水利水電施工中混凝土裂縫的主要原因及防治策略分析

王明昌

（云南省水利水電工程有限公司，云南昆明 650000）

混凝土作為水利水電施工過(guò)程中主要的施工材料之一，混凝土裂縫作為施工過(guò)程中很容易出現(xiàn)的質(zhì)量問(wèn)題，假如有關(guān)人員未對(duì)此加以重視，不但會(huì)對(duì)整體的施工質(zhì)量造成嚴(yán)重影響，情節(jié)嚴(yán)重甚至?xí)?duì)民眾的生命安全以及財(cái)產(chǎn)安全造成嚴(yán)重威脅。有關(guān)人員就需要針對(duì)施工過(guò)程中存在的問(wèn)題采取有效的防治策略有效解決施工過(guò)程中的混凝土裂縫問(wèn)題，才能充分發(fā)揮水利水電工程的最大價(jià)值，有效推動(dòng)我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)實(shí)現(xiàn)高速發(fā)展，對(duì)我國(guó)的民生工作也具有重要作用。

1.水利水電工程的施工特點(diǎn)分析

從我國(guó)水利水電工程的施工現(xiàn)狀進(jìn)行研究就可以發(fā)現(xiàn)，我國(guó)水利水電施工過(guò)程中整體的施工時(shí)間較長(zhǎng)，整體的施工規(guī)模較大，并且對(duì)整體的施工質(zhì)量要求較高、施工工藝較為復(fù)雜，這些特點(diǎn)就會(huì)導(dǎo)致對(duì)施工的質(zhì)量控制造成一定影響，這就要求在進(jìn)行水利水電的施工過(guò)程中一定要對(duì)質(zhì)量控制工作加以重視，有效避免出現(xiàn)質(zhì)量問(wèn)題。在進(jìn)行實(shí)際的水利水電施工過(guò)程中，施工過(guò)程容易受到外界環(huán)境因素的不良影響，就會(huì)對(duì)整體的施工工藝產(chǎn)生一定影響。其中主要就包括施工現(xiàn)場(chǎng)的地形因素影響以及自然因素影響，這些因素都會(huì)在不同程度上對(duì)施工工藝以及施工流程造成影響，導(dǎo)致整體的施工質(zhì)量降低，甚至?xí)?dǎo)致施工人員的生命安全受到嚴(yán)重威脅。因此在進(jìn)行水利水電工程的實(shí)際施工過(guò)程中，施工人員需要充分結(jié)合工程的特點(diǎn)，對(duì)施工工藝以及施工流程進(jìn)行嚴(yán)格把控，針對(duì)施工過(guò)程中可能出現(xiàn)的問(wèn)題進(jìn)行針對(duì)性的分析以及處理，這對(duì)避免質(zhì)量以及安全隱患有著重要幫助。在施工中還需要制定相關(guān)的施工標(biāo)準(zhǔn)，并且要求嚴(yán)格按照施工標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行施工作業(yè)，實(shí)現(xiàn)在最大程度上保證整體的施工質(zhì)量，避免出現(xiàn)工程質(zhì)量問(wèn)題。

2.水利水電施工過(guò)程中混凝土裂縫的主要類(lèi)型

2.1 干縮裂縫

干縮裂縫在水利水電施工過(guò)程中，通常發(fā)生于混凝土結(jié)構(gòu)完成養(yǎng)護(hù)工作的15d之內(nèi)，其中導(dǎo)致干縮裂縫出現(xiàn)的原因主要就包括在進(jìn)行混凝土的養(yǎng)護(hù)工作中，養(yǎng)護(hù)工作不到位或者由于自然環(huán)境發(fā)生改變從而導(dǎo)致混凝土大量失水從而出現(xiàn)干縮現(xiàn)象。假如混凝土的出現(xiàn)了的干縮應(yīng)力超出混凝土的抗壓應(yīng)力就會(huì)導(dǎo)致混凝土出現(xiàn)干縮裂縫，通常情況下干縮裂縫主要以網(wǎng)狀裂縫為主，即使不會(huì)對(duì)水利工程的運(yùn)行造成影響。但是在實(shí)際的施工過(guò)程中會(huì)對(duì)水利水電工程的混凝土結(jié)構(gòu)的抗壓能力以及抗?jié)B能力造成影響，導(dǎo)致混凝土耐久性嚴(yán)重降低，縮短混凝土的應(yīng)用期限，從而對(duì)水利工程今后的運(yùn)行造成不利影響。

