浏览数量： 1234 作者： 本站编辑 发布时间： 2021-07-31 来源： 本站
衬砌混凝土在完成施工后，极易产生裂缝，出现明显的质量缺陷，影响结构的稳定性、耐久性。本文总结了衬砌混凝土裂缝的类别、成因及部分防治对策，希望给隧道衬砌混凝土裂缝防治提供一些参考。
一、裂缝的类型
1、干缩裂缝
硬化时，混凝土中的水分也会慢慢地蒸发，凝结胶体在干燥收缩的情况下，会明显变形。干缩裂缝受到下列因素的影响：水泥品种、骨料大小以及用量，水灰比、外加剂类别与掺量等。
2、温度裂缝
水泥水化会释放较多的热量，同时在混凝土内、表面间出现明显的温度梯度，若温度应力大于约束力，那么混凝土将出现温度裂缝。在每年冬季，裂缝宽度明显要宽，而到了夏季，裂缝相对要窄。温度裂缝的产生，受到衬砌厚度以及水泥量的共同影响。
3、荷载变形裂缝
仰拱或是边墙基础还留有大量的虚碴，对混凝土进行浇筑后，基底出现了不均匀沉降；堵头板尚未合理固定，脱模时间过早，或外力作用对混凝土造成强烈的撞击等，均可能引起变形裂缝。
4、施工缝(接茬缝)
在停电或是机械故障的情况下，浇筑中断时间明显要比初凝时间更长。再次继浇筑时，原混凝土基础外表尚未做好凿毛处理，或是未用水进行冲洗，未铺设水泥砂浆垫层，便直接在原混凝土表面上进行浇筑，这就导致新旧混凝土接茬处形成明显的裂缝。
二、混凝土裂缝成因分析
1、拆模过早
在施工现场发现不少隧道衬砌出现裂缝的原因是拆模时间过短，混凝土强度难以达到自身抗压和抗拉要求，致使隧道二衬拱部和边墙受自重作用而产生水平向的弯拉裂缝。
2、砼配比欠科学
衬砌采用泵送混凝土，水灰比大且砂细，混凝土早期强度低。拌合物粘聚性和保水性比普通混凝土差，配比不合理时浇筑振捣容易使混凝土均匀性受到影响，也会增大收缩变形。
3、衬砌厚度不均匀
光面爆破不够完善，围岩超挖部分衬砌变厚，而局部欠挖又侵入衬砌，使衬砌厚度不均，由此形成了多处衬砌薄弱面。这些薄弱面受混凝土收缩、温度变化等综合影响而开裂，形成不规则的斜向和竖向裂缝。
4、浇筑工艺不合理
在混凝土浇筑过程中，若施工工艺不合理、施工质量低劣，容易产生纵向的、横向的、斜向的、竖向的、水平的、表面的、深进的和贯穿的各种裂缝。
三、混凝土裂缝的预防措施
1、温度裂缝的预防
①优先考虑矿渣、粉煤灰、水泥等常见的低热水泥。
②水泥用量不能高于450kg/m³，控制好用量。
③掺入适当比例的粉煤灰或是高效减水剂，控制水泥用量，优化骨料级配，预防水化热。
④减小水灰比，最好不高于0.6。
⑤优化搅拌加工工艺。基于三冷技术，创新运用二次风冷新工艺，对浇筑温度进行有效控制。
⑥在混凝土中，需要适时地加入具有减水、增塑、缓凝等作用的外加剂。增加混凝土拌合物自身的保水性以及流动性，减少水化热，需延迟热峰时间。
2、干缩裂缝的预防
①水灰比越高，干缩相对也就越明显。水灰比，同样也可能会引起干缩。我们对混凝土进行配合比设计时，应控制好水灰比。必要时投放适当的减水剂。
②采用收缩量不大的水泥，建议中低热或是粉煤灰水泥，同时减小用量。
③混凝土用水量,切勿高于配合比设计所需的用水量，同时控制搅拌与施工配合比。
