水利工程施工中混凝土裂縫問題的防治

侯愛云

（白水縣水利物資供應(yīng)站陜西省白水縣 715600）

水利工程施工中混凝土裂縫問題的防治

侯愛云

（白水縣水利物資供應(yīng)站陜西省白水縣 715600）

在水利工程的施工過程中，由于混凝土的裂縫會對建筑物在其所能承載的力量、發(fā)揮的使用功能的效果、建筑物的外觀感受以及使用壽命等方面產(chǎn)生一定程度的影響，因此，施工人員必須從根本上做好施工期間的預(yù)防工作，來避免裂縫現(xiàn)象的出現(xiàn)。本文針對水利工程施工中混凝土裂縫的防治技術(shù)進(jìn)行了簡要的說明分析。

水利工程；混凝土裂縫；防治

引言

在水閘、渡槽、涵洞、重力壩等很多的水利工程建設(shè)中，由于混凝土本身的變形、約束等許多因素，都容易產(chǎn)生大量的貫穿性裂縫和表面裂縫問題。這些裂縫的存在和發(fā)展，對水利工程建筑結(jié)構(gòu)整體性會造成很大破壞，同時(shí)會使水利工程建筑物的受力狀況和結(jié)構(gòu)穩(wěn)定帶來極大影響，也會給水利工程建筑物的結(jié)構(gòu)運(yùn)行帶來不少非確定性的因素。因此，分析出混凝土裂縫產(chǎn)生的原因，同時(shí)加大對混凝土裂縫控制措施的研究力度，探討相關(guān)防治措施，盡可能地保障工程質(zhì)量。

1 混凝土裂縫的類型

在水利工程施工當(dāng)中出現(xiàn)的混凝土裂縫現(xiàn)象是指在內(nèi)部、外部因素的下對混凝土結(jié)構(gòu)產(chǎn)生影響，使其產(chǎn)生某些物理變化，降低了混凝土結(jié)構(gòu)的耐久性、承載能力和防水性。施工的質(zhì)量直接受到裂縫的影響，也大大降低了整個工程的實(shí)用性和美觀性。

1.1 塑性收縮裂縫

在混凝土凝結(jié)之前，由于表面失水較快容易發(fā)生塑性收縮裂縫。在風(fēng)力較大或干熱的天氣更易出現(xiàn)，這種裂縫一般呈長短不一或兩端細(xì)、中間寬且互補(bǔ)連貫狀態(tài)。

1.2 沉陷裂縫

土質(zhì)不勻、松軟的結(jié)構(gòu)地基或者回填土浸水不實(shí)而導(dǎo)致的不均勻沉降易產(chǎn)生沉陷裂縫，模板的剛度不夠、支撐的距離過大等因素也會產(chǎn)生沉陷裂縫。尤其是在冬季，在凍土層上支撐的模板，解凍后的凍土層后容易引發(fā)不均勻沉降，致使混凝土產(chǎn)生裂縫。此類裂縫一般為貫穿性或深進(jìn)性，裂縫的走向趨勢與沉陷狀況有關(guān)，小的裂縫一般和地面垂直或者沿30～45°角的擴(kuò)展，大的裂縫則會有一定錯位，寬度與沉降量呈正比，對溫度變化的反應(yīng)較小。

1.3 溫度裂縫

當(dāng)混凝土的體積過大時(shí)，水化熱會大量堆積在混凝土的內(nèi)部，不容易散發(fā)出來，混凝土的內(nèi)部溫度突然上升，但其表面卻較快散熱，這就容易使混凝土內(nèi)外產(chǎn)生較大溫差，外部與內(nèi)部的熱脹冷縮的程度不同，混凝土表面因此就會產(chǎn)生一定的拉力，如果這個拉力超出混凝土抗拉的極限，在溫差變化很大區(qū)域或大體積混凝土的表面的就會產(chǎn)生裂縫。

