試論水利施工中混凝土裂縫產(chǎn)生的原因及防治

【摘要】水利工程施工中，混凝土開裂會使混凝土內(nèi)部的鋼筋材料產(chǎn)生腐蝕，降低鋼筋砼結(jié)構(gòu)的承載力、耐久性和使用壽命。應(yīng)對混凝土的裂縫產(chǎn)生原因進行仔細分析，并在施工中采取有針對性的措施來預(yù)防裂縫的出現(xiàn)，保證建筑物的使用安全。

【關(guān)鍵詞】水利工程；混凝土；裂縫；原因；防治

1、水利施工中混凝土裂縫產(chǎn)生的原因

1.1 收縮裂縫。收縮裂縫可分為：①混凝土的泌水作用。振搗不密實的混凝土，其內(nèi)部水分的溢出會受到大骨料的阻滯，在骨料周圍形成水囊，當混凝土干燥后，造成深部的微裂縫，其微裂縫存在于水泥漿和骨料的結(jié)合面上，即所謂的“結(jié)合縫”，結(jié)合縫同時可由水泥漿的收縮產(chǎn)生。②水泥漿的收縮。水泥漿在硬化的過程中，水分的蒸發(fā)使混凝土產(chǎn)生塑性收縮，由于砂漿的收縮受到骨料的限制，導(dǎo)致在結(jié)合面上產(chǎn)生為裂縫。同時，混凝土中的水分不斷蒸發(fā)，孔隙水中的毛細管表面張力產(chǎn)生變化，將使毛細管收縮出現(xiàn)裂縫。③水分的溢出?；炷恋母煽s主要是由混凝土中水分的變化而引起的，當混凝土長期在水中硬化時，會產(chǎn)生微小的膨脹；當混凝土在空氣中硬化時，混凝土中的水分會逐漸溢出蒸發(fā)，使水泥石中的凝膠體逐漸干燥而產(chǎn)生收縮，從而引起混凝土的干縮裂縫，混凝土用水量的大小是決定干縮大小的最主要因素，混凝土的水灰比越大，干縮率越大。另外，水泥的品牌、細度、混凝土的收熱過程以及摻合料對混凝土的收縮產(chǎn)生的裂縫均有影響。

1.2 溫度裂縫?；炷僚c其它材料一樣，也具有熱脹冷縮的性質(zhì)。在混凝土初凝階段，會產(chǎn)生水化熱，使混凝土的溫度升高，當溫度降低時便會收縮，這種收縮達到一定程度或受到一定的約束。

在混凝土內(nèi)外部溫差較大，混凝土內(nèi)部產(chǎn)生膨脹外部收縮，使混凝土的形變超過極限引起裂縫。如果混凝土體積過大，使混凝土的絕熱度與澆灌的溫度差超過25℃以上會引發(fā)外約束的裂縫。因此在南水北調(diào)倒虹吸工程施工時為了避免出現(xiàn)類似的情況，將大體積的混凝土澆筑改在夜間施工。特別是水利工程中的倒虹吸重力壩在澆筑時都采用循環(huán)水、冷凍混凝土骨料攪拌、分塊澆筑等方法來避免出現(xiàn)大的混凝土內(nèi)外溫差。

1.3 沉降裂縫。即因地基差異沉降或構(gòu)件結(jié)合不良、剪應(yīng)力超過設(shè)計強度而產(chǎn)生的一種混凝土裂縫，多見于填土地基、樁基沉降不均勻的各種基礎(chǔ)與墻體。這種裂縫一般與地面垂直，或成300～450角方向發(fā)展，裂縫寬度往往有一定的錯位，寬度與沉降值成比例。沉降裂縫危害極大，并且很難處理。因此在設(shè)計上必須采取有效措施，在先期探測、施工和使用過程中要加強觀測和巡視。

2、水工混凝土裂縫的防治措施

2.1 優(yōu)化混凝土的設(shè)計及水泥配合比

采集原材料進行試拌，盡可能地減少水泥用量，添加I級粉煤灰，將水膠比控制在規(guī)范允許的范圍內(nèi)，粗骨料采用二級配。摻入適量的粉煤灰對改善混凝土的和易性、降低溫升、減少收縮、提高抗侵蝕具有良好的作用。在構(gòu)件截面允許、配筋率不變而且在澆筑方便的情況下，鋼筋直徑越細、間距越間距越小則對預(yù)防開裂越有利。在裂縫易發(fā)生部位如孔洞周圍以及轉(zhuǎn)角處布置一些斜筋，從而讓鋼筋代替混凝土承擔拉應(yīng)力，這樣可以有效的控制裂縫的發(fā)展。為了避免裂縫的出現(xiàn)，在設(shè)計中利用中低強度底水泥充分利用混凝土的后期強度。在工程結(jié)構(gòu)設(shè)計中要特別注意降低結(jié)構(gòu)的約束度。對于混凝土中鋼筋保護層的厚度應(yīng)當盡量取較小值，因為保護層的厚度愈大愈容易發(fā)生裂縫。

