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1水工混凝土缺陷分类及成因分析

1.1缺陷种类

水工混凝土的缺陷包括物理性缺陷和化学性缺陷。物理性缺陷主要是物理变

化引起的，化学性缺陷主要是化学变化引起的。

物理性缺陷主要包括：裂缝缺陷、不密实缺陷、冲蚀磨损缺陷、冻融缺陷及

结构强度缺陷。

化学性缺陷主要指化学反应侵蚀破坏，由外部某些物质（如各种酸、碱、岩

以及大气中各种有害气体）与混凝土中某些组分通过化学反应引起的缺陷称为化

学性缺陷。水工混凝土化学性缺陷主要包括：碱骨料反应缺陷、碳化反应缺陷。

1.2裂缝缺陷

1.2.1水工混凝土结构物裂缝基本概念

水工混凝土裂缝是一个带普遍性的技术问题，在水利水电工程中，对工程技

术人员来说，非常熟悉“无坝不裂”的传言，尽管许多工程技术人员致力于研究

大坝不开裂的技术措施，但是目前基本未找到不产生裂缝的大坝和水工混凝土建

构筑物。虽然结构设计是建立在强度的极限承载力基础上的，但大多数工程的使

用标准却是由裂缝控制的。

混凝土裂缝一般指肉眼可见裂缝，以0.05mm为界，一般小于0.05mm裂缝

对水工建筑物无危害性，水工混凝土结构中对结构的限裂设计是指大于0.05mm

裂缝。

1.2.2裂缝的成因

裂缝的成因包括：1）由外荷载产生的直接应力引起的裂缝，如由动荷载、

静荷载引起；2）由变形变化引起的裂缝，如由温度、收缩、膨胀、不均匀沉降

引起。根据工程实践，由变形为主引起的裂缝约占80%，由应力为主引起的裂缝

约占20%。

由于造成混凝土裂缝的应力和变形的来源不同，水利水电工程中主要表现为：

1）基岩及老混凝土的约束；2）寒潮引起的混凝土裂缝；3）干缩裂缝；4）结构

裂缝；5）基础不平整与不均匀沉陷裂缝；6）相邻块高差过大引起的裂缝；7）

塑性裂缝。

1.2.3裂缝的分类

水工建筑物混凝土裂缝按照不同的角度，可将裂缝分成不同的类别。

1）按照裂缝部位分类：迎水面裂缝、非迎水面裂缝（包括外露裂缝、内部

裂缝）、过流面裂缝；

2）按照裂缝深度：表层裂缝、深层裂缝、贯穿性裂缝。

表层裂缝：指在混凝土表面上出现的浅层裂缝，出现最多的是新浇块混凝土

收仓平面上养护不好时出现的龟裂缝等，由于混凝土缺水引起的表面干缩裂缝属

于此类。表面裂缝一般危害性小，但处于大坝上游面和基础部位的表面裂缝有可

能发展成贯穿性或深层裂缝，应避免或处理掉。

深层裂缝：裂缝延伸至部分结构断面，对结构有一定的危害性。这种裂缝一

般是在混凝土内部温度比较稳定温度高得多的情况下产生的，起因往往是在大孔

洞、结构形状不规则变化、老混凝土约束、混凝土强度等级级差过大，有时加上

级配差别，造成相邻混凝土内温差大、间歇时间长等，遇上寒潮袭击时产生一些

表面裂缝，随着时间延长，表面温度下降，温度梯度增加，裂缝逐渐加深形成深

层裂缝。这种裂缝一般都要影响结构的安全，都要进行必要的处理。

贯穿裂缝：裂缝延伸至整个结构断面，将结构分离，往往严重地破坏结构的

完整性和防渗性。混凝土坝的贯穿裂缝一般发生在基础部位和坝体内外温差过大

的部位。除基础约束引起的贯穿性裂缝外，多半是表面裂缝进一步发展而成，钢

筋混凝土结构往往由于中心受拉或小偏心受拉而形成贯穿裂缝。

3）按裂缝发展：死缝、活缝及发展裂缝。死缝：其开度和长度不再变化。

活缝：其开度随季节或某种因素呈周期性变化，长度不变或变化缓慢，其变化是

稳定的运动，比如某些防水工程裂缝存在冬季渗漏、夏季停止的现象。

4）按照裂缝成因：温度裂缝、干缩裂缝、荷载裂缝、沉陷裂缝、冻胀裂缝、

碱骨料反应裂缝；

5）按照裂缝危害程度：一般裂缝、危害性裂缝。

6）根据肉眼识别分：宏观裂缝、微观裂缝。宏观裂缝一般肉眼可见，最小

的宽度约为0.02~0.05mm，通常取0.05为可见宏观裂缝的起始宽度；宽度小于

0.05mm的裂缝为微观裂缝。

1.3不密实缺陷

混凝土大坝在施工过程中由于质量控制出现问题，部分混凝土漏振、铺层太

厚碾压不透、碾压振捣遍数不够、过振、出现蜂窝状混凝土、混凝土在卸料、平

仓中出现骨料分离且集中未得到处理，出现局部混凝土防渗性能差。目前在碾压

混凝土大坝施工中，由于施工工艺严格，施工过程中如果不严格控制，极易出现

漏振导致的混凝土不密实或密实度不够，在建筑物挡水后，在水压力作用下出现

渗漏。不密实混凝土出现状态不一，大概包括鸡窝状、层状等。由于混凝土不密

实缺陷很难普查、缺陷之间不连通，很难判断，处理难度很大。

1.4冲蚀磨损缺陷