混凝土防裂技術在水利工程建設中的應用

后永亮

（中國水利水電第十四工程局有限公司，云南昆明 655099）

混凝土具有成本低廉、抗滲透能力高以及抗震作用強等的優勢，現已被廣泛應用在水利工程項目建設過程中，其在水利工程建設過程中既是重要材料，也是基礎材料，根本目的是延長工程項目的使用壽命，提高承載能力，保證人們的生命和財產安全。

1 案例概況

根據城市化建設的實際需求，擬建設一座水利工程項目，該工程項目位于城市的西南方向，主要以發電為主，同時兼具防洪灌溉等任務，擋水建筑物為土石壩，該水電站采用引水灌溉模式。

該工程項目所在區域內山脈、盆地相互交錯于其中，地形變化較大，壩址下游的2 km處有可供筑壩混凝土約198 m3作為防滲體使用，由于本地區混凝土含水量較高，考慮其他因素，土石壩建設方案選用斜墻壩。

2 水利工程建設混凝土裂縫的危害

混凝土裂縫會給水利工程建設造成不可估量的經濟損失，其除了會發生滲漏現象外，還會引發應力集中問題，造成疲勞裂紋，引發深層次裂縫的產生，削弱本工程項目的承載能力，使得工程項目不能發揮應有的作用和價值。混凝土裂縫與河水接觸時，還會加速混凝土的老化，出現蓄水量滲漏問題，加速混凝土病變，腐蝕其內部結構，對人們的生命及財產安全造成嚴重威脅[1]。

3 水利工程建設混凝土裂縫的類型

3.1 溫差裂縫

溫差裂縫產生的主要原因是混凝土內部溫度和表面溫度相差較大而造成的，溫差裂縫通常出現在混凝土的澆筑和養護作業中，水泥作為混凝土中的重要組成部分，其在水化熱的過程中會釋放大量熱量，其表層的熱量迅速蒸發，冷卻較快。但其內部溫度不能及時散發出去，熱量達到一定的高度時，產生裂縫。

3.2 塑性收縮裂縫

塑性收縮裂縫形成的主要原因是混凝土水分流失過快，塑性裂縫一般出現在混凝土未完全凝固之前，特別在炎熱的夏季，混凝土表面的水分會加速流失，內部壓力和外部壓力出現明顯差異。

在此背景下，更容易出現塑性裂縫，塑性裂縫具有明顯的特點，即中間寬、兩頭窄，這種裂縫的出現會對水利工程項目后期的運行帶來嚴重的負面影響。

3.3 沉陷裂縫

水利工程項目地基不均勻是造成沉陷裂縫的重要因素之一，地基出現不均勻與施工人員之間具有緊密聯系，主要因為施工人員未對本項目的軟土地基進行科學處理，出現了軟土地基不穩定的現象。沉陷裂縫一般存在于混凝土較深的階段，地基沉降速度越快，沉陷裂縫的寬度越深。

3.4 干縮裂縫

干縮裂縫常出現于混凝土的養護工作后的15 d之內，干縮裂縫形成的一個重要原因是混凝土養護不到位。此外，自然環境的影響也是使混凝土出現干縮裂縫的原因，受外界自然環境的影響，混凝土中的水分加速流失，最終使得混凝土出現大面積的干縮現象。在較大應力情況下，會產生裂縫，干縮裂縫一般呈網狀形態，極大削弱混凝土的抗壓能力和抗滲透能力，對混凝土結構造成較大破壞，縮短本工程項目的使用壽命。

3.5 安定性裂縫

安定性裂縫指混凝土的安定性不符合相關的要求和標準而產生的裂縫，安定性裂縫主要以龜裂狀的形式出現。

3.6 地形產生的裂縫

地形是導致混凝土裂縫出現的一個重要因素，在工程項目開始建設之前應做好對地形的勘察工作，如果地形勘察工作不仔細、不認真或敷衍了事，會使混凝土結構與地形結構之間出現差異，這種情況十分容易產生裂縫。特別是在夏季施工過程中，地下水活躍程度較高，會給工程項目的設施設備造成一定沖擊。以地基為例，如果地基結構不穩定，不僅會促使地上結構下沉，還會使其表面產生一定裂縫，造成工程項目整體的抗滲能力下降，工程項目的質量也會因此受到影響[2]。

4 水利工程建設混凝土裂縫形成的原因

通過以上對水利工程建設混凝土裂縫類型的分析發現、混凝土裂縫主要分為荷載裂縫和非荷載裂縫兩種類型，非荷載裂縫在實力工程項目建設過程中較為常見，比如溫度裂縫和收縮裂縫。雖然其全部屬于混凝土裂縫的范疇，但由于其類型的不同，形成的原因也不同。