2.2 收縮裂縫

收縮裂縫在實(shí)際的水利水電施工中出現(xiàn)的主要因素在于失水，但是收縮裂縫和干縮裂縫之間存在著本質(zhì)區(qū)別，其中就包括收縮裂縫主要形成在混凝土沒(méi)有完全凝固之前，假如外界風(fēng)力較大或者溫度較高時(shí)，就會(huì)導(dǎo)致混凝土表面的水分大量蒸發(fā)，使得混凝土內(nèi)部由于存在一定的壓力差，從而出現(xiàn)收縮裂縫問(wèn)題。在通常情況下，收縮裂縫在出現(xiàn)過(guò)程中會(huì)出現(xiàn)中間寬兩邊窄的狀態(tài)，容易對(duì)水利水電工程埋下質(zhì)量以及安全隱患。

2.3 溫差裂縫

在進(jìn)行水利水電工程的施工過(guò)程中，由于混凝土內(nèi)外溫度存在一定差異從而導(dǎo)致溫差裂縫的發(fā)生，通常溫差裂縫會(huì)發(fā)生于混凝土的澆筑出去以及養(yǎng)護(hù)過(guò)程中，在這一時(shí)期由于水泥自身水熱化反應(yīng)會(huì)釋放出大量熱量，導(dǎo)致混凝土外部溫度迅速消散。同時(shí)混凝土表面溫度逐漸降低，但是混凝土內(nèi)部溫度由于未充分消散，就會(huì)由于混凝土內(nèi)部以及外部溫度差異較大從而出現(xiàn)開(kāi)裂現(xiàn)象。

3.水利水電施工中混凝土裂縫產(chǎn)生的原因分析

3.1 混凝土內(nèi)外溫度差異較大

在水利水電的施工過(guò)程中，混凝土內(nèi)外溫度差異較大是導(dǎo)致混凝土出現(xiàn)溫度裂縫的主要原因。近些年來(lái)我國(guó)很多專(zhuān)家學(xué)者都對(duì)溫度裂縫這一問(wèn)題進(jìn)行了全面的系統(tǒng)研究，經(jīng)過(guò)研究表明，在水利水電工程中溫度裂縫主要發(fā)生于混凝土的表面，對(duì)水利水電工程的美觀性以及質(zhì)量造成嚴(yán)重影響。混凝土作為水利水電施工的主要材料之一，但是由于混凝土存在水化反應(yīng)，會(huì)導(dǎo)致混凝土的內(nèi)外溫差增。假如在實(shí)際的施工過(guò)程中外界的晝夜溫差較大，在施工過(guò)程中晝夜溫差超過(guò)15℃，會(huì)導(dǎo)致混凝土表面的溫度急速下降，與此同時(shí)混凝土內(nèi)部溫度較高，會(huì)在混凝土表面出現(xiàn)不同程度的收縮，導(dǎo)致混凝土表面產(chǎn)生一定的束縛力，假如這種束縛力超過(guò)混凝土本身的強(qiáng)度時(shí)，導(dǎo)致混凝土表面出現(xiàn)裂縫問(wèn)題。通常溫度裂縫主要發(fā)生在水利施工過(guò)程的中后期，假如在實(shí)際的施工中未對(duì)這一問(wèn)題進(jìn)行科學(xué)合理的處理，導(dǎo)致水中的氯離子和其他物質(zhì)由裂縫進(jìn)入混凝土內(nèi)部，導(dǎo)致對(duì)混凝土的鋼筋造成嚴(yán)重腐蝕，從而對(duì)水利工程混凝土結(jié)構(gòu)的抗?jié)B性以及抗凍性造成嚴(yán)重影響。

3.2 混凝土內(nèi)外水分蒸發(fā)程度不同

在完成混凝土的澆筑過(guò)后還需要進(jìn)行科學(xué)合理的養(yǎng)護(hù)工作，只有這樣才能對(duì)混凝土的成型質(zhì)量進(jìn)行有效保證，假如養(yǎng)護(hù)工作不當(dāng)就會(huì)導(dǎo)致混凝土內(nèi)外水分蒸發(fā)程度不同，從而出現(xiàn)干縮裂縫現(xiàn)象。干縮裂縫現(xiàn)象主要發(fā)生于混凝土養(yǎng)護(hù)結(jié)束了一段時(shí)間內(nèi)，經(jīng)過(guò)研究表明，假如混凝土內(nèi)外結(jié)構(gòu)水分程度蒸發(fā)不同就會(huì)造成混凝土內(nèi)外的凝固速率存在明顯差異，產(chǎn)生一定的應(yīng)力，假如這一應(yīng)力超出混凝土本身的韌性就會(huì)使得混凝土結(jié)構(gòu)出現(xiàn)內(nèi)外形變不一致的現(xiàn)象，從而出現(xiàn)裂縫。通常情況下該裂縫主要出現(xiàn)在混凝土結(jié)構(gòu)的平面部位，假如出現(xiàn)干縮裂縫現(xiàn)象就會(huì)對(duì)混凝土結(jié)構(gòu)的抗?jié)B性以及耐久性造成很大程度的影響，假如在水利工程底部出現(xiàn)干縮裂縫，還會(huì)導(dǎo)致水利工程的混凝土結(jié)構(gòu)的承載力嚴(yán)重降低，嚴(yán)重影響水利水電工程質(zhì)量。

