水利工程施工中控制混凝土裂縫的技術分析

張士兵

水利工程施工中控制混凝土裂縫的技術分析

張士兵

（濱海縣水利建筑工程總公司，江蘇 鹽城 224500）

混凝土是水利工程建設過程當中最基礎的原材料，其質量情況直接影響著水利工程的安全性能。混凝土澆筑完成后易受外界環境、自身性能等因素的影響而產生裂縫，影響水利工程的整體質量和安全性。因此，結合水利工程施工中產生混凝土裂縫的原因，并根據實例對混凝土裂縫控制技術進行研究。

水利工程；混凝土；裂縫控制；養護技術

混凝土的使用成本較低，并且具備較強的抗滲透能力、耐火性以及可塑性，因此被廣泛地應用于各類建筑工程當中，也是建設水利工程的基礎原材料之一。但在實際的施工過程中，經常因設計方案不合理、混凝土養護不足、外界環境惡劣等因素而導致影響工程的整體質量。因此，合理的混凝土裂縫控制技術對于水利工程建設來說，具有十分重要的意義。

1 水利工程施工中產生混凝土裂縫的原因

1.1 收縮裂縫

混凝土澆筑工作完成之后，如果在沒有完全凝固之前出現失水情況，或受大風或高溫等天氣影響，很可能會導致混凝土出現收縮，產生中間寬度較大、兩端較細的裂紋。

1.2 沉陷裂縫

沉陷裂紋通常發生在冬季，受凍土解凍的影響，混凝土的內部結構會被破壞，從而產生沉陷裂紋，這種裂紋較深，嚴重時甚至會出現錯位現象。沉陷裂紋的寬度與沉降量成正比例關系，通常情況下不會受混凝土結構之外的因素影響。同時，如果混凝土地基不均，回填土密實度不足，會增加模板支撐間距，最終導致出現沉降不均勻的情況。

1.3 溫度裂縫

混凝土結構受環境溫度影響而產生的裂縫稱為溫度裂縫。通常情況下，溫度裂縫分為兩種：①由于混凝土結構存在缺陷，這時如果結構內部的溫度分布呈非線性，便會產生溫度應力，從而導致出現溫度裂縫；②建筑完成后，由于施工地區溫差較大，在拉應力作用下，很可能出現裂縫。

1.4 干縮裂縫

干縮裂縫通常發生在混凝土結構養護過程中，在混凝土澆筑完成后，需要根據工程需要進行有效養護。但如果出現養護環境惡劣、養護工具使用不當等情況，很可能會導致混凝土出現干縮裂縫，這種裂縫的危害較大，容易使混凝土的結構發生變形。

2 水利工程施工中控制混凝土裂縫的技術

2.1 工程案例

2.1.1 工程概況

L水電站工程混凝土攔河壩建設項目中，拱壩高289 m，壩呈雙曲拱形，拱頂弧長701.2 m，拱冠底部厚度達70.6 m，攔河壩體混凝土達686.7×104m3，是一項規模巨大的水利工程。混凝土方量大、岸坡陡、壩底厚、使壩體的溫度控制問題比較明顯。為此，對L水電站工程攔河壩11號壩段的混凝土進行研究，對其產生溫度裂縫的情況進行分析。

2.1.2 溫度應力研究

11號壩段于2018-10-15T15：00開始澆筑，截止2019-04-16共澆筑12倉混凝土。其中2019-04-10—04-16共澆筑1倉混凝土。該倉混凝土澆筑期間，最高溫度為28.6 ℃，最低溫度為15.4 ℃，最小晝夜溫差為6.8 ℃，最大晝夜溫差12.1℃。通過對氣溫特點模擬，結合對溫度和應力的計算情況，混凝土的計算最高溫度在溫控技術掌控范圍之內，最大應力出現的部位在混凝土與基巖接觸之處，并且發生的時間處于通過冷卻快要結束的階段。這倉混凝土澆筑完成后，在接下來的幾天中產生了較為頻繁的短期溫度變化，導致混凝土倉面一直處于溫降冷擊的作用之下，截至2019-04-01，不將溫降冷擊的應力當作壓應力，其疊加的溫降冷擊的應力值已經達到了臨界點，具有較大的混凝土裂縫風險。

2.1.3 溫度和應力預報結果

結合氣象資料計算大壩的溫度和應力情況。2019-04-17—04-23項目施工現場的最高與最低氣溫分別為31 ℃和18 ℃，最小晝夜溫差為8 ℃，最大晝夜溫差為11 ℃。另外，由于11號壩段的混凝土澆筑時間較短，剛好處于一個升溫階段，但后續隨著溫度的下降，壓應力會逐漸降低。