4.1 施工過程操作不恰當

混凝土施工具有嚴格的要求和標準，在本工程項目具體的施工過程中，如果施工過程操作不恰當不僅會影響混凝土整體的結構性能，還會引發裂縫問題。比如鋼筋綁扎控制距離不合理，局部抗拉會發生變化，在自然環境的影響下會出現裂縫。再比如模板拆除過早、混凝土凝固時間不足、硬度強度達不到施工標準等，都會導致混凝土裂縫的產生[3]。

4.2 原材料質量不過關

混凝土的主要組成成分為水泥和砂石，原材料質量的優劣與混凝土裂縫問題的出現具有密不可分的聯系。如果原材料的質量不過關，已經制作完成的混凝土會受到影響，無法滿足水利工程項目建設的實際需求，還會大幅度增加混凝土裂縫問題的產生概率。

4.3 混凝土配合比不合理

施工技術人員在混凝土的調配過程中，如果調配錯誤，會大幅度降低混凝土的抗裂性能，如果混凝土的抗裂性能不符合國家規定的相關要求和標準，會引發裂縫問題，嚴重影響水利工程項目的質量安全。

5 混凝土防裂技術在水利工程建設中的應用

5.1 嚴格控制混凝土施工過程

工程項目在具體的建設過程中，施工人員應當嚴格按照施工規范組織和開展施工作業，嚴格控制混凝土施工過程，降低和減少因混凝土施工過程操作不恰當而出現的裂縫問題，在這一過程中，可以使用二次振搗法進行混凝土二次液化，在排除混凝土中多余水膜的基礎上，去除一些較大顆粒的骨料，提升混凝土的均勻性，降低其裂縫產生的概率。

還應當加大對施工現場的監控力度，委派專業的人員每天在施工現場進行巡視，發現問題需要及時組織相關人員進行解決[4]。

5.2 嚴格把控原材料的質量關

水泥、砂石是混凝土中的重要組成部分，為此施工企業應當加大對以上原材料的質量控制，與質量優、供貨能力強的材料供應商建立長期伙伴合作關系，從根本上保證水利工程項目整體的質量。材料的采購人員還應當結合工程項目的實際情況，合理采購水泥和砂石。

采購流程：提出采購的需求→編制采購計劃→審核→審批→詢價→審核→審批→集中采購→結算審批→財務結算。

明確水泥的特性，了解水泥的使用數量，在材料進入施工現場前，委派專業的人員進行驗收，重點查看水泥生產廠家是否具有生產許可證書，認真檢查水泥是否有結塊現象，對于不合格或沒有生產許可證的水泥，一律不得進入施工現場，并予以及時退回，從源頭上保證混凝土的質量，使其可以滿足水利工程項目建設的基本要求，延長工程項目的使用壽命。

5.3 合理控制混凝土的配合比

混凝土配合比不當是造成裂縫出現的重要因素之一，為此應當合理控制混凝土的配合比，降低混凝土的損傷程度，提高工程項目的建設質量。

施工人員應嚴格按照相關的規定和標準，調制符合本工程項目建設所需要的混凝土配合比。如果工程項目所在區域內的平均降雨量豐沛，當地氣候也比較濕潤，應當減少和降低對混凝土摻水的次數，材料被運往施工現場之后，需要做好相應的存儲工作，保證混凝土不會因為周圍氣候的變化為導致含水率出現變化。

混凝土配合比設計流程如圖1所示。

圖1 混凝土配合比設計流程

5.4 安定性裂縫的預防措施

混凝土安定性不強會導致本工程項目的構件出現膨脹性裂紋和翹曲變形，引起安全質量事故，造成安定性裂縫主要是因為游離氧化鈣和氧化鎂太多。在使用混凝土之前，應當加強對其中含有成分的檢測，保證混凝土的安定性可以滿足工程項目建設的相關要求和標準。

6 結語

隨著我國經濟的發展、社會的進步，水利工程項目建設也取得了令人滿意的成績，其在我國基礎建設中發揮了不容忽視的重要作用。混凝土裂縫問題的出現不僅會嚴重影響工程項目的使用壽命，還會威脅人們的生命及財產安全。施工企業應當加大對混凝土裂縫產生原因的分析，并能根據工程項目的實際情況采取科學合理的裂縫防治技術，保證工程項目的安全性和穩定性，促進水利工程項目行業領域的健康與可持續發展。