水工建筑物混凝土裂縫成因與預(yù)防處理

張慶偉

（惠州市水務(wù)集團(tuán)有限公司，廣東 惠州 516000）

1 水工建筑物混凝土裂縫類型

目前，較為常見(jiàn)的水工建筑物混凝土裂縫類型主要包括以下幾個(gè)：

（1）超載裂縫。顧名思義，是在混凝土結(jié)構(gòu)構(gòu)件出現(xiàn)超載狀態(tài)下，出現(xiàn)變形、失穩(wěn)或者疲勞問(wèn)題，造成對(duì)應(yīng)的裂縫問(wèn)題，超載裂縫發(fā)生在結(jié)構(gòu)構(gòu)件受力彎矩參數(shù)較大的位置，呈現(xiàn)出條狀裂縫。

（2）收縮裂縫。在水工建筑物施工階段出現(xiàn)水泥水化熱或者是外界溫度變化較大，造成混凝土出現(xiàn)收縮問(wèn)題，一般呈現(xiàn)出條狀，較少情況下存在交叉現(xiàn)象。在整個(gè)混凝土結(jié)構(gòu)的變截面位置會(huì)出現(xiàn)收縮裂縫，對(duì)混凝土梁結(jié)構(gòu)、板結(jié)構(gòu)以及柱結(jié)構(gòu)構(gòu)件都會(huì)產(chǎn)生較為嚴(yán)重的影響。

（3）沉降裂縫。受水工建筑物施工環(huán)境的影響，若是地基出現(xiàn)差異化沉降或者是構(gòu)件不合理問(wèn)題，都會(huì)出現(xiàn)混凝土裂縫，填土地基、樁基沉降不均勻問(wèn)題也是造成混凝土沉降裂縫的重要原因。

（4）疏松裂縫。混凝土澆筑環(huán)節(jié)中缺乏合理的質(zhì)量控制機(jī)制，造成澆筑下料均勻性問(wèn)題，使得混凝土材料出現(xiàn)了嚴(yán)重的離析問(wèn)題、過(guò)振問(wèn)題，也會(huì)造成疏松狀態(tài)裂縫[1]。

（5）龜裂裂縫。施工階段對(duì)混凝土材料的質(zhì)量管理不到位，配料環(huán)節(jié)、澆筑環(huán)節(jié)、養(yǎng)護(hù)環(huán)節(jié)的操作不當(dāng)就會(huì)引發(fā)龜殼狀或者是散射狀裂縫。

混凝土裂縫的程度如圖1。

圖1 裂縫類型

2 水工建筑物混凝土裂縫成因

若要提升水工建筑物混凝土施工的整體質(zhì)量，就要踐行完整的管理方案，從裂縫成因分析，從而開(kāi)展對(duì)應(yīng)的控制工作，保障水工建筑物混凝土項(xiàng)目的整體質(zhì)量水平。

2.1 物料原因

2.1.1 原材料不合格

若是施工部門在原材料檢查檢驗(yàn)工作方面存在疏漏，就會(huì)造成不合格的混凝土原材料流入施工現(xiàn)場(chǎng)，尤其是堿性粒子含量較大，混凝土內(nèi)部就會(huì)發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，造成混凝土出現(xiàn)疏松問(wèn)題，最后形成裂縫[2]。混凝土原材料的配合比不滿足質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)，都會(huì)對(duì)混凝土的結(jié)構(gòu)產(chǎn)生影響，包括水灰配合比不平衡、外加劑使用不當(dāng)?shù)龋沟没炷脸霈F(xiàn)裂縫問(wèn)題。

2.1.2 物料特性影響

混凝土受到自身特性的影響，在實(shí)際施工過(guò)程中，外界溫度也會(huì)對(duì)混凝土產(chǎn)生影響，造成混凝土收縮產(chǎn)生收縮裂縫。

2.2 管理不到位

在水工建筑物混凝土施工過(guò)程中，若是不能按照各個(gè)環(huán)節(jié)標(biāo)準(zhǔn)化施工要求落實(shí)具體工作，必然會(huì)對(duì)整體工程項(xiàng)目的質(zhì)量產(chǎn)生影響，造成混凝土裂縫問(wèn)題。例如，混凝土澆筑需要完成振搗操作，如果出現(xiàn)漏振、過(guò)振等問(wèn)題，就會(huì)對(duì)混凝土的離析效果、密實(shí)度以及混凝土結(jié)構(gòu)強(qiáng)度產(chǎn)生影響。另一方面，為了保證水工建筑物混凝土施工的質(zhì)量，就要配合完整的養(yǎng)護(hù)方案，如果后期養(yǎng)護(hù)工作沒(méi)有按照標(biāo)準(zhǔn)化管理要求落實(shí)到位，就會(huì)增加混凝土裂縫產(chǎn)生的幾率[3]。

