關于水利工程建筑施工裂縫原因及預防措施研究

趙全奎

（泰來縣水資源服務中心，黑龍江 泰來162400）

水利工程施工是一項較為系統的復雜工作,施工過程中涉及到許多工藝技術,會受到多種因素影響導致施工裂縫的發生,比如施工材料不合格,施工條件控制不到位或施工方案不恰當等,都會造成不同程度的結構裂縫。大多數情況下,這些施工裂縫問題都是可以通過加強質量控制得到改善的,所以施工人員應當對此引起足夠重視,充分了解產生裂縫的原因,并有針對性地采取措施加以預防和改進,以提高水利工程的整體施工效率和施工質量。

1 水利工程建筑施工出現裂縫的危害分析

現代水利工程的施工材料主要是以混凝土為主,相比較于傳統水泥材料而言,混凝土強度更高,穩定性更強,但是其施工條件要求也比較復雜,比如施工溫度的控制等,如果控制不好很容易造成施工裂縫,導致水利設施使用過程中出現滲漏等問題,影響其使用效率和施工壽命,嚴重時還有可能引發一系列安全事故,給水利單位或周邊居民造成生命財產損失。尤其是水利工程還與河水等有著密切接觸,這更會加劇混凝土裂縫的延伸和擴大,增加發生風險的幾率。除此之外,裂縫問題還會使得水庫等水利設施內儲存的水質被外界雜質所污染,這不僅會對混凝土結構造成一定的侵蝕,更大的危害是會影響人們的用水質量。

2 導致水利工程建筑施工形成裂縫的主要成因

2.1 混凝土結構設計不合理造成裂縫問題。水利工程施工必須嚴格按照施工設計圖紙的要求來進行, 所以施工設計是否合理,是影響水利工程建筑施工質量優劣的先決條件。比如結構沉降問題會形成裂縫,那么設計人員在最初進行混凝土結構設計時,就應深入考察施工現場的地質條件,并結合實際設計需求,做好相應的沉降應對設計,比如風荷載應對、冰荷載應對以及地震荷載應對等。但是許多設計師并未充分考慮到以上因素,在制定設計方案時過于理論化, 使得水利設施建筑在實際使用過程中超負荷受力,進而就會形成結構裂縫。

2.2 混凝土材料質量不合格造成裂縫問題。混凝土是施工現場經過施工人員配制制作而成的,主要的材料包括水泥、水、石灰以及其他輔料等,每種材料的成分以及用量配比不同,最后制作出來的混凝土強度、黏合度以及抗拉度等有著很大差別,會出現裂縫的幾率也大不相同。此外,混凝土材料中的輔料添加劑如果使用過量還會與其他材料發生不良化學反應,進而侵蝕整個混凝土結構,甚至侵蝕混凝土中的鋼筋材料,這也在一定程度上增加了水利工程建筑出現裂縫的幾率。由此可見,混凝土原材料質量以及配比質量,也是造成裂縫的重要因素之一。

2.3 施工溫度控制不夠嚴格造成裂縫問題。因為現代水利工程建筑施工使用的主要材料是混凝土,而混凝土會受到溫度變化而出現熱脹冷縮現象,形成裂縫,尤其是在溫差較大的季節,這種現象更為明顯。此外,混凝土施工完成但還未完全凝固階段,如果受到較大的溫差變化影響,混凝土水化熱反應生成的熱量就會積聚在內部無法散發,而外部溫度卻急劇流失,這種情況下混凝土結構也會因為溫度應力而形成裂縫。還有混凝土施工拆模階段,混凝土結構也會因為模板忽然拆除而出現溫差效應,如果此時沒有做好相關防護措施,同樣會導致接縫的產生。

2.4 水利施工操作不到位造成裂縫問題。水利工程建筑施工工藝復雜,每個環節的施工操作都必須嚴格按照施工設計方案以及國家相關規范標準來執行。但是因為我國水利工程施工需求量不斷增加,施工規模不斷擴大,部分施工單位在施工人員選用上并沒有嚴格把控,導致一些施工技術水平不高,甚至完全沒有水利施工經驗或不懂水利知識的人來進行施工操作,這就使得許多施工操作的規范性難以得到可靠保障,比如混凝土澆筑施工不夠連貫或者混凝土振搗施工的力度和頻率不合理等, 都會造成混凝土結構產生裂縫。