3.3 混凝土存在材料質(zhì)量問(wèn)題

在進(jìn)行混凝土的澆筑過(guò)程中會(huì)使用到多種原材料，假如這些原材料任何一項(xiàng)達(dá)不到國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)或者難以滿足工程的實(shí)際需求，就會(huì)導(dǎo)致混凝土出現(xiàn)裂縫問(wèn)題。其中主要就包括混凝土自身帶有堿性，假如在實(shí)際的混凝土施工過(guò)程中，骨料出現(xiàn)已固定現(xiàn)象，這種現(xiàn)象的產(chǎn)生和混凝土材質(zhì)有著重要關(guān)系，容易導(dǎo)致混凝土出現(xiàn)膨脹問(wèn)題，同時(shí)隨著時(shí)間的不斷推移膨脹減少，從而出現(xiàn)裂縫現(xiàn)象。

3.4 地基發(fā)生不均勻的沉陷現(xiàn)象

假如水利水電工程存在地基不均勻，松軟或者回填不實(shí)的問(wèn)題，就會(huì)使地基出現(xiàn)不同程度的沉降，這一因素也會(huì)導(dǎo)致混凝土結(jié)構(gòu)出現(xiàn)裂縫。在進(jìn)行混凝土的澆筑過(guò)程中假如模板的剛度不足，導(dǎo)致模板支撐底部發(fā)生松動(dòng)時(shí)或者支撐間距過(guò)大時(shí)，也容易出現(xiàn)裂縫問(wèn)題，特別是在進(jìn)行冬季的施工過(guò)程中，假如混凝土模板設(shè)置于凍土上，隨著溫度的不斷升高，凍土化凍后就會(huì)導(dǎo)致模板支撐出現(xiàn)不同程度的沉降，使混凝土結(jié)構(gòu)出現(xiàn)裂縫問(wèn)題。

3.5 設(shè)備操作存在不規(guī)范問(wèn)題

在進(jìn)行水利水電工程的混凝土振搗工作中，假如振搗設(shè)備出現(xiàn)問(wèn)題就會(huì)使混凝土自身結(jié)構(gòu)出現(xiàn)問(wèn)題，其中主要就包括振搗器不靈活以及振搗速度過(guò)快或者過(guò)慢，這些因素就會(huì)導(dǎo)致混凝土內(nèi)部的均勻性以及密性出現(xiàn)問(wèn)題，導(dǎo)致混凝土出現(xiàn)裂縫問(wèn)題對(duì)水利水電工程的質(zhì)量造成嚴(yán)重影響。

4.水利水電施工中混凝土裂縫的防治策略

4.1 對(duì)混凝土的配合比進(jìn)行優(yōu)化

對(duì)混凝土材料的比例進(jìn)行優(yōu)化作為提高混凝土質(zhì)量以及防止混凝土出現(xiàn)裂縫的重要前提之一，這就要求在進(jìn)行水利水電工程的實(shí)際施工過(guò)程中，有關(guān)施工人員需要對(duì)混凝土中各種材料的使用比例進(jìn)行嚴(yán)格把控。其中水泥作為混凝土中的主要原材料，假如在混凝土配合比不合理就容易導(dǎo)致混凝土的振搗過(guò)程中出現(xiàn)小范圍的凝固或者導(dǎo)致送流速度變慢，在進(jìn)行施工過(guò)程中，可以選擇適當(dāng)放入一定的煤粉灰和減水劑，保證混凝土的和易性能得到有效增加，還需要保證混凝土中的材料都能得到充分?jǐn)嚢琛Ｔ谶M(jìn)行混凝土的配比過(guò)程中可以適當(dāng)減少一些水泥和水膠的使用比例，并且要求施工人員在前期多進(jìn)行試拌工作，從而能尋找出合適的比例。其次在進(jìn)行冬夏兩季的施工過(guò)程中，在進(jìn)行攪拌時(shí)很容易導(dǎo)致混凝土內(nèi)部溫差比較大，需要采用加入粉煤灰等多項(xiàng)措施，盡可能地縮小混凝土內(nèi)外的溫差，對(duì)避免混凝土出現(xiàn)裂縫問(wèn)題有著重要作用[1]。

