水利施工中砼裂縫的產(chǎn)生原因與修補方法

鄭州水務(wù)建筑工程有限公司 宋 謙

在水利工程施工過程中，砼裂縫的存在會導(dǎo)致砼內(nèi)部鋼筋材料的腐蝕，縮短鋼筋砼結(jié)構(gòu)的使用壽命，降低其耐久力和承載力，嚴(yán)重時威脅建筑者和使用者的財產(chǎn)安全和生命安全。因此，在水利施工過程中，全面分析砼裂縫的產(chǎn)生原因，根據(jù)產(chǎn)生原因的不同在施工過程中采取針對性的修補措施，對于提高水利施工工程的安全性和使用壽命具有十分重要的意義。

一、水利施工中砼裂縫的類型

根據(jù)砼裂縫的產(chǎn)生原因，可分為不均勻地基沉陷裂縫、超載裂縫、堿骨料反應(yīng)裂縫、銹蝕鋼筋裂縫、安定性裂縫、溫差裂縫、塑性收縮裂縫等；根據(jù)裂縫開度，可以分為增長縫、活縫和死縫等；根據(jù)裂縫的不同深度，可以分為貫穿裂縫、深層裂縫和表層裂縫。

二、水利施工中砼裂縫產(chǎn)生原因分析

1.化學(xué)反應(yīng)類裂縫。砼材料拌和后，會出現(xiàn)一定的堿性離子，這部分離子會和一些活性骨料發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，將周圍環(huán)境中的水分吸收，導(dǎo)致體積膨脹，最終發(fā)生砼裂縫或砼酥松開裂。

2.安定性裂縫。安定性裂縫主要表現(xiàn)為龜裂，其主要發(fā)生原因在于砼材料不符合質(zhì)量要求。同時，受到外界腐蝕作用的影響，鋼筋也會發(fā)生砼裂縫現(xiàn)象。

3.沉陷裂縫。導(dǎo)致水利工程發(fā)生沉陷裂縫的主要原因在于施工場地地基結(jié)構(gòu)土質(zhì)較為松軟或不均勻，以及回填土浸水或是填充不實所導(dǎo)致的不均勻性地面沉降。此外，模板底部松動、支撐間隙過大或剛度不足等原因也是產(chǎn)生沉陷裂縫的重要原因；尤其是在冬季，模板在凍土上制成，凍土解凍后地基會出現(xiàn)不均勻性沉降，進(jìn)而產(chǎn)生砼裂縫。裂縫的寬度通常不會受到溫度改變的影響。地基形變恢復(fù)穩(wěn)定后，砼裂縫也會逐漸趨于穩(wěn)定。

4.溫差裂縫。溫差裂縫的產(chǎn)生的主要原因在于砼外部和內(nèi)部之間的溫度差異，而造成砼內(nèi)外部溫差的原因主要在于水泥水化熱所導(dǎo)致的砼表面和砼內(nèi)部的溫度差異。在正負(fù)溫度交替的過程中，砼微孔內(nèi)存在的水分會逐漸結(jié)冰，導(dǎo)致體積擴(kuò)大，誘發(fā)凍脹壓力，且冷水遷移會導(dǎo)致滲透壓力，若兩者的附加作用力大于砼自身的拉伸強(qiáng)度，就會損壞產(chǎn)生溫差裂縫。具體來說，導(dǎo)致砼產(chǎn)生溫差裂縫的原因主要有，砼內(nèi)部的溫度達(dá)到極限，而熱量無法快速散發(fā)，從而導(dǎo)致砼出現(xiàn)溫差裂縫；砼拆模前后，表面砼的溫度會快速降低，從而導(dǎo)致砼出現(xiàn)溫差裂縫；在水工砼的施工過程中，會出現(xiàn)一定量的水化熱，進(jìn)而產(chǎn)生內(nèi)外部溫差，從而導(dǎo)致砼出現(xiàn)溫差裂縫。水利施工中體積較大的砼所產(chǎn)生的裂縫主要是溫差裂縫，包括攔河壩、分洪閘、水工大壩等大體積的水利工程。

