水利施工中的混凝土裂縫的原因及防治措施

郭利 祁愛芳 李曉峰

摘 要：水利工程施工過(guò)程中混凝土裂縫是比較常見的現(xiàn)象，導(dǎo)致混凝土裂縫出現(xiàn)的原因諸多，必須要積極地結(jié)合先進(jìn)的科學(xué)技術(shù)不斷地完善和創(chuàng)新防治措施，才能夠從根本上保證水利工程的質(zhì)量和安全。本文主要講述了水利施工過(guò)程中的混凝土裂縫類型，產(chǎn)生裂縫的主要原因以及相應(yīng)的防治措施。

關(guān)鍵詞：水利工程；裂縫；防治措施

中圖分類號(hào)：TV43 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A

混凝土材料是整個(gè)水利工程中最主要的原材料，其質(zhì)量及施工效果對(duì)整個(gè)水利工程質(zhì)量及后期使用效果產(chǎn)生了直接影響，混凝土材料極其容易受到施工工藝、施工現(xiàn)場(chǎng)周圍環(huán)境以及施工現(xiàn)場(chǎng)溫度等多種因素的影響，在實(shí)際施工中極其容易產(chǎn)生裂縫問(wèn)題，從而造成水利工程出現(xiàn)防水性的問(wèn)題，甚至威脅到水利工程的使用質(zhì)量及使用安全性。隨著對(duì)混凝土裂縫的研究，充分地意識(shí)到施工過(guò)程中裂縫出現(xiàn)的原因，才能夠有針對(duì)性地開展防治措施，必須將裂縫控制在一定的范圍內(nèi)，才能夠保證水利工程的質(zhì)量和安全。

1 水利施工中的混凝土裂縫類型

1.1 干縮裂縫

干縮裂縫往往會(huì)出現(xiàn)在混凝土構(gòu)件養(yǎng)護(hù)完成之后的15d內(nèi)，出現(xiàn)干縮裂縫的主要原因就是因?yàn)榛炷琉B(yǎng)護(hù)不合理以及外部自然環(huán)境出現(xiàn)了較大的變化，從而導(dǎo)致混凝土出現(xiàn)了失水干縮的現(xiàn)象，一旦干縮應(yīng)力超過(guò)了內(nèi)部的抗拉應(yīng)力就會(huì)出現(xiàn)干縮裂縫。一般情況下，干縮裂縫往往會(huì)出現(xiàn)網(wǎng)狀等細(xì)小裂紋，雖然不會(huì)影響到水利工程的正常運(yùn)行，但是會(huì)降低混凝土結(jié)構(gòu)的抗壓能力和抗?jié)B能力，從根本上減少混凝土的耐久性以及使用壽命，影響到水利工程后期的安全運(yùn)行。

1.2 塑性收縮裂縫

塑性收縮裂縫發(fā)生的主要原因就是失水，與干縮裂縫相比具有一定的差異，其主要發(fā)生在混凝土沒有完全凝固之前，如果外界本身的風(fēng)比較大或者氣溫比較高的時(shí)候，混凝土表面的水分就會(huì)快速蒸發(fā)，從而促使混凝土內(nèi)部出現(xiàn)較大的壓力差，從而會(huì)產(chǎn)生塑性裂縫，一般塑性收縮裂縫主要就是中間寬兩邊窄，會(huì)給水利工程埋下質(zhì)量和安全隱患。

1.3 沉陷裂縫

水利工程在進(jìn)行施工的時(shí)候往往會(huì)出現(xiàn)軟土地基，如果沒有及時(shí)地對(duì)軟土地基進(jìn)行加固處理，就會(huì)導(dǎo)致水利工程出現(xiàn)不均勻的沉降現(xiàn)象，也會(huì)因?yàn)槠渌蚨l(fā)生地基不均勻的沉降，進(jìn)而會(huì)導(dǎo)致混凝土結(jié)構(gòu)出現(xiàn)沉陷裂縫。裂縫出現(xiàn)的時(shí)候往往在施工過(guò)程中和水工運(yùn)行過(guò)程中，沉降裂縫往往就是貫穿性裂縫，會(huì)受到地基沉陷程度和走向的影響，如果地基出現(xiàn)沉降之后沒有變形，就能夠有效限制沉陷裂縫的發(fā)展，如果沉陷裂縫不斷變大，就會(huì)對(duì)水利工程混凝土結(jié)構(gòu)帶來(lái)較大的質(zhì)量隱患。