3 改善水利工程建筑施工裂縫問題的有效對策

3.1 合理設計施工方案。由上文可知,造成水利工程建筑施工裂縫的原因是多種多樣的,所以設計人員在設計階段就應針對這些已知的可能造成裂縫的因素進行全面分析,優化設計方案,盡量減少可控因素導致裂縫的情況發生。具體而言可以從以下幾個方面改進設計內容：其一是溫度方面,可以降低水利工程建筑設施的平面體量,這樣可以有效控制混凝土結構收縮作用和溫差對混凝土結構的影響。其二是材料規格設計方面,要依照水利工程使用需求,明確混凝土強度標準,并合理配置鋼筋材料。

3.2 嚴格控制施工材料質量。首先,要做好混凝土原材料質量檢驗,在材料進場后,要及時對各個批次材料進行抽樣檢查,確保所有指標符合要求后方可投入使用;其次,要嚴格控制混凝土材料的配比,為了減少資源浪費,可以先進行少量配比制作試驗,直至所配制的混凝土材料強度等參數達到最佳狀態后,再開始進行大批量混凝土制作,這樣在保證混凝土材料質量的同時,還能夠最大程度提高施工效率。

3.3 加強施工過程的溫度控制。溫差作用對水利工程建筑施工的結構質量有著極為關鍵的影響,所以做好溫度控制工作,對減少水利工程施工裂縫問題的發生具有重要意義。這不僅包括混凝土澆筑施工過程的溫度控制,同時還包括混凝土材料入倉保存以及攪拌過程的溫度控制。通常情況下,混凝土攪拌和存儲期間溫度保持在6℃左右為最佳,在氣候炎熱的夏季,可以適當加入一些冰片來替代水的用量,澆筑時則要注意做好防曬保護。

3.4 加強施工現場管控力度。施工現場的質量管控在整個水利工程施工過程中占據核心地位,因為現場施工工藝繁雜,所以施工單位需建立專門的質量監督部門,對各環節施工操作進行全過程管理, 確保施工人員嚴格按照規定的施工順序和施工手法進行操作,以免影響后續施工進度。比如混凝土澆筑完成后的養護施工期間,要確保施工單位用草簾等對混凝土結構進行了覆蓋,并且要確保其養護持續時間足夠充分, 通常混凝土結構養護不能少于兩個星期。再比如,混凝土模板施工階段,要對模板的形狀以及建模和拆模時間等,進行全面管控,最大程度發揮模板體系的作用提高水利施工質量。

3.5 采取合理措施進行裂縫修補處理。混凝土裂縫是一個比較難以消除的質量通病,所以即便是做好上述各方面工作,也難以保證實際施工過程中不會因為其他因素的影響而導致裂縫產生,所以采取科學有效的措施做好裂縫修補處理工作,對治理水利施工裂縫問題更為關鍵, 具體而言可以采用以下幾種修補方法：3.4.1 表面修補法。表面修補法包括表面涂抹與貼補,這種修補方法只能在結構裂縫寬度＜0.20mm或裂縫仍在擴張階段時使用。其中表面涂抹則是用于處理那些細長的裂縫,由于無法用漿液灌注,所以只能采用比例1：1 至1：1.2 的砂漿液或者是環氧厚漿對結構裂縫的表面進行涂抹。而那些裂縫已經發育、發生大面積漏水的地方只能采用貼補方法,即在裂縫口貼上具體材料來封閉裂縫、防止滲透。3.4.2 結構補強法。如果裂縫是由于外界荷載所引起的,可以選用結構補強法來修補,達到阻止混凝土耐久性持續下降的目的。目前主要采用的是玻纖維布結構補強法,因其經濟實用且施工便利,現已廣泛應用于結構裂縫的處理之中。3.4.3 灌漿法。這種修補方法的應用既可以達到修補結構裂縫、防止滲漏的目的,又可以在一定程度上加固混凝土結構體。灌漿法的處理效果非常好,在施工中應用范圍廣,對于深層裂縫與貫通裂縫有很好的修補效果。結構的裂縫較大時可以選用水泥進行灌漿,但是水泥砂漿不適用于細長的裂縫,所以目前人們開發了多種顆粒更微小的灌注漿液,在實際修補處理中都取得了良好的效果。

結束語

經過以上分析闡述可以發現,導致水利工程建筑施工出現裂縫的原因是多種多樣的,比如材料選用、溫度以及施工工藝等,再加上水利工程本身施工條件就較為復雜,水體內的雜質也會對混凝土結構產生一定的腐蝕作用,所以水利工程建筑施工裂縫的發生幾率要比其他建筑施工高出許多。對此,相關行業設計人員、施工人員以及管理人員等,應當引起足夠重視,從多方面入手加強對水利施工結構裂縫問題的預防力度,以促進我國水利事業的長效健康發展。