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摘要：给水排水构筑物出现裂缝的原因较多，作用机制也比较复杂，但是归纳起来将其分为两种原因导致的裂缝，即变形导致的裂缝和荷载导致的裂缝。在在本文中，笔者从导致给水排水构筑物裂缝的成因着手，对其进行了简单地分析，并在此基础上探讨了综合性（从材料选择、设计方案和施工工艺等方面）的预防和治理措施。
关键词：给水排水构筑物；裂缝成因；预防控制措施
Abstract: water structures the cause of cracks in more, action mechanism and more complicated, but to sum up its divided into two cause cracks, which lead to the cracks of the deformation and the load to crack. In this paper, the author from lead to water structures on the causes of cracks on the simple analysis, and discusses the comprehensive (from material selection, design and construction technology) prevention and treatment measures.
Keywords: water structures; Crack is presented; Prevention and control measures
中图分类号：TV543文献标识码：A 文章编号：
0. 前言
绝大多数的给水排水构筑物，如池类结构物，都会出现程度不同、种类各异的裂缝。如果裂缝深度不大于给排水构筑物厚度的10%，则将这些裂缝看作微观的表面裂缝，这些裂缝几乎都是不规则，但是基本上不会对给水排水构筑物的安全使用功能构成威胁，另外某些细微的裂缝，混凝土也会进行自我修复。变形导致的裂缝和荷载导致的裂缝是给水排水构筑物裂缝的两种主要类型。通过最近几年对工程实践的观察来看，变形导致的裂缝通常是给水排水构筑物裂缝主要原因，这种变形主要包括混凝土的收缩变形和温差变形。在变形过程中会产生应力超过混凝土抗拉强度时便会出现裂缝。收缩变形主要包括干缩变形、碳化收缩、塑性变形，温差变形主要包括气温变化导致的温差变形、水泥的水化热导致的温差变形。另外，地基不均匀沉降也会导致给水排水构筑物出现裂缝。
1. 给水排水构筑物裂缝的成因分析
虽然可以将导致混凝土裂缝的成因大体归纳为荷载和变形这两种原因，但是在众多的工程实践中，人们发现荷载对于给水排水构筑物裂缝的直接影响很少。具体到给水排水构筑物，造成期裂缝的成因主要表现在以下几个方面：
第一，温差裂缝。混凝土结构的内部温度和外部环境温度的急剧变化均会导致混凝土出现热胀冷缩现象，进而使混凝土产生变形，如果这种变形应用超过了混凝土结构的整体约束力，便会出现裂缝。这种因为温度变化而产生的裂缝会在温度的作用下出现扩张或者合拢的态势。一般而言，温差裂缝都是贯穿性裂缝。
第二，混凝土收缩产生的裂缝。因为混凝土收缩而产生的裂缝是给水排水构筑物最为常见的裂缝形式之一。混凝土收缩裂缝主要可以表现为以下几种类型：干缩裂缝、碳化裂缝、塑性裂缝。如果混凝土结构的收缩裂缝变形应力超过了混凝土结构约束应力极限的时，便出现裂缝问题。
第三，混凝土钢筋锈蚀导致的裂缝。因为混凝土的整体治疗不高或者保护层的厚度太薄，导致混凝土内部的钢筋在外界CO2（二氧化碳）的侵蚀作用下侵入到钢筋表面，降低了钢筋周围的混凝土碱性，铁离子和混凝土当中的水分子和阳离子发生化学反应，出现锈蚀问题，使钢筋的体积变大，周围的混凝土在膨胀应力的作用下出现裂缝问题。这种裂缝一般沿着钢筋纵向分布。