1.4 溫差裂縫

由于混凝土內(nèi)外溫度存在著較大的差異，進(jìn)而會(huì)導(dǎo)致裂縫的現(xiàn)象發(fā)生，溫差裂縫往往會(huì)發(fā)生在混凝土澆筑初期以及養(yǎng)護(hù)過(guò)程中，主要就是因?yàn)樗啾旧淼乃療岱磻?yīng)能夠釋放出大量的熱量，混凝土外部的熱量快速排除，從而降低了表面溫度，但是內(nèi)部熱量往往不會(huì)輕易散發(fā)，進(jìn)而就會(huì)導(dǎo)致內(nèi)外存在著較大的溫差，產(chǎn)生相應(yīng)的裂縫，在大壩施工和分洪閘施工過(guò)程中出現(xiàn)溫差裂縫。

2 水利施工中混凝土產(chǎn)生裂縫的原因

2.1 溫度變化導(dǎo)致的混凝土裂縫

一般情況下，物質(zhì)本身都會(huì)具有熱脹冷縮的性能，混凝土本身也會(huì)存在著熱脹冷縮的性質(zhì)，外界環(huán)境溫度和混凝土結(jié)構(gòu)內(nèi)部溫度出現(xiàn)變化的時(shí)候，就會(huì)導(dǎo)致混凝土內(nèi)外存在著較大的溫差，從而會(huì)導(dǎo)致混凝土結(jié)構(gòu)內(nèi)外的熱脹冷縮的程度不一致，進(jìn)而會(huì)產(chǎn)生相應(yīng)的拉應(yīng)力，如果拉應(yīng)力超多，混凝土結(jié)構(gòu)抗拉強(qiáng)度大的時(shí)候就會(huì)出現(xiàn)裂縫，另外，水泥水化反應(yīng)會(huì)出現(xiàn)大量的熱，溫差超過(guò)25℃的時(shí)候就會(huì)出現(xiàn)溫度應(yīng)力，從而導(dǎo)致混凝土結(jié)構(gòu)出現(xiàn)溫差裂縫。

2.2 收縮現(xiàn)象導(dǎo)致的混凝土裂縫

水利工程在進(jìn)行實(shí)際施工的時(shí)候，大部分混凝土裂縫主要就是因?yàn)榛炷潦湛s導(dǎo)致，混凝土在進(jìn)行收縮的時(shí)候，干縮和塑性收縮是導(dǎo)致混凝土出現(xiàn)裂縫的主要原因。根據(jù)多年來(lái)的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)表明，混凝土收縮裂縫的主要特點(diǎn)就是裂縫往往會(huì)出現(xiàn)在表面，寬度比較小，往往呈現(xiàn)縱橫交錯(cuò)的形態(tài)，并沒有相應(yīng)的規(guī)律，影響裂縫的主要因素包括了砂子規(guī)格、強(qiáng)度等級(jí)以及水泥品種等諸多措施。

2.3 外荷載導(dǎo)致的混凝土裂縫

水利工程在進(jìn)行施工的時(shí)候往往會(huì)存在外荷載作用，主要包括了靜荷載以及動(dòng)荷載等應(yīng)力，進(jìn)而會(huì)出現(xiàn)混凝土裂縫，其本身具有一定的特點(diǎn)，比如發(fā)育不均勻以及形態(tài)多元化等諸多特點(diǎn)，主要裂縫包括直接應(yīng)力裂縫和次應(yīng)力裂縫，直接應(yīng)力裂縫主要就是因?yàn)橥夂奢d的直接應(yīng)力作用而出現(xiàn)的裂縫，次應(yīng)力裂縫主要就是因?yàn)榻Y(jié)構(gòu)次應(yīng)力作用出現(xiàn)的裂縫。除此之外，因?yàn)槲覈?guó)水利工程施工水平得到了極大的進(jìn)步與發(fā)展，工程施工地形日趨復(fù)雜且施工范圍也越來(lái)越廣，很多工程施工單位因?yàn)槿狈Y金，并沒有在工程施工之前詳細(xì)地進(jìn)行施工地點(diǎn)的地形及地質(zhì)勘查工作，造成了施工單位缺乏工程周邊環(huán)境及當(dāng)?shù)氐牡匦钨Y料。

