關(guān)于水利工程建筑施工裂縫原因及預(yù)防措施的分析

摘 要：在水利工程施工中，因混凝土建筑物出現(xiàn)裂縫而引發(fā)的滲漏現(xiàn)象時(shí)有發(fā)生。水利工程的安危關(guān)系到國(guó)計(jì)民生。一旦出現(xiàn)有害貫穿性裂縫，若不及時(shí)加以管理控制，不僅不能發(fā)揮水利工程的作用，還會(huì)為社會(huì)帶來災(zāi)難，損害人們的生命財(cái)產(chǎn)安全。文章通過闡述水利工程建筑施工裂縫所造成的危害，對(duì)裂縫產(chǎn)生的原因進(jìn)行分析。在此基礎(chǔ)上，提出預(yù)防水利工程建筑施工出現(xiàn)裂縫的有效措施。確保我國(guó)水利工程施工的質(zhì)量，增強(qiáng)其安全性與穩(wěn)定性，帶動(dòng)我國(guó)社會(huì)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展。

關(guān)鍵詞：水利工程；建筑施工；裂縫原因

引言

隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，人們對(duì)于水利工程的功能和質(zhì)量提出了更高的要求。目前水利工程涉及的項(xiàng)目較大，其規(guī)模也在不斷加大。盡管我國(guó)施工技術(shù)水平在不斷提高，但依然有待改進(jìn)，特別要加強(qiáng)質(zhì)量監(jiān)督管理工作。現(xiàn)階段普遍面臨的問題是施工中建筑物出現(xiàn)裂縫和滲漏，影響整個(gè)水利工程的安全與正常使用。造成水利工程建筑出現(xiàn)裂縫的原因有許多方面，主要包括：溫度、原材料質(zhì)量、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)以及施工不當(dāng)?shù)纫蛩亍Ｒ虼?，在水利工程質(zhì)量監(jiān)督管理工作中，要加強(qiáng)對(duì)于技術(shù)人員的管理，在發(fā)現(xiàn)質(zhì)量問題后應(yīng)立刻解決。同時(shí)，根據(jù)裂縫的不同狀況，采取合理的管控措施，將其危害性降至最低，提高水利工程的安全性與穩(wěn)定性，為社會(huì)帶來更多的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。

1 水利工程建筑施工裂縫所造成的危害

從壩工界的俗語“無壩不裂”中可以看出，在水利工程建設(shè)中，裂縫問題存在于混凝土壩的整個(gè)發(fā)展過程中。裂縫的出現(xiàn)會(huì)帶來不小的危害，不僅會(huì)導(dǎo)致滲漏，還會(huì)影響混凝土的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定與安全。當(dāng)混凝土表面出現(xiàn)裂縫時(shí)，會(huì)引發(fā)應(yīng)力集中，產(chǎn)生疲勞裂紋，是擴(kuò)展深層裂縫的誘發(fā)因素。平行于壩軸線的貫穿裂縫還會(huì)削弱壩體的承載剛度，嚴(yán)重影響水利工程的安全運(yùn)行。當(dāng)裂縫與大氣、庫水以及河水相接觸時(shí)，會(huì)加速混凝土的老化及病變，難以保證水利工程質(zhì)量。與此同時(shí)，裂縫問題會(huì)導(dǎo)致蓄水量滲漏現(xiàn)象的產(chǎn)生，使得水中增加危害元素。由此產(chǎn)生的污染水源，將進(jìn)一步影響混凝土的穩(wěn)固性，改變其內(nèi)部結(jié)構(gòu)，最終影響水利工程建筑的安全性。

2 水利工程建筑施工出現(xiàn)裂縫的成因分析

2.1 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)導(dǎo)致水利工程建筑出現(xiàn)裂縫

結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)不合理，同樣會(huì)產(chǎn)生裂縫現(xiàn)象?，F(xiàn)代化建筑中，沉降作用是出現(xiàn)裂縫的主要原因之一。當(dāng)水利工程建筑進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)，設(shè)計(jì)師常會(huì)忽視地震載荷、冰載荷、雪載荷以及風(fēng)載荷等重要的載荷作用，缺乏對(duì)施工環(huán)境的全面測(cè)量與檢驗(yàn)。因此，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)過程中預(yù)測(cè)的受力作用與實(shí)際情況不相符，當(dāng)水利工程建筑的載荷作用超出上容許限時(shí)，就會(huì)產(chǎn)生裂縫。