三、水利施工中砼裂縫的修補方法

1.沉陷裂縫的防治方法。為了提高地基的穩(wěn)定性，對于以松軟土質(zhì)為主的地質(zhì)結(jié)構(gòu)，需要在施工前將其加固或夯實。同時要提高模板的剛度和強(qiáng)度，使其達(dá)到施工要求，并逐步提高地基的支撐力，保證砼受力均勻。在澆筑砼時，要避免用水浸泡砼，將拆除模板的時間控制在一定的范圍內(nèi)，并嚴(yán)格按照規(guī)定順序拆模。在凍土場地搭建模板時，需要采取相關(guān)的預(yù)防措施。

2.塑性收縮裂縫的防治方法。一方面，應(yīng)選用適當(dāng)?shù)氖┕げ牧希ǔ？梢赃x擇強(qiáng)度較好、干縮值較小的普通硅酸鹽或硅酸鹽水泥。嚴(yán)格控制水灰比，通過高效減水劑的使用來提高砼的強(qiáng)度，降低水泥和水的分量。在砼澆筑前，需要均勻澆水濕透模板和基層。同時，在砼表面及時覆蓋一層薄膜，以提高砼的濕度，也可以將養(yǎng)護(hù)劑等噴灑在砼表面，以加強(qiáng)砼的日常養(yǎng)護(hù)。對于風(fēng)沙較大或是溫度較高的施工場所，一般要在施工場地設(shè)置遮陽或防風(fēng)設(shè)備，以保護(hù)砼結(jié)構(gòu)。

3.砼設(shè)計配合比的優(yōu)化。原材料使用前應(yīng)盡可能試拌，從而降低水泥的使用量，配合使用I級粉煤灰，將水膠比控制在規(guī)定范圍之內(nèi)。使用二級粗骨料，并適當(dāng)加入粉煤灰，可以提高砼抗侵蝕性，減少同體積的變化，降低溫升，改善砼的和易性。在砼裂縫發(fā)生率較高的轉(zhuǎn)角處和孔洞周圍設(shè)置一些斜筋，可以鋼筋替代砼承載拉應(yīng)力的作用，從而實現(xiàn)對裂縫的有效控制。為了進(jìn)一步降低裂縫的發(fā)生率，在設(shè)計過程中可使用中低強(qiáng)度的水泥，以提高砼后期強(qiáng)度的利用率。在設(shè)計工程結(jié)構(gòu)時，要注意結(jié)構(gòu)約束力的降低。保護(hù)層厚度越大，裂縫的發(fā)生率就會越高，因此要盡可能縮小砼中鋼筋保護(hù)層的厚度。

4.防止砼基礎(chǔ)發(fā)生不均勻現(xiàn)象。通過改善砼的結(jié)構(gòu)，對施工順序進(jìn)行合理安排，以降低砼結(jié)構(gòu)的整體重量，有效防止砼基礎(chǔ)不均勻現(xiàn)象的發(fā)生。若僅僅通過降低砼結(jié)構(gòu)重量來避免砼基礎(chǔ)不均勻沉降的發(fā)生，則會加大整個結(jié)構(gòu)的重量，降低其穩(wěn)定性。

四、結(jié)論

綜上，水利工程施工中，砼裂縫的產(chǎn)生原因較為復(fù)雜，主要包括養(yǎng)護(hù)不到位所導(dǎo)致的收縮裂縫、溫度改變或溫差所導(dǎo)致的溫差裂縫、地基不均勻性沉降所導(dǎo)致的沉陷裂縫、荷載所導(dǎo)致的應(yīng)力裂縫等。為了降低水利施工中砼裂縫的發(fā)生率，提高水利工程的施工質(zhì)量和安全性，施工人員需要根據(jù)實際情況，對砼裂縫的發(fā)生原因進(jìn)行具體分析，并采取相應(yīng)的措施對砼裂縫進(jìn)行修補。