水利施工工程中混凝土裂縫的防治技術

劉冬華

(江西省水利水電開發有限公司，江西 南昌 330001)

水利施工工程中混凝土裂縫的防治技術

劉冬華

(江西省水利水電開發有限公司，江西 南昌 330001)

混凝土在現代建筑類工業中發揮著重要的作用，由于其剛度大、穩定性強、來源廣泛和成本低的優點，在各類的建筑工程中都占有很大的比例。而在混凝土工程的施工中，由于種種原因，混凝土裂縫的問題在許多工程中出現，導致工程質量受到影響。水利工程有著巨大的社會影響力，由于水利工程中出現混凝土裂縫而導致的事故會造成嚴重的損失，文章主要針對了混凝土裂縫出現的原因和防治措施展開了全面的探討。

水利工程；混凝土裂縫；防治措施；結構穩定性

水利工程中，混凝土結構除了作為支撐的主體部分外，還承擔著保護鋼筋的作用。一旦混凝土出現裂縫，混凝土中的鋼筋就會被暴露在濕潤的環境中，時間長了就會逐漸被腐蝕，導致鋼筋混凝土結構的性能和壽命降低，水利工程出現安全隱患。在水利工程中施工中，混凝土出現裂縫是一個比較常見的問題，也是影響工程質量的一個重要因素。為了更好的提高工程的質量，一定要對混凝土裂縫問題引起足夠的重視，并及時采取防治措施，從而保證整個工程的順利進行。

1 混凝土材料結構組織的缺陷

混凝土本身是由水泥漿、骨料和其他一些材料組成的，其內部結構在不同的層次上以不同的結構形式組合起來：①宏觀級，在這一層次中，可以觀測到混凝土材料是連續且由同一種物質構成的，不同體積單位中的物質性質是相同的。②亞微觀級，這一層次中，可以觀測到混凝土材料雖然是連續的，但構成物質并不只有一種且分布不均勻，不同體積單位中，可以觀測到不同性質的物質，且分布沒有規律。③微觀級，在這一層次中，混凝土材料之間是有空隙且各種物質不均勻分布的，它由原子和分子的不連續質點所組成。

在當前的混凝土裂縫防治研究中，人們重點關注的是亞微觀層級，這一層級中可以觀測到混凝土的內部是由粗細骨料、水泥水化產物、未水化的水泥顆粒、孔隙等組成的多相復合材料。

由于不同物質結合時需要進行各種反應，反應過程中非常容易出現各種各樣的裂縫，而這些裂縫有的是混凝土在形成過程中自然形成的，有的是由于人工操作不當而導致的。總的來說，無論混凝土的澆筑質量如何，其中必然會存在大量的微裂縫。

2 混凝土施工管理工作在水利工程施工中的重要性

混凝土工程的管理工作與其他管理工作相比，有很強的技術性，只有接受過專業訓練的人員才能勝任管理工作。施工過程中，無論是對混凝土溫度的控制、澆筑時間的安排，還是不同部位的接縫處理，都需要進行管理控制。水利工程的混凝土施工必須要對全部環節進行全過程的控制，才能保證施工質量。在水利工程建設中，混凝土承擔著非常重要的責任，在施工中，不同環節、不同部位的混凝土在性質和施工處理上有一定的差異。管理時要針對不同混凝土的特性和施工工藝進行有針對性的處理，這樣才能夠保證工程的順利進行。

3 水利施工中混凝土裂縫產生的原因

3.1 塑性收縮裂縫

混凝土在凝固時，由于水化反應會產生熱量，進而引發混凝土出現體積的收縮和變形，體積越大的混凝土，受到水化熱影響的反應越大。當混凝土受熱出現收縮時，會受到周邊模板等條件的約束，周邊環境對混凝土產生約束力導致混凝土出現反向的收縮應力，一旦收縮應力超過混凝土能夠承受的抗拉強度，就會出現收縮裂縫。大多數裂縫在施工時就出現，也有一部分在建筑投入使用后5-10a中逐漸出現，但這些大多還是因為施工階段遺留的問題導致的。裂縫出現會導致混凝土的抗拉性能降低，同時出現空隙，成為有害物質進入混凝土的通道，增加鋼筋銹蝕的幾率，甚至混凝土結構破壞。而在水利工程中，無論是水庫蓄水還是農田灌溉，一旦出現裂縫，水流就會循著裂縫滲入，少量、長期的滲漏會加速混凝土內部的銹蝕程度，而當滲入量達到一定程度，就會對工程的安全水平產生一定影響。在混凝土重力壩上的裂縫如果不及時控制，延伸到一定的深度或寬度，就會導致壩體場壓力的激增，產生對整個壩抗震、抗滑能力的不利因素，危及壩體的安全穩定。

3.2 溫差裂縫

溫差裂縫是最常見的混凝土裂縫之一，主要的成因是混凝土內部和表層之間出現較大的溫差。在混凝土的水化過程中，會在混凝土內部形成大量的水化熱，熱量堆積在混凝土內部無法散出，導致混凝土內部的溫度不斷升高。另外，在一些溫度變化較大的環境中，混凝土微孔內的水溫急劇降低，甚至出現結冰的現象。3種情況下易出現溫差裂縫：①混凝土澆筑后初凝時，混凝土內部反應產生大量水化熱并堆積在內部，造成混凝土內外出現大溫差，形成裂縫；②模板拆除后，混凝土表面暴露在空氣中，散溫效率提升，表層溫度加快降低，導致內外出現較大溫差，出現裂縫；③在混凝土的正常凝固過程中，內外散溫效率不平衡，造成裂縫。大體積混凝土出現溫差裂縫的幾率遠大于其他混凝土，諸如水工大壩、分洪閘、攔河壩等體積水工混凝土更易發生此類裂縫。