3 水工建筑物混凝土裂縫的預(yù)防處理建議

在明確水工建筑物混凝土裂縫問(wèn)題成因后，要結(jié)合實(shí)際情況落實(shí)相應(yīng)的管控措施，從根本上減少混凝土裂縫產(chǎn)生的幾率，維護(hù)水工建筑工程項(xiàng)目的整體質(zhì)量。

3.1 設(shè)計(jì)層面的預(yù)防建議

在水工建筑物混凝土施工管理工作中，最初的設(shè)計(jì)單元非常重要，是從源頭減少混凝土裂縫問(wèn)題的關(guān)鍵，因此，相關(guān)設(shè)計(jì)部門要踐行標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計(jì)原則，從施工環(huán)境和施工質(zhì)量要求入手，確保設(shè)計(jì)方面能針對(duì)可能出現(xiàn)開(kāi)裂的位置予以著重關(guān)注。尤其是對(duì)深基、淺基、高低跨位置等，不僅要綜合考量整體設(shè)計(jì)方案的可行性，也要對(duì)因?yàn)榈鼗町惓两祷蛘呤墙Y(jié)構(gòu)原因造成的問(wèn)題予以重視，確保相應(yīng)工作都能順利開(kāi)展，并且維持設(shè)計(jì)方案的規(guī)范性和合理性。

另外，在構(gòu)件截面參數(shù)允許以及配筋率數(shù)值一致的情況下，要從澆筑操作合理性和規(guī)范性入手，全面分析相關(guān)操作便捷性，保證鋼筋的直徑越細(xì)對(duì)應(yīng)的間距越小，就能更好地避免開(kāi)裂問(wèn)題。

除此之外，要采取混凝土開(kāi)裂設(shè)計(jì)降低處理的方案，利用相應(yīng)的設(shè)備或者是摻加吸熱劑有效控制混凝土材料的內(nèi)部溫度，從而減少材料開(kāi)裂問(wèn)題對(duì)其整體安全質(zhì)量產(chǎn)生的影響。依據(jù)設(shè)計(jì)要求、設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，維持整體設(shè)計(jì)方案的規(guī)范性，從根本上提高水工建筑中混凝土施工的質(zhì)量[4]。

3.2 施工過(guò)程中的預(yù)防措施

在水工建筑物混凝土管控工作方面，要注意施工綜合管理，整合施工監(jiān)督管理的各項(xiàng)控制措施。

（1）要結(jié)合工程項(xiàng)目的實(shí)際情況采取較好的施工方案和預(yù)防機(jī)制，提升對(duì)混凝土裂縫問(wèn)題的控制效果。首先，要對(duì)施工方案的細(xì)則予以關(guān)注，要對(duì)澆筑量、施工縫間距、位置、構(gòu)造模式以及澆筑時(shí)間等進(jìn)行管控，保證相關(guān)操作流程都能貼合安全要求。例如，一次澆筑工作單元中，實(shí)際的澆筑長(zhǎng)度要和施工縫分割形成垂直關(guān)系，并且合理標(biāo)注和約束澆筑時(shí)間等，保證變截面位置或者是承受應(yīng)力較小的位置澆筑處理的規(guī)范性。其次，要結(jié)合澆筑時(shí)間的應(yīng)用原則，避開(kāi)炎熱或者是晝夜溫差較大的環(huán)境開(kāi)展相關(guān)作業(yè)。若是工程項(xiàng)目只能在夏季施工，要配合相關(guān)降溫材料或者降溫措施預(yù)防裂縫產(chǎn)生。

（2）要從施工質(zhì)量層面落實(shí)相應(yīng)工作。①要保證混凝土的各方面參數(shù)能滿足強(qiáng)度要求和施工具體標(biāo)準(zhǔn)，減少水泥用量。②要結(jié)合施工管理要求保證鋼筋成型施工、模板安裝施工等操作都能滿足規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)，并且要對(duì)準(zhǔn)確性和牢固性予以及時(shí)檢查和校對(duì)[5]。③要對(duì)振搗操作予以關(guān)注，避免過(guò)分振搗破壞混凝土水泥的均勻性，也要確保振搗充分，維持混凝土的密實(shí)度。基于此，就要結(jié)合施工項(xiàng)目的實(shí)際需求合理控制振搗頻率和力度。④要及時(shí)清除混凝土表面的污物避免出現(xiàn)養(yǎng)護(hù)層，維持工程項(xiàng)目中混凝土結(jié)構(gòu)的應(yīng)用質(zhì)量。