4.2 加大對(duì)原材料采購(gòu)的監(jiān)管力度

混凝土原材料的質(zhì)量也是導(dǎo)致混凝土出現(xiàn)裂縫問(wèn)題的重要原因之一，想要有效對(duì)混凝土裂縫問(wèn)題進(jìn)行防治就需要對(duì)混凝土的原材料進(jìn)行合理選擇，通常情況下水利水電工程的施工人員在進(jìn)行原材料的選擇過(guò)程中必須嚴(yán)格按照有關(guān)規(guī)范以及設(shè)計(jì)要求進(jìn)行選擇，保證按照我國(guó)的有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)選擇原材料，并且按照施工的有關(guān)要求進(jìn)行原材料的調(diào)配，這就會(huì)使混凝土裂縫問(wèn)題發(fā)生概率明顯降低，但是在進(jìn)行實(shí)際的水利水電工程的原材料選購(gòu)中，由于存在很多因素導(dǎo)致施工人員選購(gòu)的原材料不符合相關(guān)規(guī)定，這就要求在進(jìn)行水利水電工程中要加強(qiáng)對(duì)原材料采購(gòu)的監(jiān)督力度，由施工人員協(xié)同采購(gòu)員共同進(jìn)行原材料采購(gòu)，幫助采購(gòu)人員選擇質(zhì)量較高、級(jí)配合理的原材料，這樣就可以對(duì)混凝土的原材料質(zhì)量進(jìn)行更好的控制，有效避免混凝土因?yàn)樵牧蠁?wèn)題出現(xiàn)裂縫現(xiàn)象[2]。

4.3 對(duì)混凝土的溫度進(jìn)行有效控制

內(nèi)外溫度差異過(guò)大也是導(dǎo)致混凝土出現(xiàn)裂縫問(wèn)題的重要原因之一，因此想要對(duì)混凝土裂縫問(wèn)題進(jìn)行防治需要從控制混凝土內(nèi)外溫度差入手。其中主要就包括由于混凝土在進(jìn)行攪拌過(guò)程中由于材料原因會(huì)導(dǎo)致內(nèi)部溫度明顯增加，想要有效控制混凝土內(nèi)外溫度差就需要從混凝土內(nèi)部出發(fā)。假如在條件允許的條件下，可以選擇在大體積混凝土澆筑中預(yù)埋水管，當(dāng)水管被混凝土覆蓋后立即進(jìn)行通水冷卻，這一措施是削弱水泥水化熱溫度升高的有效措施之一，可以保證混凝土內(nèi)外溫度能控制在合適的溫差范圍內(nèi)。在實(shí)際的施工過(guò)程中也可以通過(guò)預(yù)埋溫度傳感器對(duì)混凝土內(nèi)部的溫度進(jìn)行及時(shí)觀察，有效避免在進(jìn)行混凝土的施工過(guò)程中因?yàn)闊o(wú)法監(jiān)管混凝土的內(nèi)部溫度從而使得混凝土出現(xiàn)裂縫問(wèn)題[3]。

4.4 進(jìn)行合理的施工方案設(shè)計(jì)

在進(jìn)行水利水電工程的實(shí)際施工過(guò)程中也可以通過(guò)其他技術(shù)措施有效避免混凝土出現(xiàn)裂縫問(wèn)題，同時(shí)這對(duì)延長(zhǎng)水利水電工程的使用壽命也擁有著重要幫助。由于水利水電工程量較大，要求有關(guān)人員對(duì)每一環(huán)節(jié)的施工質(zhì)量進(jìn)行嚴(yán)格把控，在進(jìn)行其他輔助工具的使用過(guò)程中需要設(shè)計(jì)合理的施工方案，包括在這些實(shí)際的施工過(guò)程中需要根據(jù)施工方案對(duì)施工過(guò)程進(jìn)行調(diào)整，包括在進(jìn)行混凝土的實(shí)際施工過(guò)程中需要對(duì)施工過(guò)程進(jìn)行重點(diǎn)排查，對(duì)容易出現(xiàn)裂縫的部位進(jìn)行重點(diǎn)防護(hù)。在必要情況下可以適當(dāng)增加一些鋼筋，在進(jìn)行鋼筋的選擇過(guò)程中要盡量選擇直徑和間距較小的鋼筋，這樣才能避免破壞原有的鋼筋比率，在不影響水利水電工程后續(xù)使用的基礎(chǔ)上有效降低裂縫問(wèn)題的發(fā)生概率[4]。

