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裂缝观测

在水工建筑物发生裂缝的部位,设置观测设备,监测裂缝的宽度、深度、走向和缝两侧建筑物相对位移等发展过程,为采取措施,收集资料。 混凝土坝和土坝发生裂缝,形成结构上的薄弱环节,是一种常见的破坏形式。在内外部荷载或渗流冲刷等因素影响下,裂缝可能进一步扩展,引起更严重的破坏,甚至导致工程崩溃。

水工建筑物发生裂缝的部位,设置观测设备,监测裂缝的宽度、深度、走向和缝两侧建筑物相对位移等发展过程,为采取措施,收集资料。

混凝土坝和土坝发生裂缝,形成结构上的薄弱环节,是一种常见的破坏形式。在内外部荷载或渗流冲刷等因素影响下,裂缝可能进一步扩展,引起更严重的破坏,甚至导致工程崩溃。进行裂缝观测,研究分析裂缝的成因,判别裂缝的性质,预测裂缝的发展和影响,寻求处理裂缝的合理措施,检查裂缝处理效果,是保证水工建筑物安全运行的必要手段。

监测裂缝的方法有多种:对大体积混凝土内产生裂缝的部位可在混凝土内埋设裂缝计进行监测。裂缝计是由差动电阻式测缝计或其他遥测测缝计连接加长杆制成,除两端以外全部用塑料布包裹,外面涂低标号沥青或黄油,以防止混凝土粘着仪器中部。裂缝计埋入混凝土后,用电阻比电桥测量,混凝土在裂缝计长度范围内开裂时,可以由测值计算出裂缝宽度和混凝土温度,并可判断裂缝发生的时间。

已经开裂或处理后的混凝土裂缝可用下列方法和设备测量:①金属标点:用以测量裂缝宽度的变化,以圆钢加工成端部有螺纹的标点,埋入裂缝两侧混凝土中,平时在端部旋上保护盖,观测时用游标卡尺测量。②固定千分表:加工专门夹具和保护盖,将夹具固定于混凝土裂缝两侧,安装千分表进行观测。③表面测缝计:加工专门夹具,将差动电阻式测缝计或其他遥测测缝计横跨裂缝固定在两侧混凝土表面,利用电阻比电桥观测,可以测量裂缝宽度变化和混凝土表面气温。对于开度极微的裂缝,也可以用应变计代替测缝计进行观测。

探测混凝土裂缝深度的常用方法是从混凝土表面向深部斜向钻孔,进行压水试验,以判明裂缝发展的深度。另一种方法是用超声波探伤仪从表面发射和接收超声波进行探测,根据超声波来回传播的距离估算裂缝的深度。

对土坝可能发生裂缝的部位,可以埋设土应变计,观测其应变量的大小,以判断裂缝的发生和发展。位移观测也可以作为监测土坝表面裂缝或某种内部裂缝的手段。

对于土石坝已经产生的裂缝特别是宽度大于5毫米或重点部位的裂缝,可用钢尺测量裂缝宽度、长度和走向,绘制裂缝平面分布图,并进一步检测裂缝深度。测点应固定,以便连续观测、监视裂缝的发展(见水利工程勘探)。对于土坝裂缝深度的观测和土坝内部裂缝的检查,一般采用坑探、槽探、钻孔和井探的方法。在井探和槽探时,需绘制两侧坑壁剖面图,标示缝迹,井深应至缝尖消失为止。观测完毕后,钻孔或探井应按设计要求回填。这种方法直观可靠,但工程量较大,探查前可在缝口灌入石灰水,有助于显示裂缝痕迹。钻孔法是在钻孔取出土样后测量缝迹,作干容重、含水量试验,必要时对钻孔壁进行摄影。

混凝土 水工建筑物的裂缝大部分是由于温度和干缩形成,少数情况下也有些裂缝是由于地震、静应力过高、碱骨料反应及不均匀沉陷等引起,其深度及危害性需要根据裂缝部位和形成原因结合相应的温度及荷载等方面的观测资料加以分析。土坝裂缝常由不均沉陷、土料干缩、土体内部拱效应及土体滑坡等引起。因此,在分析裂缝观测资料时,须考虑土坝的断面设计、施工方法、工程质量、地质情况和土料物理力学性质等有关资料进行综合分析。

为了更有效地观测裂缝,特别是探测深部裂缝,现在各国在研究利用超声波、电测以及钻孔电视等方法。