水利工程施工中混凝土裂縫及其防治研究

徐峰棋，蔣 雷

（1.江蘇華水項目管理有限公司，江蘇 靖江 214500；2.無錫市泓利工程監理有限公司，江蘇 無錫 214000）

0 引言

隨著社會經濟的發展，各項工程建設越來越多。其中水利工程作為基礎建設的重要組成部分，需要特別關注。水利工程施工中混凝土裂縫問題是關鍵點，文章重點分析了水利工程施工中混凝土裂縫問題。

1 混凝土裂縫問題

在整個施工過程中，混凝土是中使用最普遍、最廣泛的一種混合材料，雖然使用率高，但它不均勻，離散性很大，特別容易產生裂縫。裂縫一旦出現，水利工程就會面臨很大的危險，不僅會危及到人的生命安全，而且也會造成巨大的財產損失。裂縫是釋放混凝土材料之后，由于釋放內部過大，最終造成結構變形的過程。裂縫大大減小了截面拉力的峰值，并保證內部結構的變形不超過特定水平。混凝土材料的固有特性就是通過裂縫對變形力度進行有效控制。一般認為，當混凝土結構內的截面實際拉力超過了某個抗拉標準，裂縫就會出現，構件內的配筋結構只與裂縫有關于，不對阻止裂縫產生作用。在裂縫出現之后，原本混凝土應受的拉力會由鋼筋承擔，這是由于鋼筋內存在一個拉力峰值，裂縫出現是鋼筋承受拉力的基礎條件，當裂縫出現時，混凝土結構便轉變為彈塑力的承受狀態，在機構被破壞之前，構件會通過裂縫拓展形成塑性鉸，構件的受彎能力就會增加。

在最大裂縫寬度的限值問題上，主要存在以下問題：（1）對于那些平面呈現出不規則形狀的平板來說，計算是很難的，因為這些彎曲平板都沒有明確的邊界；（2）對于峰值截面呈現分布不均勻的情況來說，最終的實際最大裂縫寬度是大于平常計算得出的最大裂縫寬度值的，所以，彎矩分布的形式對最大裂縫值的計算有著很大影響。

在很多工程建設當中，存在著水泥質量不合格、混凝土養護方法不當、混凝土收縮性較大、溫度變形被約束、溫差較大等問題，很多工程在竣工之后，混凝土構件內的最大裂縫寬度值已經超過的裂縫限值標準，這十分不利于鋼筋的受力。在最大裂縫值的計算當中，當縱向受拉鋼筋配筋率小于0.01 時，就認為配筋率為0.01，但這種認定是不具有科學依據的，當縱向受拉配筋率為0.01 時，很容易出現雖然鋼筋拉應力超過鋼筋強度，但最大裂縫寬值卻遠小于規范限值，導致失真問題出現。另外關于混凝土的收縮和溫度變形裂縫問題，混凝土的收縮量主要與水泥的水化以及水蒸發有關，想要減少混凝土的收縮裂縫，必須提高養護質量。混凝土的溫度變形主要受材料性能的影響，受輕度等級的影響是比較小的，想要有效控制結構混凝土的收縮問題以及溫度裂縫問題，必須進行科學合理的設計施工，把混凝土裂縫對結構造成的不利影響降到最低限度。

2 水工混凝土裂縫的種類及其特點

水利工程施工過程中混凝土裂縫成為了長期困擾工程技術人員的難題，要解決這個難題，應該分析并找出產生它以哪幾種形勢存在，有什么特點。水工混凝土的分類是可以從微觀和宏觀來區分，從微觀來說，這種現象是是很難用肉眼發現的，因為微觀裂縫是混凝土內部所固有的一種特性，具有不連貫性，這種水工混凝土本身固有的微觀性，只要在規定的荷載承受范圍內，一般不會造成什么影響。

現在要著重介紹一下混凝土的宏觀性表現，一般來說分為5 類：收縮裂縫、超載裂縫、疏松裂縫、沉降裂縫、龜裂裂縫。混凝土收縮裂縫危害相對來說較大，尤其是對暴露在大氣中的構筑物影響會更大。這種情況是在施工過程中因水泥水化受熱及外部氣溫的作用引起水工混凝土收縮，而產生的裂縫。大多數情況為規則的條形狀，幾乎不交叉，常常發生在變化的截面處。所謂超載裂縫就是當混凝土構件超荷載使用時，造成嚴重變形、失去穩定性等各種特性的裂縫，另外，溫度影響也是原因之一。說到疏松，就是不緊湊，往往是因為混凝土澆筑時因下料不均勻，導致材料分散，也可能在振搗的過程中出現材料分離的情況這時候就產生了疏松裂縫。沉降裂縫也是一種危害性較大的裂縫。原因是地基沉降或者剪應力設計達不到混凝土抵抗外界壓力的能力范圍。沉降裂縫危害性極大，難處理。因此在設計的時候必須采取有效防御措施，施工過程中也要加強觀測和監視。在混凝土配料、攪拌、澆筑、養護的這幾個施工階段中，各環節的操作不正確都能產生龜裂裂縫，其中混凝土養護環節是較為關鍵的。這種裂縫是沒有什么規律可循的，就要求施工人員在平時工作時要稍加留意。

3 水工混凝土的防治措施

（1）設計上考慮周全。在分析混凝土裂縫的宏觀性時，提到了其中混凝土裂縫的幾種分類，其中好幾種裂縫在設計時都要著重考慮。比如說沉降裂縫，當地基沉降或剪應力超過設計強度是就會產生這種現象，這時候就要求設計師在設計的時候必須采用有效的防御措施來預防這種裂縫的產生，設計滿足生產，就能達到事半功倍的效果。

（2）正確合理的利用材料。在混凝土的使用中材料的正確合理利用與否直接關系到工程的成功與否。工程上可以采用減水劑等外加劑降低水泥用量的方法，來降低混凝土溫度的不斷上升，可以使混凝土澆筑后的內外溫差和降溫速度控制的難度而降低，也可降低保溫養護的費用。如果可以的話要優先采用水化熱低的礦渣水泥等低熱水泥，這樣配置出來的混凝土，可以大大減少混凝土收縮引起的拉引力作用。混凝土的比例的配置也是很重要的，工程中需要配置合理的混凝土，砂、石、水、土的比例，才能保證混凝土的使用。

（3）從施工方面來控制裂縫。合理安排施工工序相當重要的，對骨料進行遇冷可以達到事半功倍的效果，同時也能滿足混凝土連續澆筑施工。這里要特別注意，連續澆筑必須要縮短澆筑間隔時間。混凝土的運輸過程也不能出什么差錯，要注意保持一定恒溫，要不停攪拌，否則混凝土會凝固。混凝土施工過程中要有對混凝土進行7～28 天的養護時間，最好再長點，讓混凝土成型過程有一個過渡時間，這樣可以增加混凝土的強度。再者，混凝土是分層澆筑的，施工的過程中著重注意不要留施工裂縫，每層的澆筑時間間隔不能太長，否則會減少混凝土的粘合力，降低其強度。溫度對混凝土影響也是很大的，溫度過低或者過高對混凝土都會不同程度的造成危害，最終導致裂縫的產生。水工施工中對混凝土的要求是很多的，需要注意的地方也是很多的，提前采取一些預防措施是非常必要的。

4 結語

作為水利工程中最常見且最主要的問題就是混凝土裂縫，應該得到大家的重視。對此要做好提前預防，并能及時處理。處理好水利工程施工的每個問題，才能推動我國水利工程事業的發展。

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