2.2 混凝土裂縫控制技術研究

2.2.1 溫度控制

溫度是影響混凝土結構的一種重要因素，很容易使混凝土出現裂縫現象。因此，在進行水利工程混凝土施工的過程當中，對于溫度的控制要采取有效的措施。而混凝土由于自身發熱而出現的溫差則需要工作人員在選擇材料時，盡量選擇發熱量較低的水泥，從而降低水化熱情況，以此實現對混凝土溫差的有效控制。與此同時，如果施工溫度較高，相關人員應該對混凝土做好降溫處理，從而減少混凝土當中水分的蒸發。

另外，在澆筑混凝土的過程中，施工人員需要選擇合理的時間段，防止因澆筑時間過長而導致混凝土材料變形。一般情況下，混凝土的澆筑時間在7：00—10：00和15：00—18：00為宜，盡量不要在溫度較高的環境下工作，從而將溫度對混凝土質量的影響降到最低，能夠在一定程度上降低混凝土產生裂縫的概率。

2.2.2 配比與攪拌

缺少科學合理的混凝土配比也是導致其出現裂縫的重要原因。因此，施工人員要對混凝土的配比進行科學控制，從而盡量降低混凝土出現裂縫情況的概率。要求施工人員在制作混凝土的過程中，結合水利工程項目的具體要求進行工作，以此保證混凝土配比達到工程需求標準。另外，混凝土的攪拌也是一個比較重要的環節，施工人員應該保證混凝土攪拌的整體性和均勻性，從而在一定程度上降低混凝土離析的發生概率。與此同時，高度重視混凝土的運輸和儲存工作，不僅能夠避免混凝土出現變質的情況，還能夠為后期施工過程中的配比和攪拌提供方便。

2.2.3 施工控制

對混凝土施工環節的合理控制是防治混凝土裂縫的一種十分有效的措施，比如二次振搗法。借助這一方法能夠使混凝土實現二次液化，在排出混凝土當中多余水膜的同時，還能夠去除一些粗大的骨料，在一定程度上提升混凝土的均勻性和穩定性，從而降低混凝土裂縫產生的概率。

不僅如此，在混凝土作業結束之后，及時保濕和保溫措施也能夠在很一定程度上降低混凝土裂縫出現的概率。可以在混凝土表面覆蓋保溫膜，并且對外界的氣溫進行實時測量，根據外界氣溫的變化對混凝土采取相應的防護措施，以此降低混凝土裂縫的發生概率。混凝土施工過程當中，振搗工作尤為重要，這項工作需要工作人員具備較強的經驗和技能基礎，清楚掌握混凝土泌水情況，同時還能夠根據實際情況適當在混凝土當中加入膠乳優質的煤灰，避免混凝土出現干縮裂縫。

2.2.4 材料控制

混凝土原材料的選擇不僅是直接影響混凝土整體質量的關鍵因素，還是產生混凝土裂縫的又一原因。因此，水利工程項目進行過程中，要嚴格把控混凝土原材料的質量。施工所用的混凝土原材料必須滿足工程的建設標準以及國家的相關要求，并且添加優質、合理的添加劑。例如，在水泥的選擇上，要保證水泥的質量，例如抗滲能力、干縮性、強度等，必須嚴格參照施工標準進行選材。另外，在混凝土骨料的選擇方面，盡量采用風化顆粒少、干凈、堅硬的石料，通過反擊破碎機軋制形成骨料后進行相應的試驗檢測，確定各項數據達標后才可以正式使用。不僅如此，混凝土的攪拌和調配過程中還需要加入適量的引氣劑與減水劑，從而保證混凝土的脆性與防水性。通過對混凝土原材料質量的嚴格把控，能夠在很大程度上降低裂縫出現的概率，不僅使水利工程的質量得到進一步提升，還能夠有效降低因混凝土裂縫導致的補休和返工情況等。

3 結束語

綜上所述，結合水利工程施工中產生混凝土裂縫的原因，并根據實例對混凝土裂縫控制技術進行詳細分析，在水利工程建設過程中，經常會因原材料、配比設計、外界環境等因素導致出現混凝土裂縫。通過采用優化配比、做好養護、控制原材料等多種方式，能夠在一定程度上降低混凝土裂縫的出現概率，從而使水利工程質量得到保障。

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10.15913/j.cnki.kjycx.2019.14.026

2095－6835（2019）14－0062－02

〔編輯：嚴麗琴〕