2.2 混凝土原材料導(dǎo)致水利工程建筑出現(xiàn)裂縫

混凝土的原材料主要包括水泥，石灰、石膏和外加劑等。在水利工程建筑中，原材料的質(zhì)量及其成分比例會(huì)直接影響到裂縫的出現(xiàn)狀況。當(dāng)骨料不符合施工要求時(shí)，混凝土的抗拉強(qiáng)度會(huì)受到影響，進(jìn)而影響其安全性。同時(shí)，當(dāng)混凝土的保護(hù)層厚度過薄，未達(dá)到施工要求時(shí)，混凝土保護(hù)層中的CO2會(huì)侵蝕鋼筋表層。由于鋼筋周圍混凝土的堿度被降低，因此鋼筋表面的氧化膜受損，使得鋼筋中發(fā)生銹蝕反應(yīng)，降低了鋼筋混凝土的結(jié)構(gòu)承載力，進(jìn)而產(chǎn)生裂縫及滲漏現(xiàn)象。另外，對(duì)于外加劑的選擇也非常重要，一旦使用不當(dāng)，會(huì)導(dǎo)致與其他原材料發(fā)生不良化學(xué)反應(yīng)，導(dǎo)致裂縫的產(chǎn)生。

2.3 違規(guī)施工導(dǎo)致水利工程建筑施工出現(xiàn)裂縫

在水利工程建筑施工過程中，施工人員應(yīng)當(dāng)具備專業(yè)知識(shí)及較高的技術(shù)水平。然而，在實(shí)際施工過程中，施工人員未能按照規(guī)定，運(yùn)用合理的混凝土振搗方式，導(dǎo)致出現(xiàn)多種質(zhì)量問題，在不均勻沉降的影響下水利工程建筑會(huì)出現(xiàn)裂縫。這種原因產(chǎn)生的施工裂縫一般很難控制，需要現(xiàn)場(chǎng)的施工管理人員嚴(yán)格把關(guān)。此外，如果混凝土的配合比不達(dá)標(biāo)，也會(huì)產(chǎn)生裂縫。在混凝土的后期養(yǎng)護(hù)階段，如果持續(xù)時(shí)間沒有達(dá)到技術(shù)要求，使其缺乏一定的潮濕度，仍然會(huì)產(chǎn)生裂縫。

2.4 溫度導(dǎo)致水利工程建筑出現(xiàn)裂縫

在水利工程建筑施工中，由溫度引起的裂縫現(xiàn)象十分常見，特別是在溫差較大的季節(jié)。在混凝土在連續(xù)澆筑和凝固的過程中，會(huì)釋放大量的水化熱。受外界阻力的影響，聚集在混凝土內(nèi)部的熱量不易散發(fā)，導(dǎo)致其內(nèi)外部存在溫差。當(dāng)溫差過大時(shí)，會(huì)產(chǎn)生一定的溫度應(yīng)力，降低混凝土的強(qiáng)度。再降溫的過程中，當(dāng)溫度應(yīng)力和收縮應(yīng)力超出混凝土的抗拉強(qiáng)度時(shí)，會(huì)導(dǎo)致混凝土出現(xiàn)裂縫。另在，在混凝土拆模前后，也會(huì)因溫度驟降的原因，導(dǎo)致其表面出現(xiàn)裂縫，引發(fā)滲漏現(xiàn)象的產(chǎn)生。

3 預(yù)防水利工程建筑施工出現(xiàn)裂縫的具體措施

3.1 進(jìn)行合理的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

在水利工程建筑施工過程中，溫度、沉降和收縮等作用都是導(dǎo)致裂縫出現(xiàn)的主要原因。因此，設(shè)計(jì)師在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)過程中，應(yīng)當(dāng)充分考慮這些影響因素，優(yōu)化設(shè)計(jì)方案，減少由此產(chǎn)生的裂縫。具體措施包括：（1）在容易出現(xiàn)裂縫處，為避免溫度與收縮作用同時(shí)發(fā)生，可采取降低水利工程建筑物平面體量等措施，降低裂縫產(chǎn)生的概率。（2）利用保溫層報(bào)過建筑物的構(gòu)件，可避免較大溫差的產(chǎn)生，降低裂縫產(chǎn)生的概率。（3）當(dāng)混凝土強(qiáng)度過大時(shí)，也會(huì)產(chǎn)生裂縫。因此，可選用強(qiáng)度適中的混凝土進(jìn)行預(yù)防，按構(gòu)造的相關(guān)要求，適當(dāng)配置鋼筋。

