水工混凝土裂縫致裂機理及其防治措施研究

喬紅軍

（中國水利水電第四工程局有限公司，青海 西寧 810007）

0 引言

在我國水利工程中，混凝土是用量最大的建筑材料。由于它本身的變形和約束等許多因素的影響，使混凝土容易產生裂縫。這不僅影響了建筑物本身的外觀形象，也危及到了建筑物在正常下的使用以及建筑物結構的耐久性。因此，混凝土的裂縫問題受到人們強烈關注。

1 水工混凝土的受力特點

水利工程的運行對于各個地區(qū)的水資源調節(jié)調度起著積極重要的作用。水利工程項目與其他建筑工程相比有很大區(qū)別，水利工程建設在改變建設區(qū)環(huán)境的同時也會產生相應的負面影響。水利工程的修建一般存在規(guī)模大、資金投入多、工期長、技術復雜等特點。這其中，由于工期一般較長，在建設過程中常會因為各種因素導致工程質量出現(xiàn)或多或少的問題，混凝土裂縫就是其中相對明顯、且普遍發(fā)生的嚴重問題。通常情況下講，混凝土裂縫一般不會對普通工程使用安全產生較大影響，但水利工程由于工程環(huán)境的特殊性，對混凝土的質量要求尤為嚴格。水的侵蝕、外在壓力，對混凝土材料都構成重重考驗。水利工程中，混凝土裂縫不但會降低該工程使用壽命，若在施工過程中，有可能會危及到施工人員的生命財產安全。因此，水利施工過程中，一定要做好防護工作，盡量避免混凝土裂縫的產生，當裂縫仍然難以避免地發(fā)生，要盡快找出原因并第一時間得出解決辦法。

2 水利施工中的混凝土裂縫的原因分析

在農田的水利施工中混凝土建筑需要抵抗拉伸或者變形的壓力，這就會使得混凝土建筑物出現(xiàn)裂縫，水利工程中混凝土裂縫產生的主要原因有溫度裂縫、干燥收縮裂縫、材料不合理、后期維護不合理、施工監(jiān)管不利等原因。

2.1 溫度裂縫

溫度裂縫顧名思義是由溫度引起的裂縫。在混凝土澆筑之后內部水泥由于發(fā)生了水化反應使得水泥的溫度升高，當水泥的水化溫度升到極限時加之外環(huán)境溫度較低，混凝土的溫度就會下降這就使得混凝土在溫度下降的過程中出現(xiàn)了收縮，當溫度相差過大時混凝土自身不能承受這種拉力變形時，就會使建筑表面產生裂縫。溫度裂縫由于施工過程會裂縫之外，天氣因素也會使混凝土的表面產生裂縫。例如水工混凝土建筑物經過了幾天或者一個月的暴曬，突然迎來了一場暴雨這就使得混凝土的表面和內部的溫差很大，由于墻體較厚內部的混凝土溫度基本不變，但是外表面由于長時間和空氣溫度接觸就會急劇下降。這樣就會導致混凝土內部外部的溫度差較大，進而就會產生裂縫。

2.2 干燥收縮裂縫

在水利施工中干燥收縮裂縫也是常見的裂縫之一，產生這種干燥的收縮裂縫的原因是：由于物料本身的收縮性能小，水泥在硬化階段水分蒸發(fā)引起了水泥的收縮從而產生裂縫；另一種是由于混凝土在澆筑的階段，混凝土自身的溫度和外界的空氣溫度差距較大，導致混凝土表面的水分蒸發(fā)較快，使得混凝土建筑表面出現(xiàn)干燥收縮裂縫，這種由于澆筑時引起的裂縫主要出現(xiàn)在豎向尺寸的混凝土表面。

2.3 材料選擇失誤

除了上述兩種由于施工技術和自然環(huán)境引起的混凝土表面的裂縫之外，還有另外一種原因就是由于水泥的材料選擇不當引起的混凝土表面的裂縫。水化反應是水泥中常見的一種反應，這種反應一般都會導致混凝土出現(xiàn)裂縫，對于大體積的水泥材料，在水泥水化時如果不能及時的排出這部分熱量就會引起材料的氣溫升高，這樣就會導致建筑受到內外壓力同時的作用，從而產生裂縫。

