水利工程施工中混凝土裂縫控制技術分析

韓業慶

南水北調東線山東干線有限責任公司 山東濟南 250109

1 裂縫防治重要性與必要性

在當前的水利工程當中，混凝土裂縫現象經常發生，已成為影響水利工程質量的重要因素。對于裂縫的種類，主要分為溫度、干縮和塑性裂縫3種。其中，溫度裂縫還可分為外約束與內約束。相比之下，外約束裂縫可能造成的損害相對較大，極易導致水利工程設施產生坍塌或滲漏。干縮裂縫通常產生于墻板處，不規則，呈放射或龜裂狀，深度不一，大多為成片產生，會對結構造成嚴重損害。此外，干縮裂縫還會產生于埋管處、框架處和梁柱處，裂縫方向一般和約束應力的方向保持一致。塑性裂縫是由混凝土收縮與塌落產生的。在混凝土凝結過程中，由于受到外力的持續擠壓作用，內部應力不斷發生變化引起沉降。沉降產生后，混凝土將沿著應力方向出現塑性裂縫。另外，如果施工時操作不當，將對混凝土的正常收縮造成影響，引起塑性裂縫。一般情況下這種裂縫的縫寬為0.5-2.0mm，大多產生于結構表面，危害較輕。很多水利工程都由于混凝土結構產生裂縫而發生坍塌或滲漏，對工程質量造成影響。一些裂縫雖然不會對工程帶來直接影響，但會使結構穩定性大幅下降，如果受到洪水和地震的侵襲，將使結構失穩發生倒塌。基于此，在工程施工中，應做好裂縫成因分析，確定所有可能導致裂縫產生的原因，以此做到對癥下藥，減小裂縫產生幾率。在實際施工中必須做好裂縫控制工作，根據相關規范的要求對發現的裂縫進行處理，以此在最大程度上降低裂縫可能對工程質量造成的影響。

2 影響混凝土裂縫的原因

2.1 沉陷引發的裂縫

通常來說，混凝土易在冬季出現沉陷裂縫，這是因為凍土解凍而造成內部結構的沉陷，進而引發裂紋，而裂紋一般比較深，還會造成錯位現象，其寬度對沉降量產生直接影響。通常來說，只有遇到沉陷裂縫時，才會使得沉降量出現變化。此外，混凝土地基的不均勻性也會引發混凝土結構分縫間距的增加，進而出現不均勻沉降問題。

2.2 溫度方面的因素

溫度是引起裂縫的主要因素，在水利施工過程中，混凝土初凝時如果溫度突然產生變化，或溫度相對較差，將對凝結效果造成很大影響，進而引起裂縫。在正常的溫度條件下，混凝土凝結時結構表面拉應力和內部拉應力基本相同，此時能確保凝結過程正常完成；而當溫度差異相對較大時，由于表面和內部的拉應力有所不同，如果超出混凝土自身抗裂極限，將導致混凝土產生開裂。因溫度方面因素產生的裂縫通常表現出兩端較重但中間較輕的特點，在溫度相對較高的區域，裂縫產生可能性相對較大，并且裂縫的程度也相比較大。

2.3 凝結過程產生的裂縫

水利工程施工時，混凝土在凝固過程中，其自身材料質量會對工程整體質量產生直接影響，還會影響到凝結效果。一旦在凝固時質量產生變化，就會導致裂縫問題。同時，還會造成溫度的降低，使裂縫不斷擴張，并影響到水利工程的整體質量。

3 混凝土裂縫控制技術

3.1 準備工作

水利工程施工過程中，要嚴格對質量進行把關，提升構件質量，以保證其不產生應力集中的現象。另外，還要對收縮能力進行優化。這是因為裂縫問題大都是由于收縮引發的。所以，通過強化收縮能力來控制裂縫問題。例如，可在配制過程中，加入一些外加劑，以提升混凝土的強度與剛度。

3.2 規范混凝土澆筑施工

混凝土施工過程中操作將對其結構性能產生影響，因此混凝土澆筑施工中必須對其施工技術加以規范。如在進行基巖面澆筑時，就需要在其上鋪設水泥砂漿，并將其厚度控制在2至3厘米。對于大體積混凝土的澆筑，施工中必須嚴格按照設計厚度、規定的順序與方向進行分層澆筑，同時澆筑期間不能向倉內加水。如果水利施工現場溫度高于20℃，則混凝土澆筑的間隔時間必須根據混凝土材料的類型進行嚴格控制，以避免間隔時間過長導致其結構出現深層裂縫。最后，還需要對澆筑完成的混凝土進行嚴密的振搗，確保每一個位置都振搗到位。

3.3 溫度控制

①澆筑混凝土時，應盡量減少其分層厚度，以使其更好地進行散熱。此外，完成澆筑后，還要進行保溫處理。在攪拌砂石骨料的過程中，還要對其進行冷卻，避免由于溫度變化影響到其質量。②在澆筑過程中，還要根據工程實際，加入適當的化學材料，以完善內部水泥現狀。③對混凝土施工時間與環境進行優化，并根據工程實際，尤其是所處的環境，對施工時間進行明確。

3.4 澆筑施工技術

為有效對裂縫進行控制，就要強化混凝土澆筑施工技術。在進行澆筑時，常采取分層、分段及推移施工的方法。應用分層澆筑施工技術能提升工程質量。而大壩所使用的是分層澆筑，需注意的是，對分層厚度與間隔澆筑的時間進行明確，減少裂縫的發生。除此以外，天氣也會對澆筑的質量產生直接影響。因此，在進行澆筑施工時，要選擇溫度適宜的天氣，避免溫濕度對混凝土造成的影響。一般來說，所要澆筑的時間需控制在5h內。另外，完成澆筑以后，還要及時對其表面進行清理。

3.5 采取必要的早期養護措施

對于混凝土裂縫的防治一般越早越好，所以在水利施工中一般需要采取早期養護措施。一方面，水利施工中應盡可能采用蓄水、流水的方式來保持混凝土構件的濕潤情況，避免其水分喪失過度而出現裂縫。另一方面，在混凝土養護周期內需要根據混凝土構件的體積采取必要的降溫措施，以避免混凝土結構水熱化現象所引發的裂縫。

4 結語

綜上所述，水利工程施工建設對我國經濟發展目標的實現產生直接影響，因此，對各環節都要引起足夠重視。作為施工過程中的重要原材料，混凝土的質量對工程整體質量產生直接影響，針對混凝土裂縫的產生原因進行深入分析，同時，采用有效的控制方法，避免裂縫問題的產生，還要引入先進技術，減少裂縫的發生，促進水利工程的持續發展。