3.2 優(yōu)化混凝土原材料的選用和配合比

在水利工程建筑施工之前，應(yīng)當(dāng)按照設(shè)計(jì)要求選擇合適的混凝土。水泥方面盡量選擇水化速度慢、凝結(jié)時(shí)間長(zhǎng)的品種。水泥的用量標(biāo)準(zhǔn)以混凝土強(qiáng)度達(dá)標(biāo)為宜。為提高混凝土的抗壓強(qiáng)度，需要對(duì)砂、石中的泥含量進(jìn)行控制。細(xì)骨料建議選用Ⅱ區(qū)中砂，砂含量小于2%，石子含泥量小于1%。摻和料盡量選擇抗裂性好、需水量小的品種。同時(shí)，針對(duì)不同的膨脹效果，選取合適的膨脹劑。

3.3 加強(qiáng)水利工程建筑施工現(xiàn)場(chǎng)控制

由于違規(guī)施工會(huì)導(dǎo)致水利工程建筑出現(xiàn)裂縫，因此，在施工現(xiàn)場(chǎng)中需加強(qiáng)管理控制。首先，要合理安排施工工序，有效降低水利工程建筑各個(gè)構(gòu)件之間的應(yīng)力作用，避免出現(xiàn)早期的裂縫。其次，在保證混凝土強(qiáng)度達(dá)標(biāo)的基礎(chǔ)上，要嚴(yán)格控制攪拌混凝土的用水量，以降低混凝土的收縮強(qiáng)度。再次，注重對(duì)混凝土的養(yǎng)護(hù)。采用草簾等物品對(duì)混凝土進(jìn)行覆蓋，定期進(jìn)行澆水，養(yǎng)護(hù)時(shí)間應(yīng)持續(xù)十五天以上。最后，在混凝土澆筑和養(yǎng)護(hù)過程中，應(yīng)當(dāng)借助模板來支撐混凝土的自重，確保混凝土的形狀符合規(guī)定要求。為避免混凝土表面出現(xiàn)裂縫，還應(yīng)合理掌握其拆模時(shí)間。

3.4 注重對(duì)裂縫的修補(bǔ)處理

在水利工程建筑施工過程中，針對(duì)已出現(xiàn)的裂縫問題，需要進(jìn)行及時(shí)的修補(bǔ)處理。不僅可以避免裂縫繼續(xù)開裂，還能增強(qiáng)水利工程建筑的抗?jié)B性和耐用性。修補(bǔ)方式主要包括：表面修補(bǔ)法、壓力灌漿法以及結(jié)構(gòu)加固法。其一，表面修補(bǔ)法是最常用的修補(bǔ)措施。通過在裂縫表面涂刷油漆、瀝青等材料，或粘貼玻璃纖維布等方式，可以提高混凝土的抗壓力，避免裂縫和滲漏現(xiàn)象的產(chǎn)生。其二，壓力灌漿法，是水利工程建筑施工中內(nèi)部處理的主要方式。通過對(duì)裂縫進(jìn)行灌漿工作，待膠結(jié)材料硬化后，會(huì)使裂縫變得完整，保障水利工程建筑的穩(wěn)固性。根據(jù)灌漿材質(zhì)的不同，壓力灌漿法還可以分為水泥灌漿法和化學(xué)灌漿法。其三，當(dāng)裂縫很大，嚴(yán)重影響水利工程建筑的安全性時(shí)，需要采用結(jié)構(gòu)加固法進(jìn)行修補(bǔ)。具體可采用粘貼鋼板加固，加大混凝土結(jié)構(gòu)的截面面積等措施。

4 結(jié)束語

綜上所述，混凝土的質(zhì)量很大程度上決定著水利工程建筑的結(jié)構(gòu)安全性。因此，在水利工程建筑施工過程中，如何避免出現(xiàn)裂縫問題，成為重點(diǎn)研究的課題之一。文章在描述水利工程建筑施工裂縫所造成危害的基礎(chǔ)上，對(duì)裂縫的成因進(jìn)行分析。與此同時(shí)，提出預(yù)防出現(xiàn)裂縫的具體措施。首先，對(duì)水利工程建筑進(jìn)行合理的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。其次，優(yōu)化混凝土原材料的選用和配合比。再次，加強(qiáng)水利工程建筑施工現(xiàn)場(chǎng)控制。最后，注重對(duì)裂縫的修補(bǔ)處理。

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