2.2 加強混凝土養(yǎng)護

養(yǎng)護方面，混凝土的保養(yǎng)不僅是為了預(yù)防初期產(chǎn)生裂縫，還能促進混凝土后期的穩(wěn)定，保障其承壓能力和強韌度。關(guān)鍵是設(shè)法使混凝土溫度慢慢下降到接近外界氣溫，縮小降溫過程的溫差。以便減小溫度應(yīng)力，盡量防止裂縫的產(chǎn)生。常規(guī)的養(yǎng)護方法是噴水，對一般的混凝土結(jié)構(gòu)，減少表面收縮，防止龜裂是可行的。大體積混凝土由于塊體內(nèi)外溫度不一致，強度增長不同，常常是在強度增長慢的表面開裂，其養(yǎng)護就不能只滿足于常規(guī)方法。具體說，盡量晚拆模，在混凝土拆模后要掛草簾或鋪草澆水，以便養(yǎng)護保濕，養(yǎng)護期應(yīng)以混凝土強度增長最快的階段為準，即7～28d。

2.3 避免混凝土基礎(chǔ)不均勻沉降

解決方法有減輕結(jié)構(gòu)的重量，合理安排施工的工序，改善混凝土結(jié)構(gòu)等。如果只簡單的依靠減輕結(jié)構(gòu)重量來控制沉降，只會使整個結(jié)構(gòu)的自身重量加大，穩(wěn)定性不強，會加重不均勻的沉降。在工程實踐中，應(yīng)以抵抗不均勻沉降為主要保護措施。

2.4 收縮裂縫的預(yù)防措施

首先是要選擇合適的材料，一般選用干縮值較小、強度好的硅酸鹽或普通硅酸鹽水泥。嚴格控制水灰比例，摻加高效減水劑來增加混凝土的強度，減少水和水泥的分量。在澆注混凝土之前，將基層和模板澆水均勻濕透。要及時在混凝土的表面覆蓋一層薄膜，保證混凝土的濕度，或者在混凝土表面噴灑養(yǎng)護劑等進行養(yǎng)護。如果在高溫和大風天氣施工的話，設(shè)置防風和遮陽的設(shè)施，積極保護混凝土結(jié)構(gòu)。

2.5 沉陷裂縫的預(yù)防措施

要保證地基的穩(wěn)定，對松軟土的地質(zhì)結(jié)構(gòu)在施工前要進行必要的夯實和加固。要保證模板有足夠的強度和剛度，有較強的支撐力，保證地基的受力均勻?；炷猎跐沧⒌倪^程中不能被水浸泡，模板的拆除要控制在一定的時間以內(nèi)，還要注意拆模的先后順序。在凍土上搭設(shè)模板時要注意采取一定的預(yù)防措施。

2.6 施工質(zhì)量管理措施

施工質(zhì)量方面，由于施工質(zhì)量原因而產(chǎn)生的裂縫發(fā)生率很高，如果在施工階段控制住了裂縫，則在使用階段開裂的可能性也就小了。因此，施工階段是裂縫預(yù)防的主要階段，在施工階段要注意以下幾個問題：砼要有合適的配合比，選擇合適的配合比，不僅要滿足強度的要求、施工要求，還要考慮從防止產(chǎn)生裂縫的需要出發(fā)。要建立技術(shù)交底責任制，并加強施工質(zhì)量檢驗、監(jiān)督和管理，從而提高質(zhì)量；嚴格依照施工技術(shù)規(guī)范及質(zhì)量標準進行檢驗，建立健全質(zhì)量檢測機構(gòu)和檢驗制度。在全面質(zhì)量管理中，質(zhì)量和全部管理目標的實現(xiàn)有關(guān)，它把過去的以事后檢驗和把關(guān)為主轉(zhuǎn)變?yōu)橐灶A(yù)防為主；從過去的就事論事、分散管理，轉(zhuǎn)變?yōu)橐韵到y(tǒng)的觀點為指導(dǎo)進行全面的綜合治理，突出以質(zhì)量為中心，圍繞質(zhì)量開展全員的工作，從而提高工程質(zhì)量。

3、結(jié)束語

混凝土產(chǎn)生裂縫的原因是多方面的，如荷載引起的應(yīng)力裂縫、有地基沉降不均引起的沉降裂、溫差或溫度變化引起的溫度裂縫，養(yǎng)護不善引起的收縮裂縫等。為防止混凝土產(chǎn)生裂縫，必須從配合比設(shè)計、施工質(zhì)量控制、混凝土溫度控制、混凝土養(yǎng)護等方面采取系統(tǒng)措施。

參考文獻：

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