土工建筑物由于结构及断面尺寸设计不当、施工时质量控制不严、基础承载能力不均一而产生不均匀沉陷，或遭受地震及未预计的荷载以及其他因素，土工建筑物将产生各类裂缝。为保证土工建筑物的安全和正常运行。必须对出现的裂缝及时进行处理。

中国对裂缝问题的系统研究始于20世纪50年代中期，当时针对淮河上游板桥、白沙等水库土坝出现的裂缝作了深入研究。以后山东、河北、河南等省在实践中相继创造了一些好的经验。如用灌浇石灰水查找裂缝范围、用开挖结合槽的方法处理横缝，以及用不同配合比的粘土（或黄土）浆液作为裂缝灌浆材料等。1965年中国水利电力部还颁发了《土坝裂缝处理试行技术规范》。这些均对保护建筑物的安全起了重要作用。

土工建筑物裂缝的发展与土体变形密切相关，而变形又与建筑物形式、防渗结构形式、坝址河谷形状、地基条件及蓄水运行条件等都有联系。裂缝的形式，按其成因可分为沉陷裂缝、滑坡裂缝、振动裂缝及干缩、冻缩裂缝；按其方向可分为垂直轴线的横向裂缝、平行轴线的纵向裂缝、与水面平行的水平缝和与轴线斜交的斜向裂缝，以及没有特定方向的龟裂缝；按其部位可分为表面裂缝和内部裂缝。裂缝形式很多，成因多种多样，而且常以混合形式出现，处理前须判别其主要成因。各类裂缝对土工建筑物都有不利影响，危害最大的是贯穿坝体的横向裂缝、水平裂缝以及滑坡裂缝。一旦发现，应认真观测，查明原因，及时处理，以免影响运行和造成不良后果。对表面的干缩及冻缩裂缝，也应采取适当措施，以免雨水侵袭，影响坝体安全。

土工建筑物有土坝、土堤及土坡等，而以土坝为其代表性建筑物。对土坝裂缝的处理，一般有开挖回填、充填灌浆及开挖回填与灌浆相结合三种方法。开挖回填是处理裂缝比较彻底的方法，适用于深度不大的表层裂缝及防渗部位的裂缝。充填灌浆适用于坝体不宜开挖的深层裂缝或坝体裂缝过多的情况。高水位时进行充填灌浆，应对坝体安全作出论证。开挖回填与灌浆相结合适用于自表层延伸至坝体深层的内部裂缝，如沉陷裂缝。对心墙、斜墙土坝或防渗部位的裂缝，为了保证防渗效果，应优先采用开挖回填处理措施；如开挖量过大，也必须采用以开挖回填为主、辅以灌浆的处理措施。薄斜墙土坝，一般不宜采用灌浆处理。

土坝发生裂缝，在未处理前或处理后的一定时间内，应视其裂缝严重程度，适当控制库水位，以防止裂缝发展，保证处理效果。

除了上述三种裂缝处理措施外，还有劈裂灌浆以及采用混凝土防渗墙或粘土防渗墙处理。劈裂灌浆是利用一定的灌浆压力将坝体劈开，在坝体内形成一道沿坝轴线垂直分布和连续延伸的浆体防渗体，以达到防渗或加固坝体的目的。中国山东省水利部门用此法处理一些土坝和土堤，效果较好，适用范围限于均质土坝或中小型工程中施工质量差、干容重小的厚心墙坝。用防渗墙处理坝体裂缝，国内外均有采用，效果也较显著。中国已用混凝土防渗墙处理了高达70米的澄碧河水库土坝。法国等国家推荐采用塑性混凝土和自凝灰浆两种。塑性防渗墙加固土坝，处理时不需放空水库，对水库正常运行影响较小，且变形性能大，能适应坝体和坝基的变形而不开裂。70年代以来，已开始用有限单元法进行坝体的应力、应变分析，从而预测坝体可能出现裂缝的部位，及早采取措施，作为预防土坝裂缝的途径之一。但是由于土的物理性指标的差异，以及坝体边界条件的复杂，用有限单元法尚难取得完全满意的成果。因此，通过原体观测，预测裂缝并及时处理是十分需要的。

