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水工建筑物基础(第2版)
1.16.3.4 四、混凝土坝裂缝的处理
四、混凝土坝裂缝的处理

裂缝是混凝土坝最普遍、最常见的病害之一,对大坝的危害程度不一。严重裂缝不仅危害大坝的整体性和稳定性,还会产生大量漏水,使坝的安全运行受到严重威胁,而且还会引起其他病害,如渗漏溶蚀、环境水侵蚀、冻融破坏及钢筋锈蚀等,这些病害与裂缝形成恶性循环,会对大坝耐久性产生很大危害。

(一)裂缝的分类

(1)裂缝按产生原因分为温度裂缝、干缩裂缝、钢筋锈蚀裂缝、碱骨料反应裂缝、超载裂缝、施工裂缝、地基不均匀沉陷裂缝等。

(2)裂缝按性质分为死缝、活缝、增长缝等。

(3)裂缝按形态分为网状裂缝、表层裂缝、贯通裂缝等。

(4)裂缝按产生时间分为施工期裂缝、运行期裂缝等。

(二)裂缝产生的原因

1.设计方面的原因

(1)设计考虑不周,如断面单薄、孔洞面积过大、配筋不够及布置不当等,使结构强度不足,抗裂性能降低。

(2)分缝分块不当,块长或分缝间距过大,错缝分块时搭接长度不够。

(3)温度控制不当,造成温差过大,使温度应力超过允许值。

(4)基础处理不善,引起不均匀沉陷或扬压力增大,使建筑物发生裂缝。

(5)设计不当或模型试验不符合实际,泄水时水流引起建筑物振动开裂。

2.施工方面的原因

(1)混凝土养护不当,水分消失过快引起干缩,混凝土硬化前受振动或加荷等。

(2)基础处理、分缝分块、温度控制或配筋等未按设计要求施工。

(3)由于施工质量控制不严,使混凝土均匀性、密实性和抗裂性差。

(4)模板强度不够或振捣不慎,使模板发生变形或位移、渗水漏浆等。

(5)钢筋保护层厚度不足或被扰动。

(6)上、下层混凝土间歇期不够或太长,拆模过早。

(7)混凝土凝结过程中,外温骤降时没采取保温措施,混凝土表面剧烈收缩。

(8)施工缝及冷缝处理不善或未及时处理。

(9)使用收缩性大的水泥或高碱水泥,掺活性或不合格骨料,用含有大量碳酸氢离子水,使混凝土过度收缩或膨胀。

3.运行管理方面的原因

(1)建筑物超设计荷载运行,承受的应力大于容许应力。

(2)维护不善,冰冻期未采取防护措施而引起裂缝,或发生火灾,表面过热。

4.其他方面的原因

(1)由于地震、爆破、冰凌、台风和超标准洪水等引起建筑物振动,或超设计荷载作用而发生裂缝。

(2)含碳酸气的空气或含有大量碳酸氢根离子的水,均对混凝土有侵蚀作用,产生碳酸盐,收缩引起裂缝。碳化、氯化物侵入,使内部钢筋锈蚀膨胀产生裂缝。

(三)裂缝的补修方法

1.一般裂缝的补修方法

主要有表面喷涂、表面贴补、填充(嵌缝)、灌浆处理、缝合(锚固)、预应力锚固、真空注入、加绷带等方法。

2.活动裂缝的补修方法

可采用活动接头法,即沿裂缝走向开槽,使嵌缝材料与两侧边黏结,但底部先放多孔弹性或柔软光滑材料,不黏结,使嵌缝材料沿缝宽可自由变形。

3.大面积裂缝的补修方法

对坝上游面大面积裂缝防渗修补的主要方法有沥青混凝土防渗面板、薄膜防渗、防护涂料等。近年来国内外致力于长效、超长效和特殊功能涂料的开发,多以环氧、聚酯、聚氨酯等高分子材料为主要成膜物质的双组分涂料,并向高固体含量的厚浆型涂料发展。葛洲坝水电厂二江泄水闸底板和护坦表面龟裂缝,应用了高分子聚合物浸渍处理,也取得了较好效果。

补修材料主要有填充材料、灌浆材料、覆盖材料。