂缝称为超载裂缝。此外,常见的混凝土裂缝还有地基不均匀沉陷裂缝、地基冻胀裂缝等。

二、泵站施工期裂缝的预防措施

1、施工设计的预防措施

1.1对混凝土进行合理选择

在进行结构设计的过程中，工作人员应在全面了解泵站不同部位载荷承受实际情况的基础上，对混凝土的强度等级进行合理选择。首先，要保障所选用混凝土的各项物理指标能够完全满足设计标准和规范中所提出的要求，在此基础上，尽可能选择那些强度等级较低的混凝土，尤其是内部大体积混凝土，更要以此为原则进行谨慎选择。其原因在于，水泥用量会随着混凝土强度等级的提升而升高，水化热的产生也会更加强烈，进而导致早期、后期内外温度的差异，增加结构出现前、后期裂缝的风险。其次，要选择中、低热水泥以及膨胀性较低的骨料，并通过掺入微膨胀剂、减水剂、钢纤维、硅粉、聚丙烯纤维等外加剂，在最大程度上提高混凝土的抗裂能力。

1.2对配筋设计进行合理优化

在进行泵站底板、流道等裂缝多发地段的配筋设计时，除了要按照一般做法和结构承载力实际需求配置受力钢筋外，还要将温度钢筋适当配置在混凝土的表面，以此提高混凝土的抗裂能力。所配置的温度钢筋，直径10mm～14mm为宜，间距100mm～150mm为宜。应在受力钢筋的外侧进行温度钢筋的配置，并使其与混凝土边缘保持25mm～30mm的间距。温度钢筋的增配结束后，混凝土表面早期裂缝的出现概率就会得到有效控制，不过此种方法对于后期出现的贯穿性裂缝的防控并不会起太大的作用。

1.3适当加入浆砌石或抛石混凝土

工作人员在进行底板、墩墙等大体积混凝土的设计时，可将部分混凝土用浆砌石、抛石混凝土替代。这种做法一方面可以降低水泥用量，进而降低由此产生的水化热，缩减早期、后期温度变化的幅度，减小混凝土出现结构裂缝的风险；另一方面，也能够降低项目造价。不过，此方法的施工工艺相对复杂，在实际操作中也往往面临着诸多限制。

2、施工过程中的预防措施

2.1实行混凝土的分块浇筑

所谓分块浇筑，就是指工作人员根据泵站的使用功能、所采用的实际形式等因素有针对性地选择施工裂缝对结构整体进行划分，随后对这些独立的块体进行分别浇筑。此种方式虽然会降低施工单位的混凝土生产能力，但是却能够有效控制早期内外温差，减少上部结构受基础部分的约束作用，降低混凝土施工期裂缝风险。目前，“吊空模板”“后浇带”是施工中最为常用的两种分块方式。

2.2对浇筑温度进行有效控制

在施工过程中，工作人员务必要对浇筑温度进行有效控制。浇筑温度越低，早期、后期的温度影响就越小，开裂风险也会随之大幅下降。在实际操作时，可根据施工所在地的实际情况对所采用的降温措施进行合理选择。例如，冰水拌合、加冰、地龛取料、运输过程中的隔热遮阳、避开高温天气等都是非常有效的降温方法。

2.3保温与养护

在前面的叙述中我们可知内外温差过高是导致早期裂缝的重要原因，如果能够在浇筑结束后在混凝土表面覆盖一层合适的保温材料，就有利于内外温差的降低，表面的应力状态也会因此得到改善，降低早期开裂的发生概率。不过这种方法却会对后期降温产生不利影响，需对覆盖时间进行合理计算与选择。

结束语

建筑施工过程中，混凝土裂缝问题一直严重影响着混凝土的施工质量，在混凝土生产以及施工过程中有针对性地采取预防措施，尽可能采取有效的技术措施控制裂缝，使结构尽量不出现裂缝，或尽量减少裂缝的数量和宽度，特别是避免出现有害裂缝，以确保工程质量，使建筑物具备良好的耐久性和结构稳定性。施工单位要提高认识，加强管理，控制好工序质量，加强对施工工艺及措施的监督，必须达到规范及验收标准的要求，以确保工程质量。

参考文献

[1]赵士密.混凝土裂缝的产生及预防处理[J].现代农业科技.2007(11)

[2]岳延文.混凝土裂缝的预防与处理[J].甘肃农业.2005(10)

[3]王万民.混凝土裂缝的预防与处理[J].农业科技与信息.2008(14)