1.4 干縮裂縫

干縮裂縫易在混凝土的養(yǎng)護(hù)期結(jié)束之后的兩周左右產(chǎn)生。外部條件變化，若混凝土的內(nèi)部濕度變化較小，變形程度就比較小，若表面的丟失的水分較多，變形發(fā)生的就比較大。受到內(nèi)部約束的大面積混凝土表面出現(xiàn)干縮變形，由此產(chǎn)生的較大拉力，進(jìn)一步形成干縮裂縫。這種裂縫形狀多為網(wǎng)狀或平行線狀淺細(xì)裂縫，寬度大多在0.05～0.2mm之間。

2 混凝土出現(xiàn)裂縫的原因

2.1 溫度影響

在混凝土施工硬化期間，水泥產(chǎn)生的大量水熱和化熱，導(dǎo)致混凝土內(nèi)部溫度上升，由此在混凝土表面產(chǎn)生拉應(yīng)力，在后期降溫的過程中，基礎(chǔ)或老混凝土出現(xiàn)了約束，在混凝土內(nèi)部產(chǎn)生拉應(yīng)力，倘若產(chǎn)生的拉應(yīng)力超出混凝土的承受能力時(shí)，就出現(xiàn)裂縫。

2.2 濕度影響

肅然大部分混凝土內(nèi)部濕度變化并不大，但相對來說它的表面濕度會發(fā)生較大變化，有時(shí)甚至是劇烈的變化。不得當(dāng)?shù)酿B(yǎng)護(hù)會導(dǎo)致不均勻的表面濕度，受到內(nèi)部混凝土的約束表面干縮形變，很可能產(chǎn)生裂縫。

2.3 自身性能的影響

混凝土是一種是脆性材料，各部分配比不均勻，在施工中難免出現(xiàn)分離現(xiàn)象，導(dǎo)致同塊混凝土的不同部位強(qiáng)度的不均勻，個別部分抗拉能力較低，出現(xiàn)裂縫。

2.4 施工影響

在現(xiàn)場澆搗混凝土的過程中，振搗或插入不當(dāng)，漏振、過振或振搗棒變動過快，均會影響混凝土的均勻性和密實(shí)性，誘使裂縫的產(chǎn)生。因混凝土工程的抹面次數(shù)不能達(dá)到要求，也易出現(xiàn)裂縫現(xiàn)象。

3 混凝土裂縫的防治

3.1 設(shè)計(jì)合理的方案

在確定了各種混凝土允許裂縫的寬度之后，要根據(jù)裂縫的寬度要求來設(shè)計(jì)方案，這樣可以有效地控制混凝土裂縫產(chǎn)生。與此同時(shí)還應(yīng)該適當(dāng)?shù)貜?qiáng)化構(gòu)造配筋，合理選用鋼筋的間距和直徑。應(yīng)該選用間距密而直徑細(xì)的配筋方案，可以較好提高混凝土抗裂性。

3.2 混凝土選用合適原材料進(jìn)行混合

依照不同結(jié)構(gòu)的要求選擇不同強(qiáng)度等級的混凝土，不同水泥的品質(zhì)、等級和的石、沙原材料，含沙量也需要滿足規(guī)范和要求。在進(jìn)行混凝土原材料選擇時(shí)，需要選擇優(yōu)質(zhì)的水泥材料，所選的水泥的強(qiáng)度與混凝土的強(qiáng)度要保持一致，并且水泥的水化熱度適當(dāng)較低，從而減少混凝土內(nèi)部水化熱能，以防出現(xiàn)裂縫。此外，砂石料要選用強(qiáng)度高、顆粒大、級配好的材料，有效控制混凝土的孔隙率。在混合混凝土的時(shí)候還可以摻入粉煤灰。表1粉煤灰性質(zhì)，圖1為混凝土中水灰比規(guī)律圖。

表1 粉煤灰的性質(zhì)

圖1 混凝土水灰比規(guī)律圖

3.3 添加外加劑以防止裂縫

使用外加劑也是防止混凝土開裂的有效舉措，例如可選擇堿水防裂劑等。使用正確的外加劑，不僅能夠確保工程的質(zhì)量，防止出現(xiàn)裂縫，還能夠提升混凝土耐久性。堿水防裂劑起到的主要作用為：①水灰比對混凝土干縮產(chǎn)生影響，堿水防裂劑的使用讓混凝土的用水量減少；②水泥量可影響混凝土的收縮率，堿水防裂劑起到減少水泥使用量的作用；③加入防裂劑后改善了混凝土的緩凝時(shí)間，有效避免了水泥過快水化熱的問題，避免因水泥長期不凝造成的塑性收縮增加的狀況。