④应注重对混凝土做好早期养护，同时延长养护时间。若施工时间是在冬季，混凝土最好要延长进行保温，并抹上合适的养护剂，使其得到周全的养护。
⑤在混凝土结构内，还要留出一定的收缩缝。
3、荷载变形裂缝的预防
①在上部结构施工之前，需要对松软地基做好加固工作。
②模板强度、刚度适中，稳定支撑，地基受力相对比较均匀。
③混凝土浇筑时，地基切勿被水直接地浸泡。
4、其他预防措施
(1) 原材料控制
①水泥。各种品牌、规格和批次的水泥，切勿随意混用。水泥用量必须得当，建议选用普通硅酸盐水泥。
②碎石。结合泵送管路内径的真实情形，选择粒径相对偏大的碎石。另外，含泥量不能超出1%针、片状物，其含量应低于15%，且粒径为5~31.5mm，最大也应小于40mm。
③砂。级配比较合理的中砂，可作为施工的理想选择，其含泥量要控制在3%以内。
④水。建议选择清水。
⑤掺合料。掺入适当的粉煤灰以及膨胀剂，控制好水泥用量。
（2）混凝土施工工艺控制
①对超欠挖应控制得当。
②按施工配料单科学拌合混凝土。
③混凝土施工时，需控制好入模温度。
④灌注混凝土速度切勿过快，双侧边墙必须对称分层。
⑤在灌注时还应做好振捣工作。
四、混凝土裂缝的治理
1、表面处理法：主要采用表面喷涂法
表面喷涂适用范围是浆材难以灌入的细而浅的裂缝，宽度小于0.3mm的表层裂缝修补，深度未达到钢筋表面的发丝裂缝，不漏水的缝，不伸缩的裂缝以及不再活动的裂缝。处理方法主要采用喷涂素水泥浆进行处理，在处理之前首先应对处理面进行清理，确保水泥浆与混凝土的结合。
2、低压注浆法
低压注浆法适用于宽度为0.2~0.3mm的混凝土裂缝修补。修补工序如下：裂缝清理——粘贴注浆咀和封闭裂缝——试漏——配制注浆液——压力注浆——二次注浆——清理表面。
当裂缝数量较多时，先要在预计要贴的裂缝位置贴上医用白胶布，再用窄毛刷将封缝用浆沿裂缝来回涂刷。使裂缝封闭，大约10分钟后，揭去胶布条，露出小缝，粘贴注浆并包严。固化后周边可能有裂口，必须反复用浆补上，以避免注浆时漏浆。注浆操作一般在粘咀的第二天进行，若气温高的话半天就可注浆。操作时先用补缝器吸取注浆液，插入注浆咀，用手推动补缝器活塞，使浆液通过注浆咀压入裂缝，当相邻的咀中流出浆液时，就可以拔出补缝器，堵上铝铆钉。一般由上往下注浆，水平缝一般从一端向另一端逐个注浆。为了保证浆液充满，在注浆后约半小时可以对每个注浆咀再次补浆。
3、填充法
用修补材料直接填充裂缝，一般用来修补较宽、较深的裂缝（＞0.3mm），简易处理可采取凿开矩形槽，然后作填充处理。裂缝开槽宽度及深度视裂缝宽度和深度而定，确保在处理后不再产生新的缺陷以及保证新老混凝土的结合强度。
处理方法主要采用砂浆或细石混凝土填充。填充工艺流程：基面凿毛——清污——冲洗——湿润——刷一遍净浆——填充砂浆或细石混凝土（每层厚4～5 cm）——用木锤锤平（直至泛浆）。对于凿除深度较浅的裂缝，采用砂浆填充；对于凿除深度较深的裂缝，采用细石混凝土填充。填补完成后，保湿养护7 d，期满后，对修补部位进行磨光处理。
对于以上缺陷处理必须安排专人养护，养护时间不得少于7日。
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