第四，基础不均匀沉降导致的裂缝。基础出现不均匀沉降时会使给水排水构筑物的结构产生附件应力，如果该应力过大，超过了混凝土的抗拉能力，便会出现裂缝现象。根据工程经验，导致基础出现不均匀沉降问题的原因主要包括以下几点：首先，地基的前提现场踏勘工作精度不高，相关资料掌握不充分，便进行了基础设计，进而导致了地基出现不均匀沉降问题。其次，基础的土质类型不佳，土质松软不均匀，或者是回填土密实程度不高以及浸水湿陷等降低了地基的稳定性，致使后来出现不均匀沉降问题。第三，施工时，施工顺序开展不当，导致给水排水构筑物下面的土層出现不均匀沉降问题。第四，原状土结构被破坏。原状土结构因为基坑浸水、基底超挖等被破坏，地基土的持力结构改变，其抗剪强度降低。
2. 给水排水构筑物裂缝的预防措施
2.1 严格选材
第一，确定适当的水泥标号。水泥标号不应该过高，以此来减少收缩问题。混凝土的强度等级越低、弹性变形量越低，则混凝土的徐变作用力也就越低，相应地，混凝土的收缩应力也就越低。在满足给水排水构筑物各项设计要求的基础上，应该对水泥的等级进行有效的控制，建议将其控制在C25至C35之间为佳。另外，根据《给水排水工程构筑物结构设计规范（GB50069-2002）》要求，水泥建议选择普通的硅酸盐水泥（此水泥同样满足抗冻要求），不建议采用早强型水泥，优先选择含碱量和水化热均较低的水泥类型。
第三，合理选择骨料。骨料的合理选择同样非常重要。粗骨粒的最大粒径不应该大于钢筋最小净距的75%，不应该大于结构截面最小尺寸25%，并且不应该大于40毫米。粗骨料的含水量和含泥量要分别小于1.5%和1%。粗砂和细骨料的含泥量要小于3%。
2.2 科学设计
第一，适当增配构造钢筋。混凝土的配筋对收缩值起一定作用，在构造配筋上，可适当增配构造钢筋，使其起到温度筋的作用，能有效地提高抗裂性能，构造筋应尽可能地采用小直径、小间距。
第二，设置后浇带、伸缩缝混凝土墙体的裂缝与墙体长度有关，一般情况下，长度越长受温度干缩变形影响越大，产生裂缝的可能性也越大。水池长度超过20米时，建议根据实际情况采取设置后浇带、伸缩缝或采取保温措施等，以缩减温度收缩应力。
第三，避免结构突变或断面突变产生应力集中，控制应力集中裂缝。当不可避免断面突变时宜作局部处理，做成逐渐变化的过渡形式，如设置腋角，同时加配钢筋。对孔洞(如圆形的、方形的、矩形的)应该按照《给水排水工程构筑物结构设计规范（GB50069-2002）》的要求进行洞口加固，避免孔洞转角出现斜向裂缝。
2.3 合理施工
第一，严格控制水灰比、用水量和水泥用量。泵送混凝土在保证可泵性和水灰比一定的情况下，应尽可能降低水泥浆量。减水剂可有效地降低水灰比和用水量，适量粉煤灰可减少混凝土的收缩变形，在泵送混凝土中，掺粉煤灰与减水剂可明显地延缓水化热峰值的出现，降低峰值，降低混凝土的收缩变形。
第二，控制混凝土的浇捣人模温度，冬季施工时不宜过分提高浇捣温度。很重要的一环是缓慢降温，越慢越好，为混凝土创造充分应力松弛的条件，与此同时使混凝土保持良好的潮湿状态。这对增加强度和减少收缩是很有利的。
第三，加强振捣，提高混凝土的密实度，泵送流态混凝土也仍然需要振捣；安排适当的分仓浇捣程序，争取混凝土能自由伸缩一部分。
第四，加强混凝土的养护，特别是早期养护。防止由于混凝土内外温度差及混凝土表面梯度而产生表面裂缝；防止老混凝土过冷，以减少新老混凝土间的约束困。
3. 结束语
微裂缝在外来荷载的作用下逐渐扩大并导致给水排水构筑物产生倒坍和结构破坏等问题。尤其是贯穿性裂缝对给水排水构筑物的影响基本上都是毁灭性的，水会顺着裂缝进行混凝土内部并导致渗漏、混凝土内部碳化、钢筋锈蚀等问题，不仅会影响给水排水构筑物的正常使用，更会威胁到结构安全。因此，采取保护选材、设计、施工在内的综合性预防治理措施是必然之举。
参考文献：
[1] 张东亮. 浅谈钢筋混凝土结构裂缝成因与预防措施[J]. 山西建筑，2010，(19)：120-121.
[2] 胡汝兰. 给水排水构筑物裂缝的成因分析与预防措施[J]. 中国给水排水，2011，(12)：222-223.
[3] 张小萍. 混凝土裂缝的成因及预防[J]. 内江科技，2008，(09)：205-206.
[4] 周勇，成平. 水工构筑物混凝土墙体裂缝成因分析与预防措施[J]. 中国给水排水，2009，(12)：123-124.
