水工建筑物混凝土裂縫成因與預防處理

盧平輝

惠州市水電建筑工程有限公司 廣東 惠州 516100

水工建筑物的運行管理方法較為特殊，非常容易受到環(huán)境、水文因素的影響，造成混凝土材料出現(xiàn)裂縫，直接影響水工建筑物的承載力。所以，水工建筑物施工管理人員必須要采取有效措施進行優(yōu)化，降低混凝土裂縫的影響，保障水工建筑物使用壽命。除此之外，管理人員還要用多元化控制方法，不斷提升混凝土材料功能。

1 水工建筑物混凝土裂縫的影響因素

1.1 混凝土結(jié)構(gòu)變形

水泥、沙石、水等材料是混凝土原料，其具有較大的硬度，主要特性與材料的配比有關。在混凝土的硬化過程中，大量的水分會揮發(fā)，使其體積不斷減小，從而產(chǎn)生變形等問題[1]。由于周邊環(huán)境的作用，混凝土受到墻體和內(nèi)部鋼筋等的限制作用而產(chǎn)生拉應力，而一旦拉應力超出了混凝土的承載力，就會產(chǎn)生開裂。

1.2 溫度因素導致的裂縫

在實際施工中，溫度是影響水工建筑物混凝土施工質(zhì)量的重要原因。溫度裂縫是一種普遍存在的裂縫。由于混凝土的硬化速度很快，會產(chǎn)生水熱化作用，因此，若不能在施工中對其進行適當?shù)睦鋮s，將會引起混凝土內(nèi)外溫差的變化，從而應為溫差過大出現(xiàn)裂縫。另外，在澆筑混凝土以后，由于水熱化作用會使表面的溫度升高，如果體積太大，就不可能將散失的水熱化到一定程度，從而引起一定程度的溫度變化，造成混凝土的內(nèi)部張力，從而出現(xiàn)裂縫。

1.3 施工及養(yǎng)護不合理

在實際工程中，若沒有按照規(guī)范的程序和質(zhì)量規(guī)范進行現(xiàn)場澆筑，將會造成工程的整體質(zhì)量下降，乃至出現(xiàn)裂縫等問題。在拆模過程中，若混凝土硬度未滿足規(guī)定承載要求而過早地將其拆掉，也很可能造成荷載裂縫；許多施工公司為了獲得更高的經(jīng)濟效益，在沒有對混凝土結(jié)構(gòu)進行強度測試的情況下，擅自拆模，造成了承載量過大而出現(xiàn)裂縫等問題[2]。此外，建筑公司工程管理不到位、技術水平不高等問題也是在工程建設中普遍存在的問題，不能保證施工技術和工程質(zhì)量。建筑材料是導致目前混凝土表面開裂的一個重要原因，若不能對原料和添加劑進行嚴格的控制，將會對其強度產(chǎn)生不利作用。另外，在澆筑完畢后，應對其進行保溫、保濕等有效養(yǎng)護，養(yǎng)護期為7天。然而，目前許多施工企業(yè)都為了追趕施工進度，對后期的維護工作也沒有足夠的關注，造成了混凝土結(jié)構(gòu)表層的水分快速揮發(fā)，以及內(nèi)外部溫度變化大，在后期會產(chǎn)生各種程度的開裂問題。因此，在減少鋼筋混凝土裂縫方面，維護工作也是至關重要的。

1.4 施工過程不當造成混凝土裂縫

工程建設中常見的問題有：混凝土比例不合理、技術選用不合理、施工方案不科學、不規(guī)范、施工工人的工作失誤等。如果在施工過程中，模板墊層比較干，會增加吸水量，容易導致混凝土塑性和收縮，從而導致混凝土開裂。當混凝土澆筑完成后，如果過度抹干或者壓光，就會導致細骨料懸浮于表面，出現(xiàn)水泥砂漿，水泥砂漿含量高時，氫氧化鈣就會發(fā)生化學反應，從而導致混凝土表面開裂。混凝土的密實度降低會對混凝土的整體性能造成一定的不利影響。而且，如果混凝土中出現(xiàn)了大量的泡沫，或者是鋼筋出現(xiàn)了過度的振動，那么鋼筋和混凝土之間的結(jié)合度就會受到很大的阻礙，而且，鋼筋的位置和裂縫的出現(xiàn)也會導致混凝土的斷裂[3]。

1.5 混凝土選材和質(zhì)量問題

（1）在施工過程中，混凝土是一種很常用的材料，但是有些施工企業(yè)為了降低工程造價，會簡化對混凝土的材質(zhì)和質(zhì)量的檢驗工作。這樣，在施工期間，這些不合格的建材就會被用于施工，偷工減料，不但有可能會導致混凝土開裂，而且還對建筑工程的質(zhì)量造成很大的影響。

