渠道襯砌混凝土裂縫分析與處理

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1、渠道襯砌混凝土裂縫分析與處理楊建平1壽偉2（1山西省水利水電勘測設計研究院2中國水利水電第十二工程局有限公司）摘要：南水北調中線工程的一段3.5km長的渠道混凝土襯砌上出現(xiàn)在許多裂縫。文中對裂縫的成因進行了分析，并介紹了裂縫處理的三種方法。關鍵詞：混凝土襯砌；裂縫；處理措施中圖分類號：TV672文獻標識碼：B1南水北調中線工程11標渠段混凝土襯砌工程概況南水北調中線工程渠道襯砌采用C20W6F150素混凝土，襯砌機襯砌施工，渠底混凝土厚度為8cm、邊坡混凝土厚度為10cm。橫縫每12m設一道通縫、中間4

2、m間隔采用切縫，切縫深度7cm，縱縫以4m左右設一道切縫，切縫深度為6～7cm，渠底中間設一道通縫。渠道11標地處河北省新樂市，渠道全長4.9km，全部為土渠段，地質巖性多為黃土狀壤土、砂壤土、沙礫等。渠段內地下水的類型主要為孔隙水,主要賦存于第四系全新統(tǒng)的砂土及礫卵石含水層中，地下水埋深一般10～25m，多屬潛水。地下水與地表水聯(lián)系緊密，具有較強或強的富水性和強透水性，部分具中等透水性。渠段內凍土為季節(jié)性凍土，凍土厚度0.78～0.88m?；炷料虏捎脧秃贤凉つぜ訌姺罎B，土質基礎鋪設聚苯乙烯泡沫塑料板

3、保溫防凍。2渠道混凝土裂縫的出現(xiàn)至2007年11月底已襯砌渠道3.5km，2008年1月5日檢查，渠道左、右邊坡、渠底出現(xiàn)裂縫共計53處；2008年2月3日再次檢查，渠道左、右邊坡、渠底裂縫增加到183處，其中渠左、渠底裂縫比前期數(shù)量大量增加，渠底裂縫大部分位于渠底低洼積水處，同時這些部位出現(xiàn)混凝土表皮脫落；部分混凝土板隆起，最大隆起高度40mm。裂縫出現(xiàn)的時間及部位見表1。表1渠道襯砌混凝土裂縫統(tǒng)計裂縫出現(xiàn)時間裂縫數(shù)量/條部位走向寬度/mm基礎土質結構形式2007.12.17～2008.1.52右邊坡

4、縱向0.2～1壤土/砂混凝土+膜+保溫板4左邊坡縱向0.2～1壤土/砂混凝土+膜+保溫板2007.12.25～2008.1.54渠底縱向0.2～0.8砂混凝土+膜+保溫板2007.12.17～2008.1.539右邊坡縱向0.2～1.6壤土/砂；砂/壤土；砂混凝土+膜2左邊坡縱向0.2～0.8壤土/砂；砂/壤土；砂混凝土+膜2渠底縱向0.2～0.5砂土；砂混凝土+膜2008.1.5～2008.2.339右邊坡縱向0.2～1.8壤土/砂；砂/壤土；砂混凝土+膜42左邊坡縱向0.2～1.5壤土/砂；砂/壤土

5、；砂混凝土+膜549渠底縱向0.2～1砂土；砂混凝土+膜3渠道混凝土裂縫成因分析從表1中裂縫出現(xiàn)的時間、部位、形狀和裂縫發(fā)生的環(huán)境條件分析，結合有關資料，筆者將引起裂縫的原因歸結為兩類：3.1基礎凍漲引起的裂縫3.1.1基礎凍漲的原因基礎凍漲是由于在負溫天氣下，基礎土質中的水結冰造成基礎體積膨脹，當膨脹達到混凝土抗折強度極限時，導致混凝土板斷裂，基礎凍漲必須具備負溫和一定的含水量兩個主要因素。據(jù)氣象統(tǒng)計資料顯示，1月是當?shù)厝曜罾涞脑路?，月平均氣溫?2.8℃，凍土厚度達0.78～0.88m。2008年

6、12月至1月最低氣溫達-8℃，平均負溫天氣持續(xù)近一個月。根據(jù)基礎含水量測定，砂土層含水量5.7%～8.7%，壤土層含水量12.5%～14.2%，砂層含水量5.6%～6.2%，很明顯壤土層含水量偏高，正是由于這兩個主要因素的存在造成了基礎凍漲。3.1.2裂縫的形成本段地質情況是渠道邊坡下部和渠底基礎土質多為砂土或壤土，由于地面水的下滲，加之本區(qū)域地下水與地表水聯(lián)系緊密，具有較強或強的富水性和強透水性，使得砂土和壤土層含水量偏高，并且形成持水層，基礎極易受凍。從渠道邊坡發(fā)生裂縫的部位分析，渠坡上部發(fā)生裂縫4

7、1處，而下部裂縫87處，渠道下部砂土或壤土基礎部位的裂縫明顯高于上部砂層基礎部位的裂縫。并且大部分裂縫發(fā)生在未鋪設聚乙烯保溫板的渠段，已鋪設聚乙烯保溫板的渠段僅出現(xiàn)少量裂縫。從裂縫發(fā)生的時間上分析，渠底和渠左邊坡裂縫較渠右邊坡出現(xiàn)時間晚，但裂縫數(shù)量急劇增加。渠道走向為西南至東北向，渠左邊坡為陽面，渠底處于半陽面，所以裂縫出現(xiàn)時間較晚。從裂縫的形狀看，裂縫處混凝土板均有隆起現(xiàn)象，縫口上大下小。冬季后檢查裂縫時，發(fā)現(xiàn)大部分裂縫在基礎凍漲消失后有所收縮，隆起的混凝土板不同程度的回落。綜合以上裂縫發(fā)生的情況，可

8、以看出，基礎凍漲導致了襯砌混凝土板裂縫的出現(xiàn)。3.2混凝土表面冰凍引起的裂縫2008年1月5日前出現(xiàn)53處裂縫，其中渠道右邊坡出現(xiàn)39處，渠底和渠左邊坡各2處。2008年1月5日至2008年2月3日之間，出現(xiàn)130處裂縫，渠道左邊坡和渠底大量增加。渠道邊坡由于后期氣溫急劇下降的原因，直接造成了混凝土板裂縫大量增加和隆起。2008年1月份出現(xiàn)的兩次降雪，使渠底低洼處出現(xiàn)積水，隨氣溫的降低，積水處混凝土表面出現(xiàn)冰凍。根據(jù)有關資料統(tǒng)計，當?shù)刈罾湓?/p>