[5] 罗良成. 浅议混凝土裂缝的成因与预防[J]. 商品与质量，2009，(S4)：203-204.
[6] 王海燕，白伟侠. 浅谈混凝土开裂成因及预防措施[J]. 华章，2010，(09)：363-364.
关键词：给水排水构筑物；裂缝成因；预防控制措施
Abstract: water structures the cause of cracks in more, action mechanism and more complicated, but to sum up its divided into two cause cracks, which lead to the cracks of the deformation and the load to crack. In this paper, the author from lead to water structures on the causes of cracks on the simple analysis, and discusses the comprehensive (from material selection, design and construction technology) prevention and treatment measures.
Keywords: water structures; Crack is presented; Prevention and control measures
中图分类号：TV543文献标识码：A 文章编号：
0. 前言
绝大多数的给水排水构筑物，如池类结构物，都会出现程度不同、种类各异的裂缝。如果裂缝深度不大于给排水构筑物厚度的10%，则将这些裂缝看作微观的表面裂缝，这些裂缝几乎都是不规则，但是基本上不会对给水排水构筑物的安全使用功能构成威胁，另外某些细微的裂缝，混凝土也会进行自我修复。变形导致的裂缝和荷载导致的裂缝是给水排水构筑物裂缝的两种主要类型。通过最近几年对工程实践的观察来看，变形导致的裂缝通常是给水排水构筑物裂缝主要原因，这种变形主要包括混凝土的收缩变形和温差变形。在变形过程中会产生应力超过混凝土抗拉强度时便会出现裂缝。收缩变形主要包括干缩变形、碳化收缩、塑性变形，温差变形主要包括气温变化导致的温差变形、水泥的水化热导致的温差变形。另外，地基不均匀沉降也会导致给水排水构筑物出现裂缝。
1. 给水排水构筑物裂缝的成因分析
虽然可以将导致混凝土裂缝的成因大体归纳为荷载和变形这两种原因，但是在众多的工程实践中，人们发现荷载对于给水排水构筑物裂缝的直接影响很少。具体到给水排水构筑物，造成期裂缝的成因主要表现在以下几个方面：
第一，温差裂缝。混凝土结构的内部温度和外部环境温度的急剧变化均会导致混凝土出现热胀冷缩现象，进而使混凝土产生变形，如果这种变形应用超过了混凝土结构的整体约束力，便会出现裂缝。这种因为温度变化而产生的裂缝会在温度的作用下出现扩张或者合拢的态势。一般而言，温差裂缝都是贯穿性裂缝。
第二，混凝土收缩产生的裂缝。因为混凝土收缩而产生的裂缝是给水排水构筑物最为常见的裂缝形式之一。混凝土收缩裂缝主要可以表现为以下几种类型：干缩裂缝、碳化裂缝、塑性裂缝。如果混凝土结构的收缩裂缝变形应力超过了混凝土结构约束应力极限的时，便出现裂缝问题。
第三，混凝土钢筋锈蚀导致的裂缝。因为混凝土的整体治疗不高或者保护层的厚度太薄，导致混凝土内部的钢筋在外界CO2（二氧化碳）的侵蚀作用下侵入到钢筋表面，降低了钢筋周围的混凝土碱性，铁离子和混凝土当中的水分子和阳离子发生化学反应，出现锈蚀问题，使钢筋的体积变大，周围的混凝土在膨胀应力的作用下出现裂缝问题。这种裂缝一般沿着钢筋纵向分布。
第四，基础不均匀沉降导致的裂缝。基础出现不均匀沉降时会使给水排水构筑物的结构产生附件应力，如果该应力过大，超过了混凝土的抗拉能力，便会出现裂缝现象。根据工程经验，导致基础出现不均匀沉降问题的原因主要包括以下几点：首先，地基的前提现场踏勘工作精度不高，相关资料掌握不充分，便进行了基础设计，进而导致了地基出现不均匀沉降问题。其次，基础的土质类型不佳，土质松软不均匀，或者是回填土密实程度不高以及浸水湿陷等降低了地基的稳定性，致使后来出现不均匀沉降问题。第三，施工时，施工顺序开展不当，导致给水排水构筑物下面的土層出现不均匀沉降问题。第四，原状土结构被破坏。原状土结构因为基坑浸水、基底超挖等被破坏，地基土的持力结构改变，其抗剪强度降低。
