水利施工中混凝土裂縫的防治策略分析

肖繼飛

（云南建投第一水利水電建設有限公司，云南昆明 650000）

水利工程施工周期長、技術要求高、提升施工質量難度大。混凝土為水利工程核心材料，其凝結質量關乎水利工程整體質量，實際施工進程中，易受外界因素影響，如溫度、操作等，其凝結冷卻后出現裂縫較為常見，難以保證水利工程防水效果，對水利工程使用質量及年限造成嚴重影響。因此，需根據項目實際狀況，對混凝土施工中關鍵點予以把控，進行針對性防治，避免產生裂縫。

1 混凝土裂縫防治的必要性

在水利混凝土施工進程中，出現裂縫較為常見，是水利工程質量核心影響因素。裂縫類型較多，如溫度裂縫、干縮裂縫、塑性裂縫等，其中，干縮裂縫對混凝土結構受損較為嚴重，多發生于墻板部位，裂縫深淺不均。多數水利工程會由于混凝土出現裂縫造成多種不良后果，如坍塌、滲漏等，對人員安全構成嚴重威脅，影響施工效率及質量。部分水利工程中，裂縫未造成直觀的影響，但其使混凝土結構受損，遭受外界沖擊刺激下，易發生安全事故，難以發揮工程價值。因此，水利工程施工進程中，需分析混凝土裂縫形成因素，切實做到早發現、早針對，減少混凝土出現裂縫。墻面干縮裂縫形狀圖如圖1所示。

圖1 墻面干縮裂縫形狀圖

2 水利施工中混凝土裂縫的類型及形成因素

2.1 水利施工中混凝土裂縫的類型

2.1.1 干縮裂縫

干縮裂縫通常出現在混凝土養護兩周后，混凝土在外界因素影響下，其內部水分損失較多，造成嚴重形變，其內部濕度變化較小，其形變程度越小。此類型裂縫多以網狀細小裂縫呈現，其寬度約為0.05～0.2 mm，針對較薄梁板中，主要以短向延伸分布。干縮裂縫降低混凝土滲透能力，進一步損傷鋼筋，使混凝土承載能力、持久性大幅度下降。形成此類裂縫的因素較多，如水泥成分、劑量、水灰比等。

2.1.2 塑性收縮裂縫

混凝土凝結冷卻之前，若其表面損失水分速率過快，易發生塑性收縮裂縫，此類裂縫多在干熱或大風季節，主要形態為中間較寬、兩邊細長，且沒有連續性，長短不一，最短為20～30 cm，最長為200～300 cm。其主要由于混凝土在完全凝結前，自身未有較強的強度，在外界因素影響下，使其表面水分丟失速率過快，內部濕度短期內發生變化，使混凝土發生較大收縮形變，其強度難以抵擋自身收縮，形成塑性收縮裂縫。其與凝結時間、水灰比、溫度等均有關。

2.1.3 沉陷裂縫

沉陷裂縫形成因素較多，如地基結構不均衡、填土不充實等，尤其在冬天模板放置于凍土層上，隨著氣溫升高，凍土層逐漸解凍，產生不均衡的沉降，使混凝土形成沉陷裂縫。此種裂縫呈現為貫穿性裂縫，其實際延伸狀況與沉陷成正比，溫度變更對裂縫的寬度影響不顯著，待地基形變穩定后，其沉陷裂縫也定形。

2.1.4 溫度裂縫

混凝土體積較大時，在水熱化影響下，其內部產生大量熱量難以散發，使其內部溫度大幅度上升，同時混凝土表面散熱速率較快，內外形成較大溫差，散發熱量不均衡，使其內外熱脹冷縮程度不一，造成混凝土產生的拉應力不均，拉應力值超過混凝土強度最大范圍，造成混凝土出現裂縫，此類主要在施工后階段。裂縫延伸形態無顯著特征，多以縱橫交錯為主。

2.1.5 施工裂縫

混凝土施工程序較多，施工技術要求較高，歷經制作、脫模、運輸等多個環節，受隔離因素影響，出現多形態裂縫，如橫向、豎向、水平等，其主要由于澆筑之前未浸透、模板與混凝土粘連、堆放位置不當、拆模振動較大等均可形成裂縫。

3 水利施工中混凝土裂縫成因

3.1 溫度因素

溫度為混凝土發生裂縫核心成因，水利工程混凝土在初期凝結進程中，若外界溫度變化較大，對最終凝結成效具有重要影響，易產生結構裂縫。一般正常狀況下，混凝土結構凝結拉應力與其自身強度相匹配，表明混凝土凝結正常；混凝土內外溫度差異較大，使其表面應拉力與其強度相距較大，尤其在凝結初期，混凝土自身強度較小或并無強度，受外界因素影響，表面散熱較快，內部熱量難以散出，使表面拉應力超過強度最大值，易出現結構裂縫。兩邊體積較重、中間較輕，是致使混凝土出現裂縫的核心特征。

