U形防渗渠裂缝产生原因及预防措施

    为了适应我国国民和国家的经济发展的需求，使我国的农业可以健康持续发展，我国对农业的多方面投入也在逐年增加，对农业的发展提出了许多要求，其中，节约用水就是其中重要的内容。在农业灌溉工程中采用U形防渗渠可以有效减少灌溉的用水量，其中，新疆乌鲁木齐县果树研究所在2002年起开始的农业综合开发项目中采用U形防渗渠就是一个典型的案例，而且其在耐用性、抗分化性、整体成本等方面有一定的优势。

1  裂缝产生的原因

1.1  材料原因

保证U形防渗渠工程质量防止裂缝的产生，首先要确保建设中所使用的材料质量合格。材料不合格导致开裂的原因主要有以下几个：①对于集料没有采取合理的颗粒级配，间断级配和泥量占粗细集料的比重较大，这些原因都会导致生产出的混凝土的收缩量增大，导致工程出现裂缝；②在生产混凝土的过程中，如果材料中所含的骨料粒径越细和针片含量较大，则会导致单方用灰量和用水量增多，生产的混凝土的收缩量增大；③对于在混凝土生产中所使用的外加剂和掺和料，如果产品与使用量选择不当，会增加混凝土的收缩。

1.2  混凝土配合比设计原因

在防渗渠设计建造的过程中混凝土的配合比的设计至关重要，如果设计不当，则会导致施工中的混凝土开裂。其中主要的原因包括：①在混凝土配合比设计中水灰比（水胶比）过大和没有选择相适应的水泥等级和品种；②在混凝土生产中单方水泥用量和水量用量过大，增加了收缩值；③在混凝土配合比设计中没有选取合适的混凝土膨胀剂掺量。

1.3  施工及现场养护原因

要想保证防渗渠的工程质量，应加强对施工建设的过程和现场养护过程中的监督管理，避免因人员管理不善、偷工减料和不按规划赶进度等原因造成防渗渠的开裂。

    混凝土裂缝主要表现为在混凝土表面为龟裂状，导致其产生的原因为气温过高导致混凝土水分蒸发过快，导致混凝土产生物理变化。在施工的过程中，为了满足混凝土的可泵性和流动性要求，导致混凝土的塌落度和砂率较大，这就造成了混凝土浇筑完成后早期强度较低，水分容易散失。防渗渠产生裂缝原因就包括混凝土在浇筑完成后没有对其进行覆盖，导致防水渠混凝土水分散失过快，其表面产生细小的裂缝。混凝土是由多种物质组合而成的复合材料，其在拌和、运输多道工序中都可能发生均匀性和密实程度降低，导致施工浇筑后混凝土产生裂缝。混凝土浇筑过程中的模具至关重要，模具的构造、是否漏水漏浆和拆模的时间等因素都会对混凝土是否开裂产生影响。在施工的过程中，相关人员应该严格按照相关的操作要求，如果施工不当，混凝土的搅拌和运输时间长，在浇筑的过程中振捣不密实、不均匀，则会使混凝土的塌落度过低，出现麻面空洞的现象，致使施工过后防水渠混凝土表面出现裂缝。

1.4  地基变形

防渗渠地基的设计不合理，则无法承受上层结构所带来的压力，土质差别较大的区域可能发生沉降变形。由于这种地基的不均匀沉降会导致浇筑好的混凝土内部产生拉应力，导致混凝土开裂。防渗渠裂缝的大小、形状、方向取决于地基变形的具体情况。

1.5  设计原因

设计人员没有根据我国的设计要求，没有全面考虑到工程的要求，设计中的物料配比不合理可能造成混凝土开裂。设计中容易出现的问题主要包括以下几方面：①防渗渠设计结构不合理，产生断面突变；②防渗渠设计中对构件没有合理分配预应力，导致构件偏心等问题发生；③防渗渠设计中没有根据工程需求设计合理的钢筋配置比，导致质量不达标、成本增加等问题发生；④防渗渠设计中没有充分考虑到收缩性因素导致混凝土开裂。

1.6  温度变化大

防渗渠混凝土浇筑完成后，由于混凝土还没有具备足够的强度，混凝土本身具有的抗拉能力较低、热胀冷缩等性质，在混凝土凝结的过程中很容易受温度的影响。当环境温差较大时，混凝土内部和表面的水分温度散失的量差距较大，导致混凝土中产生了附加应力，当这种应力超过混凝土的抗拉强度时，就会产生裂缝。

1.7  使用原因

在使用建造好的防渗渠过程中，如果没有严格按照防护区的承载力设计要求超负荷使用，导致混凝土出现开裂现象。

2  裂缝预防措施

2.1  材料选用

    水泥应根据不同的工程选取相应的水泥品种，对于防渗渠而言应选用水化热较低的水泥。在混凝土中，粗骨料起到了骨架的作用，对于防渗渠而言，应选用粗糙和质地坚硬的石料且各项物质含量指标要达标。在混凝土中的细骨料主要起骨架和填充的作用，对于防渗渠应选择粒较粗和含泥量较低的中砂。在混凝土中掺入外加剂可以有效改善混凝土的性能，对于防渗渠应采用减水剂等外加剂。

2.2  配料

对于防渗渠，良好的配合比设计应采用低水灰比和低用水量，使得工程的成本降低，增加效益。在配制混凝土的过程中应严格按照计算好的各项量标来配置，在生产混凝土过程中应按照操作要求，保证其各项数据符合规定。

2.3  模具要求

防渗渠模具的生产要符合工程的要求，不会因各支撑间的变形不同而导致混凝土产生裂缝。在施工的过程中会对模具产生荷载作用，应保证模具与支撑之间有足够的结合度，以防止模具开裂。在施工的过程中，应根据工程的实际情况来确定拆模具的时间。

2.4  U形防渗渠混凝土浇筑

在浇筑的过程中，应使混凝土无气泡、不下沉，防止离析现象的出现。振捣应按施工标准进行，保证不漏振、过振。混凝土的养护可以保证其硬化条件适宜，在养护过程中缩短混凝土表面暴露时间，根据气温、湿度等因素及时浇水养护。

2.5  设计构造

防渗渠渠面选型的设计符合工程需求且不宜产生裂缝保证工程质量；地基的不均匀沉降是导致产生裂缝的重要原因，应在设计构造中根据实际情况调整地基以避免地基变形；地基的强度也是导致裂缝出现的重要原因，可以在施工建设中根据需求适当调整地基的强度；防渗渠的设计构造应保证收缩缝的整体性和沉收缩缝的构造合理。

2.6  施工及养护

地基的检查验收是保证工程质量的重要环节，在检查验收的过程中，如果发现不利的地质情况，则应及时处理解决，再次验收合格后进行下一步施工。在防渗渠施工进行到开挖渠槽时，施工人员应尽量不破坏前面施工所压实的土层结构。

参考文献：

［1］覃维祖.混凝土的收缩、开裂及其评价与防治［J］.混凝土，2001（07）：3-7.

〔编辑：张思楠〕