3 水利施工中防治混凝土產(chǎn)生裂縫的有效措施

3.1 合理、科學(xué)的設(shè)計(jì)混凝土的配合比

通過(guò)混合混凝土材料使用的時(shí)候，必須要充分地發(fā)揮出混凝土本身的特性，從而才能夠在滿足設(shè)計(jì)要求的基礎(chǔ)上不斷地減少用水量，必須要嚴(yán)格地按照相關(guān)規(guī)定和標(biāo)準(zhǔn)控制砂率、水膠以及坍落度等，混凝土中應(yīng)該適當(dāng)?shù)卦黾痈叻勖夯?，?yán)格地根據(jù)設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行配置，從而才能夠保證混凝土質(zhì)量滿足設(shè)計(jì)的要求，具有高強(qiáng)度以及低熱度等諸多特點(diǎn)，所以在進(jìn)行施工的時(shí)候應(yīng)該結(jié)合混凝土配比進(jìn)行嚴(yán)格的配比，準(zhǔn)確地進(jìn)行計(jì)量，做好相應(yīng)的抽查工作。

3.2 加強(qiáng)對(duì)混凝土施工過(guò)程的控制

混凝土在進(jìn)行二次振搗的時(shí)候是預(yù)防裂縫出現(xiàn)的主要措施，機(jī)械振搗產(chǎn)生的收縮力并不及手工振搗，機(jī)械性能對(duì)振搗時(shí)間產(chǎn)生了決定性作用，機(jī)械振搗能夠?qū)崿F(xiàn)粗骨料下及鋼筋下水膜的有效消除，促進(jìn)收縮量的有效減少。二次抹壓技術(shù)的應(yīng)用很大程度上促進(jìn)了塑性收縮及干縮等裂縫的全面消除，通常情況下在混凝土初凝階段會(huì)出現(xiàn)裂縫問(wèn)題，實(shí)施抹平操作及多次提漿操作進(jìn)行消除，抹壓操作可以應(yīng)用機(jī)械抹光機(jī)進(jìn)行，實(shí)現(xiàn)混凝土表面平整度及強(qiáng)度的進(jìn)一步提升。與此同時(shí)還應(yīng)當(dāng)對(duì)內(nèi)外溫差控制給予高度重視，有效地避免混凝土表面出現(xiàn)急劇溫度變化的現(xiàn)象，在進(jìn)行實(shí)際施工的時(shí)候必須要重視天氣變化情況，結(jié)合天氣預(yù)報(bào)做好相應(yīng)的預(yù)防措施，比較常見的預(yù)防措施包括覆蓋以及灑水等。

3.3 施工質(zhì)量監(jiān)控力度的加強(qiáng)

預(yù)防是整個(gè)水利工程施工前提防治的重要基礎(chǔ)條件，主要是進(jìn)行早期工程的養(yǎng)護(hù)工作，最大程度地降低混凝土施工前期階段的收縮力，對(duì)構(gòu)件濕潤(rùn)程度的良好控制，特別是體積較大的構(gòu)件，能夠通過(guò)蓄水以及流水等養(yǎng)護(hù)措施展開，相關(guān)工作人員需要對(duì)養(yǎng)護(hù)時(shí)間周期給予全面掌握，體積較大的構(gòu)件需要對(duì)水泥水化熱現(xiàn)象給予全面綜合性的考慮，通過(guò)降溫的方式降低水化熱高峰情況的發(fā)生率。

水利工程作為社會(huì)發(fā)展的重要組成部分，混凝土裂縫現(xiàn)象必須要予以重視，并且結(jié)合先進(jìn)的科學(xué)技術(shù)和管理理念不斷地完善和創(chuàng)新預(yù)防措施，才能夠最大程度地避免裂縫現(xiàn)象的發(fā)生，最終保證水利工程的質(zhì)量和安全，有助于我國(guó)和諧社會(huì)的構(gòu)建。

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