沉陷裂缝处理 坝体或坝基有较大的不均匀沉陷时，在坝体中会产生拉伸破坏或剪切破坏而出现沉陷裂缝。如图1。沉陷裂缝通常出现在①坝基压缩性大的坝段，如软粘土地基或坝基中有深厚的砂砾石沉积层，因此，该坝段的竖向位移大于岸坡坝段的竖向位移，由于不均匀沉陷而引起裂缝；②当心墙较密实，两侧坝壳较松散，坝壳竖向位移大于心墙的竖向位移，对心墙产生切力，导致心墙裂缝；窄心墙的土石坝，心墙边坡陡，断面窄，如心墙碾压的质量与坝壳相比，相对稍低时，心墙后期的可压缩性比两侧坝壳大，心墙的下部沉陷，心墙的上部受坝壳的钳制作用不能自由下沉，致使心墙产生水平裂缝；③岸坡过陡或有局部峭壁，基岩起伏不平，局部隆起，坝顶易因拉伸而开裂，出现横向裂缝；④土坝与刚性建筑物连接的坝段，如坝体与溢洪道导墙相接，或和埋有涵管的坝段，往往因较大的不均匀沉陷而出现横缝；⑤坝基为湿陷性土层，在施工期和蓄水过程中可能产生地基沉陷，致坝体不同部位产生沉陷差而开裂。

图1 沉陷裂缝分布示意图

沉陷裂缝的处理有开挖回填、开挖回填与灌浆相结合、灌浆等办法。1960年以来，也有采用混凝土防渗墙或粘土浆防渗墙处理施工质量很差、裂缝很多、漏水严重的坝体。开挖回填处理是一种简单易行适合群众性施工的方法，无论是横向、纵向或内部水平裂缝都可采用。①心墙式开挖回填：在均质土坝或心墙坝内裂缝较深、分布较广，透水性强的情况下采用。如深度小于5米，一般可采用开挖回填；如深度较深，可采用开挖回填与灌浆相结合处理。②梯形上部加盖：一般适用于裂缝不深的防渗部位（如图2）。③梯形楔入一般适用于裂缝不太深的非防渗部位（如图3）。

对横向裂缝，除采用梯形上部加盖的方法处理外，还可采用结合槽开挖回填，以延长渗径（如图4）。

图2 梯形加盖处理裂缝

图3 梯形楔入处理裂缝

图4 结合槽处理裂缝

以上几种开挖处理方法，以心墙式开挖回填结合灌浆、梯形上部加盖和横向裂缝开挖加结合槽处理三种形式较为彻底。为防止遗漏断续式的裂缝，一般在挖至裂缝尽头后，再挖深0.3～0.5米。为了找出裂缝的深度，在开挖前，可灌入白灰水。开挖剖面的底宽，一般为1.0～1.5米，以便于施工为原则。如裂缝走向偏斜或错缝，则应扩大开挖面，务使缝位始终居于槽的中部，并使槽的上部保持原设计的坡度。开挖的边坡应满足稳定及新旧土结合等要求，可根据土质、压实工具及开挖深度等条件具体确定。开挖沟槽的长度，应至裂缝尖端消灭后，再扩展2～3米。当裂缝较深时，可采取阶梯形坑槽。如果两缝或多条缝相距很近或附近土体比较松软时，应将缝间的或松软的土体全部挖除，回填夯实。开挖土料不要大量堆在邻近坝面上，以免增加上部荷重，促使裂缝扩展或形成滑坡和妨碍施工。裂缝开挖后，应避免日晒、雨淋或受冰冻，以防干裂、进水或冻裂。沉陷裂缝回填宜选用塑性较大的土料，并控制其含水量大于塑限的1～2%，开挖出来的土料一般不宜用作回填料。回填前应检查坑槽周围土体含水量的情况，并加适当处理。回填土一般用人工夯实，沟槽很宽时，也可用羊足碾碾压，但其边角仍应用人工补夯，回填土的干容重要求比坝体原有容重稍大些，以减少沉陷差。对于较深的裂缝可以用灌浆或上部开挖回填、下部灌浆的方法处理，以减少工程量。裂缝灌浆可使浆液填充裂缝，达到堵塞裂缝加固坝体的目的，并可在不放空水库的情况下常年施工。灌浆的浆液，应满足①具有足够的流动性，可灌性好，使浆液能充填细小裂缝；②凝固过程中体积收缩较小，不致发生收缩裂缝；③凝固时间适宜，即在灌浆过程中不凝固堵塞，灌浆后又以较快的速度凝固，并具有足够的强度；④凝固后与裂缝两侧土壤结合牢固，能适应土坝变形；⑤均匀性和稳定性较好，灌浆时不发生沉淀和析水现象。灌浆压力的确定，以防止流浆和保证坝体不发生过大变形和被顶起为前提，可根据裂缝位置、大小、坝体密实度及阻浆盖的厚度等确定。灌浆孔的布置视裂缝深浅、数量多寡而异，每条裂缝均应布置钻孔一排，如数条裂缝平行，则可布置多排钻孔并交错布置成梅花形，钻孔孔距，根据采用的灌浆压力确定，裂缝两端、转弯处、缝宽突变处，均应适当加孔。采用灌浆处理，要防止危及坝体的安全，并防止下游反滤料被浆液堵塞。