（2）在建筑施工中，由于混凝土的選用不合理，導致在施工中出現(xiàn)一些化學反應和物理反應，這些反應與混凝土的機械防水及抗壓特性密切相關。在此基礎上，不斷增加各種類型的混凝，可以保證能夠更好地適應施工要求。混凝土攪拌的程度、操作方法、和易性等各方面都存在著很大的差別，因此在施工中必須要選用合適的混凝土原料，但是有些施工人員為了縮短工期，在混凝土的選用上往往會比較隨意，導致混凝土的性能和使用年限受到影響，從而出現(xiàn)混凝土結(jié)構(gòu)裂縫等問題[4]。

1.6 自然環(huán)境和地形特點的影響

在建筑施工中，空氣含水量、季節(jié)溫差、地基變化等都與混凝土裂縫問題密切相關，施工設計將會對混凝土的穩(wěn)定性產(chǎn)生很大的影響。混凝土建筑物的施工工藝較為繁瑣，其施工條件及自然環(huán)境對施工質(zhì)量有很大的影響。為了避免出現(xiàn)混凝土結(jié)構(gòu)干燥收縮問題，施工單位要認真研究場地的地質(zhì)特征，全面地分析環(huán)境因素對結(jié)構(gòu)的影響，避免混凝土結(jié)構(gòu)受自然環(huán)境及地質(zhì)環(huán)境的破壞。

2 水工建筑物混凝土裂縫類型

目前，較為常見的水工建筑物混凝土裂縫類型主要包括以下幾個：

2.1 超載裂縫

混凝土結(jié)構(gòu)在超載情況下，有可能會出現(xiàn)變形、失穩(wěn)以及疲勞等情況，出現(xiàn)一系列裂縫，超載裂縫通常會出現(xiàn)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[5]。

2.2 收縮裂縫

水工建筑物施工過程中，如果混凝土水化熱或者外界溫度變化比較大，很有可能會導致混凝土收縮，會表現(xiàn)出條狀，還有可能會出現(xiàn)交叉裂縫。在混凝土結(jié)構(gòu)的變截面會出現(xiàn)收縮裂縫，破壞混凝土梁結(jié)構(gòu)、板結(jié)構(gòu)以及柱結(jié)構(gòu)構(gòu)件。

2.3 沉降裂縫

水工建筑物受到施工環(huán)境的影響，如果地基出現(xiàn)差異化沉降，或者構(gòu)件不合理，很有可能會導致混凝土出現(xiàn)裂縫，填土地基、樁基沉降不均勻，同樣會導致混凝土出現(xiàn)沉降裂縫。

2.4 疏松裂縫

混凝土在澆筑過程中，必須要有科學合理的質(zhì)量控制體系，如果在下料過程中不均勻，很有可能會導致混凝土材料出現(xiàn)離析、過振等，會導致出現(xiàn)疏松裂縫。

2.5 龜裂裂縫

施工階段對混凝土材料的質(zhì)量管理不到位，配料環(huán)節(jié)、澆筑環(huán)節(jié)、養(yǎng)護環(huán)節(jié)的操作不當就會引發(fā)龜殼狀或者是散射狀裂縫，混凝土裂縫程度如圖1所示。

3 水工建筑物施工過程中預防混凝土出現(xiàn)裂縫措施

3.1 優(yōu)化混凝土的配置比例

混凝土施工技術受到歡迎的主要原因是混凝土材料的優(yōu)越性，在實際施工過程中對混凝土的配置進行優(yōu)化，可以提高混凝土施工質(zhì)量水平。為了提高混凝土配置，要對原材料進行分析，充分了解每種材料在混凝土中的作用，對混凝土材料性能進行升級，提升原材料質(zhì)量[6]。要將實驗室檢驗結(jié)果與計算結(jié)果進行比較，在實驗過程中不斷調(diào)整混凝土中各材料的配置比例，力求在實驗中找到最佳配置比例，滿足施工要求。在生產(chǎn)混凝土過程中，必須要選擇性能良好的攪拌機和檢測儀器，確保實驗結(jié)果的可靠性和準確性，保證最終混凝土配置結(jié)果真實可靠。

