試論水利施工中混凝土裂縫產生的原因及防治

【摘要】水利工程施工中，混凝土開裂會使混凝土內部的鋼筋材料產生腐蝕，降低鋼筋砼結構的承載力、耐久性和使用壽命。應對混凝土的裂縫產生原因進行仔細分析，并在施工中采取有針對性的措施來預防裂縫的出現，保證建筑物的使用安全。

【關鍵詞】水利工程；混凝土；裂縫；原因；防治

1、水利施工中混凝土裂縫產生的原因

1.1 收縮裂縫。收縮裂縫可分為：①混凝土的泌水作用。振搗不密實的混凝土，其內部水分的溢出會受到大骨料的阻滯，在骨料周圍形成水囊，當混凝土干燥后，造成深部的微裂縫，其微裂縫存在于水泥漿和骨料的結合面上，即所謂的“結合縫”，結合縫同時可由水泥漿的收縮產生。②水泥漿的收縮。水泥漿在硬化的過程中，水分的蒸發使混凝土產生塑性收縮，由于砂漿的收縮受到骨料的限制，導致在結合面上產生為裂縫。同時，混凝土中的水分不斷蒸發，孔隙水中的毛細管表面張力產生變化，將使毛細管收縮出現裂縫。③水分的溢出?；炷恋母煽s主要是由混凝土中水分的變化而引起的，當混凝土長期在水中硬化時，會產生微小的膨脹；當混凝土在空氣中硬化時，混凝土中的水分會逐漸溢出蒸發，使水泥石中的凝膠體逐漸干燥而產生收縮，從而引起混凝土的干縮裂縫，混凝土用水量的大小是決定干縮大小的最主要因素，混凝土的水灰比越大，干縮率越大。另外，水泥的品牌、細度、混凝土的收熱過程以及摻合料對混凝土的收縮產生的裂縫均有影響。

1.2 溫度裂縫。混凝土與其它材料一樣，也具有熱脹冷縮的性質。在混凝土初凝階段，會產生水化熱，使混凝土的溫度升高，當溫度降低時便會收縮，這種收縮達到一定程度或受到一定的約束。

在混凝土內外部溫差較大，混凝土內部產生膨脹外部收縮，使混凝土的形變超過極限引起裂縫。如果混凝土體積過大，使混凝土的絕熱度與澆灌的溫度差超過25℃以上會引發外約束的裂縫。因此在南水北調倒虹吸工程施工時為了避免出現類似的情況，將大體積的混凝土澆筑改在夜間施工。特別是水利工程中的倒虹吸重力壩在澆筑時都采用循環水、冷凍混凝土骨料攪拌、分塊澆筑等方法來避免出現大的混凝土內外溫差。

1.3 沉降裂縫。即因地基差異沉降或構件結合不良、剪應力超過設計強度而產生的一種混凝土裂縫，多見于填土地基、樁基沉降不均勻的各種基礎與墻體。這種裂縫一般與地面垂直，或成300～450角方向發展，裂縫寬度往往有一定的錯位，寬度與沉降值成比例。沉降裂縫危害極大，并且很難處理。因此在設計上必須采取有效措施，在先期探測、施工和使用過程中要加強觀測和巡視。

2、水工混凝土裂縫的防治措施

2.1 優化混凝土的設計及水泥配合比

采集原材料進行試拌，盡可能地減少水泥用量，添加I級粉煤灰，將水膠比控制在規范允許的范圍內，粗骨料采用二級配。摻入適量的粉煤灰對改善混凝土的和易性、降低溫升、減少收縮、提高抗侵蝕具有良好的作用。在構件截面允許、配筋率不變而且在澆筑方便的情況下，鋼筋直徑越細、間距越間距越小則對預防開裂越有利。在裂縫易發生部位如孔洞周圍以及轉角處布置一些斜筋，從而讓鋼筋代替混凝土承擔拉應力，這樣可以有效的控制裂縫的發展。為了避免裂縫的出現，在設計中利用中低強度底水泥充分利用混凝土的后期強度。在工程結構設計中要特別注意降低結構的約束度。對于混凝土中鋼筋保護層的厚度應當盡量取較小值，因為保護層的厚度愈大愈容易發生裂縫。

2.2 加強混凝土養護

養護方面，混凝土的保養不僅是為了預防初期產生裂縫，還能促進混凝土后期的穩定，保障其承壓能力和強韌度。關鍵是設法使混凝土溫度慢慢下降到接近外界氣溫，縮小降溫過程的溫差。以便減小溫度應力，盡量防止裂縫的產生。常規的養護方法是噴水，對一般的混凝土結構，減少表面收縮，防止龜裂是可行的。大體積混凝土由于塊體內外溫度不一致，強度增長不同，常常是在強度增長慢的表面開裂，其養護就不能只滿足于常規方法。具體說，盡量晚拆模，在混凝土拆模后要掛草簾或鋪草澆水，以便養護保濕，養護期應以混凝土強度增長最快的階段為準，即7～28d。

2.3 避免混凝土基礎不均勻沉降

解決方法有減輕結構的重量，合理安排施工的工序，改善混凝土結構等。如果只簡單的依靠減輕結構重量來控制沉降，只會使整個結構的自身重量加大，穩定性不強，會加重不均勻的沉降。在工程實踐中，應以抵抗不均勻沉降為主要保護措施。

2.4 收縮裂縫的預防措施

首先是要選擇合適的材料，一般選用干縮值較小、強度好的硅酸鹽或普通硅酸鹽水泥。嚴格控制水灰比例，摻加高效減水劑來增加混凝土的強度，減少水和水泥的分量。在澆注混凝土之前，將基層和模板澆水均勻濕透。要及時在混凝土的表面覆蓋一層薄膜，保證混凝土的濕度，或者在混凝土表面噴灑養護劑等進行養護。如果在高溫和大風天氣施工的話，設置防風和遮陽的設施，積極保護混凝土結構。

2.5 沉陷裂縫的預防措施

要保證地基的穩定，對松軟土的地質結構在施工前要進行必要的夯實和加固。要保證模板有足夠的強度和剛度，有較強的支撐力，保證地基的受力均勻?；炷猎跐沧⒌倪^程中不能被水浸泡，模板的拆除要控制在一定的時間以內，還要注意拆模的先后順序。在凍土上搭設模板時要注意采取一定的預防措施。

2.6 施工質量管理措施

施工質量方面，由于施工質量原因而產生的裂縫發生率很高，如果在施工階段控制住了裂縫，則在使用階段開裂的可能性也就小了。因此，施工階段是裂縫預防的主要階段，在施工階段要注意以下幾個問題：砼要有合適的配合比，選擇合適的配合比，不僅要滿足強度的要求、施工要求，還要考慮從防止產生裂縫的需要出發。要建立技術交底責任制，并加強施工質量檢驗、監督和管理，從而提高質量；嚴格依照施工技術規范及質量標準進行檢驗，建立健全質量檢測機構和檢驗制度。在全面質量管理中，質量和全部管理目標的實現有關，它把過去的以事后檢驗和把關為主轉變為以預防為主；從過去的就事論事、分散管理，轉變為以系統的觀點為指導進行全面的綜合治理，突出以質量為中心，圍繞質量開展全員的工作，從而提高工程質量。

3、結束語

混凝土產生裂縫的原因是多方面的，如荷載引起的應力裂縫、有地基沉降不均引起的沉降裂、溫差或溫度變化引起的溫度裂縫，養護不善引起的收縮裂縫等。為防止混凝土產生裂縫，必須從配合比設計、施工質量控制、混凝土溫度控制、混凝土養護等方面采取系統措施。

參考文獻：

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