2. 给水排水构筑物裂缝的预防措施
2.1 严格选材
第一，确定适当的水泥标号。水泥标号不应该过高，以此来减少收缩问题。混凝土的强度等级越低、弹性变形量越低，则混凝土的徐变作用力也就越低，相应地，混凝土的收缩应力也就越低。在满足给水排水构筑物各项设计要求的基础上，应该对水泥的等级进行有效的控制，建议将其控制在C25至C35之间为佳。另外，根据《给水排水工程构筑物结构设计规范（GB50069-2002）》要求，水泥建议选择普通的硅酸盐水泥（此水泥同样满足抗冻要求），不建议采用早强型水泥，优先选择含碱量和水化热均较低的水泥类型。
第三，合理选择骨料。骨料的合理选择同样非常重要。粗骨粒的最大粒径不应该大于钢筋最小净距的75%，不应该大于结构截面最小尺寸25%，并且不应该大于40毫米。粗骨料的含水量和含泥量要分别小于1.5%和1%。粗砂和细骨料的含泥量要小于3%。
2.2 科学设计
第一，适当增配构造钢筋。混凝土的配筋对收缩值起一定作用，在构造配筋上，可适当增配构造钢筋，使其起到温度筋的作用，能有效地提高抗裂性能，构造筋应尽可能地采用小直径、小间距。
第二，设置后浇带、伸缩缝混凝土墙体的裂缝与墙体长度有关，一般情况下，长度越长受温度干缩变形影响越大，产生裂缝的可能性也越大。水池长度超过20米时，建议根据实际情况采取设置后浇带、伸缩缝或采取保温措施等，以缩减温度收缩应力。
第三，避免结构突变或断面突变产生应力集中，控制应力集中裂缝。当不可避免断面突变时宜作局部处理，做成逐渐变化的过渡形式，如设置腋角，同时加配钢筋。对孔洞(如圆形的、方形的、矩形的)应该按照《给水排水工程构筑物结构设计规范（GB50069-2002）》的要求进行洞口加固，避免孔洞转角出现斜向裂缝。
2.3 合理施工
第一，严格控制水灰比、用水量和水泥用量。泵送混凝土在保证可泵性和水灰比一定的情况下，应尽可能降低水泥浆量。减水剂可有效地降低水灰比和用水量，适量粉煤灰可减少混凝土的收缩变形，在泵送混凝土中，掺粉煤灰与减水剂可明显地延缓水化热峰值的出现，降低峰值，降低混凝土的收缩变形。
第二，控制混凝土的浇捣人模温度，冬季施工时不宜过分提高浇捣温度。很重要的一环是缓慢降温，越慢越好，为混凝土创造充分应力松弛的条件，与此同时使混凝土保持良好的潮湿状态。这对增加强度和减少收缩是很有利的。
第三，加强振捣，提高混凝土的密实度，泵送流态混凝土也仍然需要振捣；安排适当的分仓浇捣程序，争取混凝土能自由伸缩一部分。
第四，加强混凝土的养护，特别是早期养护。防止由于混凝土内外温度差及混凝土表面梯度而产生表面裂缝；防止老混凝土过冷，以减少新老混凝土间的约束困。
3. 结束语
微裂缝在外来荷载的作用下逐渐扩大并导致给水排水构筑物产生倒坍和结构破坏等问题。尤其是贯穿性裂缝对给水排水构筑物的影响基本上都是毁灭性的，水会顺着裂缝进行混凝土内部并导致渗漏、混凝土内部碳化、钢筋锈蚀等问题，不仅会影响给水排水构筑物的正常使用，更会威胁到结构安全。因此，采取保护选材、设计、施工在内的综合性预防治理措施是必然之举。
参考文献：
[1] 张东亮. 浅谈钢筋混凝土结构裂缝成因与预防措施[J]. 山西建筑，2010，(19)：120-121.
[2] 胡汝兰. 给水排水构筑物裂缝的成因分析与预防措施[J]. 中国给水排水，2011，(12)：222-223.
[3] 张小萍. 混凝土裂缝的成因及预防[J]. 内江科技，2008，(09)：205-206.
[4] 周勇，成平. 水工构筑物混凝土墙体裂缝成因分析与预防措施[J]. 中国给水排水，2009，(12)：123-124.
[5] 罗良成. 浅议混凝土裂缝的成因与预防[J]. 商品与质量，2009，(S4)：203-204.
[6] 王海燕，白伟侠. 浅谈混凝土开裂成因及预防措施[J]. 华章，2010，(09)：363-364.