3.4 提升施工的質(zhì)量

在早期養(yǎng)護(hù)工作中，要盡量減少出現(xiàn)收縮現(xiàn)象。具體做法是要濕潤養(yǎng)護(hù)相關(guān)構(gòu)件，有條件的情況下對體積較大的混凝土采用蓄水養(yǎng)護(hù)或流水養(yǎng)護(hù)，時(shí)間一般為14～28d，并且要在施工過程中考慮水泥水熱化問題的出現(xiàn)。除去采用了降低溫度的措施以外，還要盡量避免水化熱問題集中出現(xiàn)。在混凝土澆注搗實(shí)成型之后，要進(jìn)行蓄水保溫工作，如在表面覆蓋薄膜、彩條布或濕麻袋等，來防止因混凝土的內(nèi)外溫度差過大造成的裂縫。對于地下結(jié)構(gòu)的混凝土，則要盡快往回填土。

3.5 對裂縫進(jìn)行表面修補(bǔ)

這種方法既適合對承載力無影響的表面和深進(jìn)裂縫的處理，也適用于對大面積的細(xì)小裂縫的防漏和防滲處理。當(dāng)遇到分布較廣或較多的表面裂縫時(shí)，通常可以增添一層水泥砂漿或細(xì)石混凝土。首先把裂縫附近混凝土的表面鑿毛，然后沿著深進(jìn)裂縫將其鑿成凹槽，之后利用鋼絲刷搭配高壓水進(jìn)行清洗工作并在上面灑上水使其變得濕潤，再刷一層水泥砂，用1∶2的水泥砂漿分成兩三層進(jìn)行涂抹，總的厚度應(yīng)該控制在10～20mm之間，再用鐵抹壓密抹光。最后使用水泥凈漿和水泥砂漿交替抹壓幾遍，這樣就形成了剛性防水層。

3.6 建立系統(tǒng)反饋機(jī)制

水利工程的施工現(xiàn)場實(shí)際情況變化較大，而工程的設(shè)計(jì)者無法對現(xiàn)場狀況進(jìn)行全面把握，所以就需要在施工過程中，加強(qiáng)管理和反饋信息，構(gòu)建相關(guān)的工程建設(shè)信息運(yùn)作系統(tǒng)，方面參建人員做出符合工程施工客觀情況的判斷和決策。通過對信息的交流和控制，能夠收集、積累相關(guān)的工程經(jīng)驗(yàn)，通過不斷商討與溝通，進(jìn)一步完成對水利施工中的混凝土裂縫問題的預(yù)防和把控。

4 結(jié)語

綜上所述，通過對水利工程施工中的混凝土裂縫的防治方法的研究，可以明白混凝土產(chǎn)生裂縫會對工程的質(zhì)量產(chǎn)生極大的影響，找出裂縫發(fā)生的原因，采取具有針對性的控制措施，使水利工程的施工質(zhì)量得到有效的保障。水利工程作為一個國家的基礎(chǔ)性工程之一，在施工過程中不可避免會產(chǎn)生混凝土裂縫，裂縫的出現(xiàn)不單造成混凝土的使用壽命減少，還會使耐用性和承載能力降低，嚴(yán)重危及到水利工程的質(zhì)量。我們務(wù)必要重視這一問題，進(jìn)一步研究水利施工中的混凝土裂縫產(chǎn)生的原因，找到相關(guān)防治措施，不斷推動水利工程產(chǎn)業(yè)的前進(jìn)。

[1]劉娟.水利工程建設(shè)中混凝土施工裂縫防治淺析[J].城市建設(shè)理論研究，2013，11.

[2]楊林.淺談水利工程中混凝土施工裂縫的問題[J].數(shù)字化用戶，2013，19.

TV544

A

1004-7344（2016）16-093-02

?施工中混凝土裂縫的防治技術(shù)探析[J].民營科技，2015，12.

2016-5-20

侯愛云（1977-），女，助理工程師，水利工程專業(yè)。