3.3 安定性裂縫

龜裂是安定性裂縫主要的一個方面，一般來說是由于混凝土質量不達標而造成的。除此之外，引起混凝土裂縫產生的原因也包括鋼筋受到外界的腐蝕。

4 水工混凝土裂縫的防治措施

在當今的社會形勢下，水利工程帶來的經濟效應和社會效應是巨大的。在水利工程的施工中，混凝土是用得最多、作用最大、最不可缺少的材料之一，由于其較高的性價比，在水利工程中使用能夠有效的提升水利工程的強度和使用年限，但由于混凝土裂縫的問題，水利工程的施工質量多多少少會受到影響。目前來說,混凝土依然是水利工程中最為主要的施工原材料之一,因為混凝土具有一定的強度、硬度,可以在很大程度上提高水利工程的穩固性和延長其使用壽命。但在實際工程中，由于混凝土裂縫的病害，給水利工程埋下了一定的安全隱患，威脅周邊群眾的生命財產安全。在當今的各種建筑中，都會檢測到大大小小的裂縫，由于裂縫造成的混凝土變化是物理性變，所以裂縫屬于物理性病害，在水利工程中會對混凝土的耐久性產生巨大的破壞。常見的防治措施有：

4.1 優化混凝土的設計配合比

在正式動工前，先用原材料進行水泥功能試拌。在混凝土中盡量降低水泥的比例，利用I級粉煤灰來控制混凝土的水膠比，并用二級配粗骨料。在一些容易出現裂縫的部位，如孔洞周圍，轉角處等，設置一定的斜筋，來分擔混凝土需要承擔的拉應力，減少裂縫。在進行混凝土結構設計時，要充分發揮中低強度的水泥的強度和較低的結構約束力，以防止混凝土自身剛度過強增加塑性裂縫發生幾率。

4.2 加強混凝土養護措施

混凝土澆筑結束、拆模后要在混凝土表層覆蓋一層薄膜或草簾，以免水分過度流失。剛澆筑的混凝土非常脆弱，容易受到外界影響，因此進行養護是非常有必要的。做好養護工作能夠有效避免出現初期裂縫，并保證初凝的混凝土能夠保持穩定，逐漸完善其承壓能力。現代建筑工程對于混凝土養護的重要性的認識已經有了很大進步。鋼筋的銹蝕是氧化反應造成的，那么，控制鋼筋接觸到的空氣，就能夠減少銹蝕，為此必須要在增加混凝土表面的保護層厚度。在選擇鋼筋和混凝土的材料是可以選擇抗腐性能強的材料，并在輔料中減少堿骨料的使用。堿骨料在進行化學反應時會產生較大的腐蝕性，降低結構的耐久性。

4.3 避免混凝土基礎不均勻沉降

在施工中，混凝土基礎出現不均勻沉降是一個常見的問題，為了減少這一問題的發生，可以采取改善混凝土結構的重量、結構、科學安排工程工序等等，

可以減少混凝土基礎發生不均勻沉降。但處理時要注意采用綜合性的方法，如果只是減少結構重量，會造成自身重量增加而穩定性卻無法保證，反而加重沉降不均的情況。

4.4 塑性收縮裂縫的預防措施

塑性收縮裂縫主要起因是混凝土本身材料性質問題，因此首先要選擇性能合適的材料，一般來說，干縮值較小或強度高的硅酸鹽水泥是塑性收縮裂縫較少。澆筑前要先用水濕潤基層和模板，澆筑后要在混凝土表層及時附上薄膜，以免水分蒸發；或在混凝土表面噴上養護劑，形成隔絕層。施工時要注意周邊的氣候的環境，如果遇到極端天氣，比如大風或者降溫，一定要做好防護措施。

4.5 沉陷裂縫的預防措施

沉陷裂縫多出現在混凝土地基位置，影響地基的穩定。施工前要先對施工位置的土層進行勘測，確定土層的地質結構，對松軟土層進行夯實和加固。地基處的混凝土模板強度和剛度一定要達到標準，能夠穩定的為地基提供支撐力，并保證受力均勻。在凍土地區搭設模板要注意采取一定措施預防土層突然松動。

4.6 施工管理措施

水利工程混凝土施工的管理工作有很強的技術性，因此要做好管理，首先要加強管理的技術含量，重視技術管理。施工過程中，施工工藝、流程對工程的質量有著重要的影響，尤其是在澆筑過程中，如果出現工序錯誤，會對整個工程的質量和安全產生巨大的影響。施工管理要監理施工技術交底責任制，要求設計人員必須與施工人員加強溝通，確保操作人員充分了解施工意圖和技術要點，并建立施工質量監督和檢驗機制，確保施工質量。其次，宣傳和推廣全方面、全過程、全員的質量管理，讓所有參與施工的人員承擔起質量監督的工作。用預防代替過去事后檢驗為主的機制，改變過去分散管理的形式，以系統性的觀點，對施工的全局進行關注和管理，管理圍繞著質量和安全兩個中心，從而提高工程質量。

5 結 語

總的來看，在水利工程的施工中，許多因素都會導致混凝土出現裂縫，如過大的荷載會引發結構應力裂縫，基礎不穩定導致沉降裂縫，溫差過大引發溫度裂縫，養護不到位導致收縮裂縫等。造成裂縫的因素很多，產生裂縫的原因不同，要減少裂縫出現，必須對不同裂縫針對性的采取措施，通過適當的材料配比、科學的養護和控制，來提高結構穩定性，從而消除裂縫。

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1007-7596(2016)12-0077-03

2016-12-22

劉冬華(1983-)，男，江西上饒人，助理工程師，從事水利工程施工工作。

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