3.2 材料因素

混凝土施工進程中，材料一旦出現問題，易導致配比不當，影響混凝土施工質量。在配比進程中，水泥劑量較多、水灰比較大等，均會對凝結最終成效造成影響。材料使用不當或配比不合適，均會使混凝土收縮程度不均，如泥沙含量較多，使其收縮程度加大。混凝土收縮程度與內外拉應力存在較大差異，會增加混凝土結構出現裂縫的風險。對材料存放未加以重視，水泥堆放在較為潮濕的區域，使其強度降低無法滿足施工要求，最終導致結構產生裂縫。

3.3 地質因素

地質條件與混凝土施工質量密切關聯，若對其未能加以重視，會給水利工程造成較大損失。立足于混凝土裂縫形成因素層面，若選取地質條件不良，如地下水較為豐富、軟土層區域等，實施工程中對其地基處理不佳，易發生不均勻沉降，增加混凝土發生沉陷裂縫的風險。應對其加以重視，在具體水利工程施工前，對其地質條件進行勘察，掌握全方位地質資料，為混凝土施工做以保障。

3.4 人員因素

人員為混凝土施工核心因素，在實際施工進程中，受人為因素影響，出現混凝土裂縫較多，為水利工程質量保證首要解決的問題。在混凝土施工進程中，未嚴格根據施工規范及標準進行操作，易使最終凝結冷卻效果不佳。大體積混凝土施工時，施工若未標準化、規范化，易使混凝土結構出現裂縫。管理進程中未能對混凝土施工嚴格把控，對其細部未加以關注，養護進程中缺乏預防及保護體系，會使混凝土抗壓能力下降，最終養護效果不佳，增加混凝土出現裂縫的風險。

4 水利施工中混凝土裂縫的控制策略

4.1 加強施工設計，規范施工流程

水利工程設計進程中，應根據項目實際狀況，嚴格根據相關標準及規范，對混凝土進行設計，形成完善的施工流程，保障混凝土施工質量。在具體設計進程中，應全方位掌握項目環節全方位掌握，將其施工中各個環節及薄弱環節加以管控，對易出現裂縫部位加強關注及防治措施，提前管控將影響混凝土產生裂縫因素，減少混凝土結構出現裂縫。應對其結構進行加固鋼筋設計，根據施工實際狀況，對其施工技術進行科學設計，明確加固流程，減少低配鋼筋對混凝土拉應力的影響，降低混凝土出現裂縫概率。

4.2 以施工規范為準，科學設置配比

混凝土配合比對混凝土施工質量較為重要，在具體施工進程中，對材料質量、配比要求較高。為杜絕混凝土結構出現裂縫，施工材料選取時，不能將價格歸類為唯一評判標準，實際采購前，需將市場實際狀況了解，核查各個供應商資質，對其質量加以控制，材料進行配比時，應嚴格根據相關國家標準進行操作。若使用的骨料收縮能力較大時，可根據實際狀況增大水灰比，為混凝土凝結效果提供支撐；外加劑選取層面應選取活動性混合材料為宜，如煤灰等，可提升混凝土水熱化進程中溫度，縮減混凝土結構內外溫差，降低發生裂縫概率。若有必要可根據施工實際狀況，配備一定數量的鋼筋，以增強混凝土拉應力，使其內外拉應力處于均衡狀態，防止產生裂縫。

4.3 定期進行檢查，實現實時管控

水利工程施工進程中，應對其是否發生裂縫加以關注，實時觀測混凝土凝結后是否存在深層裂縫、貫穿裂縫等，若發生存在此類現象，應采取針對性解決措施。深層裂縫可通過將其鋼筋去除，重新進行澆筑鋪設；表面出現裂縫可直接進行澆筑。應對混凝土凝結全過程進行實時關注，根據實際狀況進行科學養護，混凝土凝結初期，其強度通常較小或無強度，可適當增加濕度，以提升其內部拉應力，確保內外拉應力統一，通過適當增加水分、鋪設塑料薄膜，以實現保濕目標。此外，對裂縫形成應加以控制，其主要涉及以下幾方面：（1）溫度裂縫控制。根據施工實際狀況，布設相應的保溫裝置，針對易出現裂縫的部位，通過增加相應的鋼筋加固，減少內部拉應力值差距。（2）干縮裂縫控制。控制材料配合比，澆筑完成后應觀察凝結狀況，適當給予水分確保濕度，根據相關標準實施填埋、壓實等，對混凝土進行二次抹壓。（3）塑性裂縫控制。主要以澆筑進程中振搗為核心，確保振搗質量。

4.4 適當實施修補，進行專項處理

在實際施工進程中，混凝土結構出現裂縫，應對其加以修復，根據實際狀況，選取合適的裂縫處理措施，如表面覆蓋、填充等，減少混凝土裂縫對工程整體質量影響。覆蓋法主要適用于淺層裂縫，將其表明裂縫進行打磨，再填充裂縫；填充法主要將裂縫進行開鑿操作，使其呈現為特定的槽型，待槽型處理完畢后，將其材料注入即可。

5 結語

水利工程中，混凝土施工質量對其工程整體質量較為關鍵，若其施工中出現裂縫，易造成工程坍塌、滲透等不良狀況，使水利工程價值難以發揮。施工進程中，應根據實際狀況，對其施工各環節加以控制，在易出現裂縫部位，應制定針對性防治措施，避免混凝土結構出現裂縫，保障水利工程順利實施。