3.2 混凝土澆筑技術應用要點

在水工建筑物施工過程中，混凝土澆筑技術非常重要，必須要提高澆筑技術，才能讓混凝土在水工建筑物中充分發(fā)揮作用，從多種角度對混凝土澆筑技術進行提升，保證水工建筑物施工質(zhì)量[7]。首先，要對混凝土原材料質(zhì)量和施工工藝進行提升，水工建筑物要指派專業(yè)人員對原材料質(zhì)量進行檢驗，保證能夠符合混凝土澆筑施工相關要求。施工人員在施工過程中，要注重對施工工具的檢查，做好施工設備維修工作，根據(jù)設計圖紙進行施工，保證混凝土澆筑質(zhì)量。其次，混凝土澆筑技術應用過程中，必須要嚴格遵守科學合理的原則，配置合適的混凝土比例，把控原材料添加順序、攪拌時間等，從各環(huán)節(jié)把握混凝土澆筑技術。施工人員要檢查混凝土模板、鋼筋預埋件有無變形情況，以此為標準評估混凝土澆筑技術是否符合相關要求，要應用正確的澆筑方式，根據(jù)實際情況考察工程施工條件，應用多種混凝土澆筑方式，保證施工質(zhì)量。最后，做好混凝土澆筑技術相關養(yǎng)護工作。混凝土澆筑工作完成后，并不是就完成了施工，還需要充足的技術作為養(yǎng)護工作的指導，保證混凝土澆筑施工的質(zhì)量[8]。充分掌握混凝土養(yǎng)護技術，可以對不同凝固程度的混凝土，應用相應的措施提升性能，保障應用效果，例如：在12小時之后，用水對混凝土進行養(yǎng)護，若發(fā)現(xiàn)硬度或者彈性不足，要在澆筑完成后立即噴水。

3.3 提升技術監(jiān)督力度

混凝土施工過程中，要保證施工質(zhì)量，加大技術監(jiān)督力度，避免由于技術的誤用導致施工質(zhì)量受到影響。例如，在對技術開展監(jiān)督環(huán)節(jié)中，需要重視多各種數(shù)據(jù)信息以及參數(shù)的觀察，這樣不但可以提高技術實操能力，還可以將誤差降到最低。加之，在對技術進行監(jiān)督的過程中，需要及時發(fā)現(xiàn)問題，挖掘潛在風險，這都需要運用針對性技術開展。就現(xiàn)階段來講，該種技術發(fā)展與運用已然處于關鍵階段，若是技術監(jiān)督存在缺失，就會導致工程施工存在較大的安全隱患，導致工程穩(wěn)定性與安全性受到威脅。

3.4 重視管理工作

3.4.1 材料管理

在材料采購中進行多方對比，最終選擇合適的材料。同時施工材料運輸?shù)绞┕がF(xiàn)場時，也應該對材料進行二次復檢，確定材料質(zhì)量問題（如表2所示）。除此之外，施工現(xiàn)場材料管理中，也需要做好日常監(jiān)督管理，防止材料出現(xiàn)質(zhì)量變異問題，尤其是對于水泥的保管更需要注重管理方法選擇。

表2 材料管理流程圖

3.4.2 技術管理

混凝土施工技術與工程施工的關系是比較大的，水工建筑物施工管理中，應該針對技術管理作出全面地分析。首先，在技術管理中，應該制定完善的技術進場管理機制，結(jié)合工程施工管理需求，對水工建筑物施工管理技術區(qū)分，這樣才能在后續(xù)的工程管理中，提高工程管理質(zhì)量[9]。其次，在技術應用中，應該強化技術的適用性，尤其是在水工建筑物施工管理中，更應該作出全面的分析，夯實地基施工技術應用水平，確保地基施工質(zhì)量，從而為整個工程施工管理的質(zhì)量提升奠定基礎。加之，還需要對施工質(zhì)量進行管理。質(zhì)量管理顧名思義就是整個工程建設的質(zhì)量問題管理，在水工建筑物施工管理要點控制中，應該就質(zhì)量管理作出分析，制定質(zhì)量監(jiān)督管理方案，幫助工程完善各項管理制度。質(zhì)量管理中，應該遵循國家水工建筑物施工管理中的相關標準，只有工程質(zhì)量管理得到了保障，這樣才能全面提升工程管理能力，為工程自身管理的安全性提升奠定基礎。

3.5 增強對于水灰比的控制，保障充足的水泥用量

施工人員要控制材料添加比例，添加水的過程中要注意水量不要過大，否則會導致混凝土塌落度較大，如果水泥太過稀松，那么會影響混凝土施工質(zhì)量。在此過程中，要合理選用不同類型的混凝土，在市場上，混凝土質(zhì)量是不一樣的，為了保證施工的安全性，必須選用合格的產(chǎn)品[10]。砂石和硅粉的選用必須符合要求，采用有效的活性礦物輔助料可以避免物料配比出現(xiàn)問題。在施工的時候，施工人員要保證攪拌的均勻性和致密性，并且要加強養(yǎng)護，提高混凝土的密實度，保證混凝土施工質(zhì)量，保證施工期間不會出現(xiàn)混凝土質(zhì)量的問題。

4 結(jié)束語

在水工建筑物施工建設過程中，混凝土是必不可少的重要材料，混凝土施工技術是一項重要的技術工藝，混凝土技術的好壞直接關系到水工建筑物的使用，它還與地區(qū)的社會經(jīng)濟發(fā)展密切相關。為此，必須以水工建筑物的質(zhì)量標準為依據(jù)，加強對混凝土原料的質(zhì)量檢驗，確保整個混凝土施工的標準性和穩(wěn)定性，從而提高混凝土的整體施工質(zhì)量和效率。