2.4 養(yǎng)護活動不合理

在好的車行駛久了也會出問題，水利工程中混凝土建筑也是如此。隨著時間的推移，混凝土建筑每天都要受到外界因素的影響，久而久之就會出現(xiàn)裂縫若不能對其及時的進行養(yǎng)護就會造成更大的安全隱患。一般來說，混凝土的養(yǎng)護活動不合理就會使得混凝土表面的水分散失，導致表面出現(xiàn)變形最終出現(xiàn)裂縫。水泥經常暴露在空氣中，會受到各種外界因素的影響，由于水泥在成型階段的抗拉性能不好就會產生裂縫。所以施工人員就要對水泥的養(yǎng)護活動進行合理的安排，避免裂縫的出現(xiàn)。

2.5 監(jiān)管不合理

當水利工程中裂縫很多都是由于施工不當造成的，要想減少這種施工過程引起的裂縫就要加強監(jiān)管的力度。施工管理層要對施工人員進行施工教育，不斷完善現(xiàn)有的施工的手段并對施工中出現(xiàn)的技術問題及時解決，避免裂縫的進一步惡化。但是目前在水利工程中的監(jiān)管力度是較為缺乏的，管理者自身素質不達標，對出現(xiàn)的裂縫問題也無法及時的解決最終導致更大的安全隱患。

3 混凝土裂縫防治

3.1 施工管理手段

在施工的全程中，技術是核心層面的工作，對混凝土工程而言，技術對于工程質量形成先決的重要屏障作用。因此，技術管理在施工過程當中至關重要。在水利施工中，為了防治混凝土出現(xiàn)裂縫現(xiàn)象，從工程準備階段，就加大了對技術層面的管理力度，并且定向增加了技術含金量。在施工過程中，著力加大對施工質量的監(jiān)管與檢驗力度，提升工程質量。與此同時，還在檢驗時嚴格遵守施工技術質量標準與規(guī)范，建立了完善的質量檢驗制度和監(jiān)測機構。此外，大力執(zhí)行全方位的質量管理，把握基礎，從源頭上對工程的質量進行提升。

3.2 加大混凝土的養(yǎng)護力度

混凝土模板拆開后，一定要鋪設草席等，做好前期的養(yǎng)護工作。初澆注的混凝土十分脆弱，需要細心呵護?；炷恋谋ｐB(yǎng)最基本的是保證前期不出現(xiàn)裂縫的重要方法，也可以使得混凝土在后期能夠處于穩(wěn)定狀態(tài)下的良好催化劑，用來確保主體的強韌度及抗擊壓力能力。

3.3 優(yōu)化混凝土設計配比

用水量不變時，水泥用量每增加10%，混凝土收縮增加5%；水泥用量不變時，用水量每增加10%，混凝土強度降低20%，混凝土與鋼筋的粘結力降低10%。在試拌所采集得到的材料時，應盡量減少其中水泥的使用量，并且，適當增添I級粉煤灰的配比，嚴格管控水膠比保持在規(guī)范準許的范圍內。加入適量粉煤灰，以提升混凝土自身和易性，抗侵蝕能力以及減緩收縮等起到一定影響。同時，在易出現(xiàn)裂縫的部位增加斜筋，使鋼筋在一定程度上取代混凝土的作用，承擔拉應力，從而管控住混凝土裂縫的發(fā)展態(tài)勢。

3.4 預防基礎不均勻造成沉降

合理地設置施工工序，改進混凝土構造，是避免產生此現(xiàn)象的重要手段。若單純憑借減少結構重量的方法來控制沉降，反而會使整個結構重量增加，使其穩(wěn)定性減弱，造成不均勻沉降。

3.5 預防沉陷裂縫的手段

施工進行之前，對工程區(qū)地質特點進行必要的勘探，確保地基處于相對穩(wěn)定的狀態(tài)。并且，確保地基受力均勻和模板具有充足的剛強度以及強大的支持力。混凝土澆注時最忌于水中浸泡，在一定時間段內將模板實施拆除。

4 結束語

總之，總而言之，水工結構使用的混凝土出現(xiàn)裂縫的現(xiàn)象是很難避免的，但是混凝土也憑借著其廣泛的優(yōu)點在建筑行業(yè)中廣泛使用。所以，施工人員要按照合理的施工程序進行施工，同時工程的監(jiān)理人員也要嚴格的監(jiān)督施工中出現(xiàn)的問題。與此同時，施工單位的管理層要向施工人員定期的傳授混凝土的相關知識，才能夠避免在施工中出現(xiàn)類似的問題。這樣才能提高水利建筑物的質量，解決農村水利工程中的安全隱患。

[1]郭衛(wèi)太.水利工程中混凝土裂縫成因及預防處理[J].農業(yè)科技與信息，2009(20).

[2]黃衛(wèi)民.淺析混凝土裂縫成因和防治措施[J].中國水運，2006(6).