4.5 做好養(yǎng)護(hù)工作有效保證混凝土質(zhì)量

在進(jìn)行混凝土的施工過(guò)程中還需要做好養(yǎng)護(hù)工作，假如養(yǎng)護(hù)工作出現(xiàn)問(wèn)題就容易導(dǎo)致混凝土出現(xiàn)裂縫。這就需要保證養(yǎng)護(hù)工作不能流于表面，對(duì)混凝土材料進(jìn)行深層養(yǎng)護(hù)，要求在進(jìn)行養(yǎng)護(hù)工作中要做好混凝土的保溫以及保濕工作，保證混凝土能達(dá)到飽和程度，充分發(fā)揮混凝土的重要作用，為混凝土的韌性以及質(zhì)量提供有效保證。要求在進(jìn)行養(yǎng)護(hù)工作中需要安排專(zhuān)門(mén)人員進(jìn)行養(yǎng)護(hù)工作，假如混凝土澆筑體積較大時(shí)就需要再用蓄水養(yǎng)護(hù)或者流水養(yǎng)護(hù)，整體的養(yǎng)護(hù)時(shí)間要大于20d，這樣才能有效保證整體的養(yǎng)護(hù)質(zhì)量。假如一旦出現(xiàn)養(yǎng)護(hù)問(wèn)題就需要追根溯源，找到質(zhì)量問(wèn)題的原因所在，并且進(jìn)行實(shí)際的養(yǎng)護(hù)工作中要加強(qiáng)工作培訓(xùn)，保證每一位工作人員都能充分認(rèn)識(shí)到混凝土養(yǎng)護(hù)工作的重要作用[5]。

4.6 采用有效的裂縫修補(bǔ)技術(shù)

在進(jìn)行水利水電施工過(guò)程中由于應(yīng)用了大量的混凝土，由于混凝土的水化反應(yīng)特性所以導(dǎo)致混凝土裂縫問(wèn)題很難得到根本消除，要求在進(jìn)行水利水電工程中，需要采取有效的裂縫修復(fù)技術(shù)對(duì)超過(guò)規(guī)定允許的裂縫進(jìn)行全面修復(fù)，有效保證混凝土結(jié)構(gòu)的質(zhì)量。通常裂縫修補(bǔ)技術(shù)主要可以分為以下3種，第一種就是表面修補(bǔ)技術(shù)，這項(xiàng)技術(shù)比較適用于裂縫寬度小于0.3mm的裂縫修補(bǔ)工作，通常選擇的涂料為環(huán)氧膠泥、油漆或者瀝青等防腐材料。第二種就是灌漿修補(bǔ)技術(shù)，這項(xiàng)技術(shù)在實(shí)際的應(yīng)用過(guò)程中通過(guò)相應(yīng)的壓力設(shè)備將填充材料壓入裂縫之內(nèi)，等到所有材料硬化之后就可以和原有的混凝土結(jié)構(gòu)形成統(tǒng)一的整體，達(dá)到修補(bǔ)裂縫的目的。第三種方法就是加固修補(bǔ)法，這種方法主要通過(guò)在混凝土構(gòu)架的角部外包型鋼以及粘貼鋼板等方式對(duì)混凝土裂縫進(jìn)行修復(fù)，這項(xiàng)技術(shù)主要應(yīng)用于對(duì)混凝土構(gòu)件性能有影響的裂縫修復(fù)工作，有效保障混凝土的構(gòu)件質(zhì)量[6]。

5.結(jié)語(yǔ)

在進(jìn)行水利水電工程的施工過(guò)程中，混凝土出現(xiàn)裂縫問(wèn)題會(huì)對(duì)整體的施工帶來(lái)嚴(yán)重危害，因此這些年的這一問(wèn)題受到了社會(huì)以及人們的廣泛關(guān)注，為了有效防止混凝土裂縫問(wèn)題，在進(jìn)行混凝土的施工中要對(duì)混凝土的溫度進(jìn)行有效控制，充分考慮混凝土配合比的影響，還需要加強(qiáng)對(duì)原材料的質(zhì)量控制以及做好養(yǎng)護(hù)工作，才能有效降低裂縫問(wèn)題的發(fā)生概率，還需要采取針對(duì)性的裂縫修補(bǔ)技術(shù)提高整體的防治效果，有效保證水利水電工程質(zhì)量。