3.3 養(yǎng)護(hù)管理過(guò)程中的預(yù)防措施

對(duì)于水工建筑物混凝土施工項(xiàng)目而言，為了提升裂縫預(yù)防的綜合水平，相關(guān)部門也要重視后期養(yǎng)護(hù)處理。開(kāi)展相應(yīng)的養(yǎng)護(hù)處理，就是為了混凝土處于正常硬化的狀態(tài)，減少外界因素對(duì)其產(chǎn)生的影響，保證混凝土的溫度能逐漸降低到和外界氣溫平衡的趨勢(shì)，減少溫差對(duì)混凝土產(chǎn)生的應(yīng)力影響，最大程度上減小裂縫的產(chǎn)生。

（1）噴水養(yǎng)護(hù)。對(duì)混凝土表面結(jié)構(gòu)予以控制，避免表面收縮問(wèn)題對(duì)其產(chǎn)生的影響，減少龜裂的發(fā)生幾率，維持綜合應(yīng)用效果。尤其是一些大體積混凝土結(jié)構(gòu)，塊體的內(nèi)外溫度不相同，使得強(qiáng)度增長(zhǎng)的趨勢(shì)也會(huì)存在差異，因此，為了減少表面開(kāi)裂問(wèn)題，就要及時(shí)結(jié)合實(shí)際應(yīng)用要求進(jìn)行噴水養(yǎng)護(hù)處理。

（2）優(yōu)選拆模。結(jié)合水工建筑工程項(xiàng)目的實(shí)際情況，盡量選擇合適的拆模的方式，并且在拆模工作結(jié)束后立即覆蓋操作，或者是開(kāi)展回填處理操作，有效避免外界因素對(duì)混凝土產(chǎn)生影響。而對(duì)應(yīng)的養(yǎng)護(hù)期要結(jié)合混凝土強(qiáng)度的實(shí)際情況，一般為7～28d[6]。

（3）制定規(guī)范。養(yǎng)護(hù)人員要對(duì)設(shè)備、器具進(jìn)行集中養(yǎng)護(hù)和分類保管，一般而言，澆筑工作完成后的12h 就開(kāi)始對(duì)應(yīng)的養(yǎng)護(hù)處理，周期在15d 以上，維持混凝土外部的濕潤(rùn)度，減少安全隱患[7]。

3.4 表層和深層處理

在水工建筑物混凝土裂縫處理工作中，表層處理配合深層處理是較為合理的處理機(jī)制，要結(jié)合具體操作要求落實(shí)完整的管理方案，從根本上提高水工建筑物混凝土質(zhì)量控制水平。

（1）在表層處理工作中，要結(jié)合水工項(xiàng)目安全管理原則開(kāi)展相應(yīng)的實(shí)踐活動(dòng)，依據(jù)養(yǎng)護(hù)劑的應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)完成噴涂處理。或者是將防碳化材料直接鋪設(shè)在混凝土的表面，有效減少內(nèi)部碳化造成的影響，維持綜合質(zhì)量水平。

（2）為了保證混凝土裂縫管理工作的規(guī)范性，若是裂縫區(qū)域較小，一般是借助編織袋、雜草等進(jìn)行處理，將溫度控制在15℃左右。修補(bǔ)人員要利用多層/雙層防滲漏處理工作，維持其鋪設(shè)效果，借助防滲透層完成裂縫的修補(bǔ)處理，有效改善混凝土內(nèi)部能效，維持綜合效果。

（3）在深層處理工序中，主要針對(duì)的對(duì)象是廣度較深或者是區(qū)域范圍較大的裂縫，這些裂縫問(wèn)題甚至?xí)?duì)整個(gè)水工建筑的質(zhì)量產(chǎn)生影響，要結(jié)合裂縫分類落實(shí)相應(yīng)工作[8]。若是出現(xiàn)溫度裂縫，則要利用水泥材料配合外加劑予以控制，裂縫處理見(jiàn)表1。

表1 裂縫處理內(nèi)容

4 結(jié)束語(yǔ)

綜合上述，在水工建筑物混凝土質(zhì)量管控工作中，要結(jié)合實(shí)際施工狀態(tài)和應(yīng)用方案，落實(shí)合理的材料管理機(jī)制和監(jiān)督機(jī)制，確保混凝土水工建筑物安全運(yùn)行水平，提高水工建筑安全性和耐用性，配合新型技術(shù)，實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益的和諧統(tǒng)一。