灌浆结束后，要进行质量检查，了解裂缝的充填和泥浆的固结情况，并取样进行室内试验。同时，进行压水试验，检查灌浆后的防渗效果。除了充填灌浆处理裂缝外，70年代开始在中国山东省用劈裂灌浆处理了400余座土坝的裂缝，效果较好，较低的均质坝和宽心墙坝的裂缝处理，均可以采用。劈裂灌浆压力大小、钻孔布置、孔距确定，应保证防渗体连续和厚度均匀为原则。对坝体填筑质量低劣，或因沉陷引起的坝内深层裂缝，也可采用混凝土防渗墙或粘土防渗墙处理。

滑坡裂缝处理 由于坝体或坝基土的抗剪强度不足，坝体边坡太陡或运用管理不当，易使坝体或坝基产生滑坡裂缝。滑坡裂缝具有下述特征：①裂缝两端向坝坡下部弯曲，缝呈弧形；②裂缝两侧产生相对错动，下端往往向坝趾方向弯曲，并有明显擦痕；③缝较宽，有较大错距，并随时间发展逐渐加快；④裂缝下部土体往往有隆起现象。滑坡裂缝，多出现在坝顶、坝肩、坝的背水坡及排水不畅的坝坡下部。在水位骤降、水库蓄水期或地震情况下，迎水坡也可能出现。滑坡裂缝的出现是滑坡的预兆。一旦发现滑坡裂缝，应弄清原因，及时采取稳定坝坡的措施（见土工建筑物滑坡防治），以控制滑坡的发展。滑坡裂缝处理时，应将裂缝挖开，特别要将其中的稀泥挖除，再以与原坝体相同的土料回填，并分层夯实，达到原设计要求的干容重。滑坡裂缝，一般不宜采用灌浆处理，尤其不能采用劈裂灌浆。如果裂缝的宽度和深度较大，全部开挖回填工程量太大或比较困难时，也必须在坝坡补强结束后，再采用开挖回填与灌浆相结合的方法，即在坝体表面沿裂缝开挖深槽，回填粘土形成阻浆盖再灌浆，回填的土料应尽量选用低塑性土料。并控制含水量等于塑限或略低于塑限1～2%，充分夯实。

振动裂缝处理 地震作用产生的冲击波使坝（堤）受拉应力作用的部位产生振动裂缝。同时，由于振动，坝（堤）身和地基的松软部分土体会发生不均匀沉陷和位移，也将引起裂缝。振动裂缝的宽度、深度、长度以及方向因地震烈度、震波方向、地形、地质条件而异。土工建筑物所产生的振动裂缝，缝宽、深且长；坝基基岩有断层则震后裂缝多；填土质量好则震后裂缝少。地震引起的裂缝，多发生在坝头与两岸山坡接合部位、土坝与溢洪道连接处、坝下涵管上部以及坝基土质与岩性变化处，这些部位出现的裂缝都是横向裂缝。坝顶或接近坝顶的上下游坝坡上多系纵向裂缝。位于强烈地震区的土坝往往产生大量严重的裂缝。如1976年7月28日中国唐山地震，陡河水库土坝主坝有横缝95条，缝宽一般0.1～0.5厘米，穿过坝顶，最大缝宽达3厘米。另有贯穿主坝全长1700米，平行坝轴线的纵缝2条，其中一条最大缝宽达1米多，深达坝基。1975年2月4日中国海城地震，王家坎水库土坝的坝身也出现大量裂缝。通过表面测量、开挖探坑、探槽以查明震动裂缝的部位、宽度、长度、深度、错距以及发展情况等，然后采取不同的处理措施。裂缝较浅时可采用开挖回填的办法；深部裂缝宜用灌浆以及开挖回填与灌浆相结合的办法。王家坎水库土坝的裂缝，坝顶的横缝深度1.0～1.5米，采用壤土泥浆封堵；上游坡的纵缝，水上部分灌注纯泥浆，水下部分在泥浆中加入10～15%的水泥；下游坡的纵缝较深，采用压力灌浆。

除了上述沉陷裂缝、滑坡裂缝、振动裂缝外，还常见有干缩裂缝和冻缩裂缝。干缩、冻缩裂缝一般发生在土坝的表层，呈龟裂状纵横交错，缝深从几厘米到1米左右。表层裂缝会加剧坝面雨淋沟的发展，大的干缩裂缝如不及时维修，雨水会沿缝渗入，增大了土体含水量，降低裂缝区域土体的抗剪强度。如缝深小于0.5米，缝宽小于5毫米，可在表面铺一层沙土保护层。较深的裂缝可用开挖回填法处理，但挖槽的长度和深度只需超过裂缝0.3～0.5米即可，底宽也可较窄。回填的土料应与坝体同，含水量应等于或低于塑限1～2%。中国山东省峡山水库利用干缩裂缝两侧填土具有良好的吸水性和利于浆液的析水固结这一特性，采用了自流灌泥浆的处理方法，效果良好。