關(guān)于水利工程建筑施工裂縫原因及預(yù)防措施研究

趙全奎

（泰來縣水資源服務(wù)中心，黑龍江 泰來162400）

水利工程施工是一項(xiàng)較為系統(tǒng)的復(fù)雜工作,施工過程中涉及到許多工藝技術(shù),會(huì)受到多種因素影響導(dǎo)致施工裂縫的發(fā)生,比如施工材料不合格,施工條件控制不到位或施工方案不恰當(dāng)?shù)?都會(huì)造成不同程度的結(jié)構(gòu)裂縫。大多數(shù)情況下,這些施工裂縫問題都是可以通過加強(qiáng)質(zhì)量控制得到改善的,所以施工人員應(yīng)當(dāng)對(duì)此引起足夠重視,充分了解產(chǎn)生裂縫的原因,并有針對(duì)性地采取措施加以預(yù)防和改進(jìn),以提高水利工程的整體施工效率和施工質(zhì)量。

1 水利工程建筑施工出現(xiàn)裂縫的危害分析

現(xiàn)代水利工程的施工材料主要是以混凝土為主,相比較于傳統(tǒng)水泥材料而言,混凝土強(qiáng)度更高,穩(wěn)定性更強(qiáng),但是其施工條件要求也比較復(fù)雜,比如施工溫度的控制等,如果控制不好很容易造成施工裂縫,導(dǎo)致水利設(shè)施使用過程中出現(xiàn)滲漏等問題,影響其使用效率和施工壽命,嚴(yán)重時(shí)還有可能引發(fā)一系列安全事故,給水利單位或周邊居民造成生命財(cái)產(chǎn)損失。尤其是水利工程還與河水等有著密切接觸,這更會(huì)加劇混凝土裂縫的延伸和擴(kuò)大,增加發(fā)生風(fēng)險(xiǎn)的幾率。除此之外,裂縫問題還會(huì)使得水庫等水利設(shè)施內(nèi)儲(chǔ)存的水質(zhì)被外界雜質(zhì)所污染,這不僅會(huì)對(duì)混凝土結(jié)構(gòu)造成一定的侵蝕,更大的危害是會(huì)影響人們的用水質(zhì)量。

2 導(dǎo)致水利工程建筑施工形成裂縫的主要成因

2.1 混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)不合理造成裂縫問題。水利工程施工必須嚴(yán)格按照施工設(shè)計(jì)圖紙的要求來進(jìn)行, 所以施工設(shè)計(jì)是否合理,是影響水利工程建筑施工質(zhì)量優(yōu)劣的先決條件。比如結(jié)構(gòu)沉降問題會(huì)形成裂縫,那么設(shè)計(jì)人員在最初進(jìn)行混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí),就應(yīng)深入考察施工現(xiàn)場(chǎng)的地質(zhì)條件,并結(jié)合實(shí)際設(shè)計(jì)需求,做好相應(yīng)的沉降應(yīng)對(duì)設(shè)計(jì),比如風(fēng)荷載應(yīng)對(duì)、冰荷載應(yīng)對(duì)以及地震荷載應(yīng)對(duì)等。但是許多設(shè)計(jì)師并未充分考慮到以上因素,在制定設(shè)計(jì)方案時(shí)過于理論化, 使得水利設(shè)施建筑在實(shí)際使用過程中超負(fù)荷受力,進(jìn)而就會(huì)形成結(jié)構(gòu)裂縫。

2.2 混凝土材料質(zhì)量不合格造成裂縫問題。混凝土是施工現(xiàn)場(chǎng)經(jīng)過施工人員配制制作而成的,主要的材料包括水泥、水、石灰以及其他輔料等,每種材料的成分以及用量配比不同,最后制作出來的混凝土強(qiáng)度、黏合度以及抗拉度等有著很大差別,會(huì)出現(xiàn)裂縫的幾率也大不相同。此外,混凝土材料中的輔料添加劑如果使用過量還會(huì)與其他材料發(fā)生不良化學(xué)反應(yīng),進(jìn)而侵蝕整個(gè)混凝土結(jié)構(gòu),甚至侵蝕混凝土中的鋼筋材料,這也在一定程度上增加了水利工程建筑出現(xiàn)裂縫的幾率。由此可見,混凝土原材料質(zhì)量以及配比質(zhì)量,也是造成裂縫的重要因素之一。

2.3 施工溫度控制不夠嚴(yán)格造成裂縫問題。因?yàn)楝F(xiàn)代水利工程建筑施工使用的主要材料是混凝土,而混凝土?xí)艿綔囟茸兓霈F(xiàn)熱脹冷縮現(xiàn)象,形成裂縫,尤其是在溫差較大的季節(jié),這種現(xiàn)象更為明顯。此外,混凝土施工完成但還未完全凝固階段,如果受到較大的溫差變化影響,混凝土水化熱反應(yīng)生成的熱量就會(huì)積聚在內(nèi)部無法散發(fā),而外部溫度卻急劇流失,這種情況下混凝土結(jié)構(gòu)也會(huì)因?yàn)闇囟葢?yīng)力而形成裂縫。還有混凝土施工拆模階段,混凝土結(jié)構(gòu)也會(huì)因?yàn)槟０搴鋈徊鸪霈F(xiàn)溫差效應(yīng),如果此時(shí)沒有做好相關(guān)防護(hù)措施,同樣會(huì)導(dǎo)致接縫的產(chǎn)生。

2.4 水利施工操作不到位造成裂縫問題。水利工程建筑施工工藝復(fù)雜,每個(gè)環(huán)節(jié)的施工操作都必須嚴(yán)格按照施工設(shè)計(jì)方案以及國家相關(guān)規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)來執(zhí)行。但是因?yàn)槲覈こ淌┕ば枨罅坎粩嘣黾?施工規(guī)模不斷擴(kuò)大,部分施工單位在施工人員選用上并沒有嚴(yán)格把控,導(dǎo)致一些施工技術(shù)水平不高,甚至完全沒有水利施工經(jīng)驗(yàn)或不懂水利知識(shí)的人來進(jìn)行施工操作,這就使得許多施工操作的規(guī)范性難以得到可靠保障,比如混凝土澆筑施工不夠連貫或者混凝土振搗施工的力度和頻率不合理等, 都會(huì)造成混凝土結(jié)構(gòu)產(chǎn)生裂縫。

3 改善水利工程建筑施工裂縫問題的有效對(duì)策

3.1 合理設(shè)計(jì)施工方案。由上文可知,造成水利工程建筑施工裂縫的原因是多種多樣的,所以設(shè)計(jì)人員在設(shè)計(jì)階段就應(yīng)針對(duì)這些已知的可能造成裂縫的因素進(jìn)行全面分析,優(yōu)化設(shè)計(jì)方案,盡量減少可控因素導(dǎo)致裂縫的情況發(fā)生。具體而言可以從以下幾個(gè)方面改進(jìn)設(shè)計(jì)內(nèi)容：其一是溫度方面,可以降低水利工程建筑設(shè)施的平面體量,這樣可以有效控制混凝土結(jié)構(gòu)收縮作用和溫差對(duì)混凝土結(jié)構(gòu)的影響。其二是材料規(guī)格設(shè)計(jì)方面,要依照水利工程使用需求,明確混凝土強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn),并合理配置鋼筋材料。

3.2 嚴(yán)格控制施工材料質(zhì)量。首先,要做好混凝土原材料質(zhì)量檢驗(yàn),在材料進(jìn)場(chǎng)后,要及時(shí)對(duì)各個(gè)批次材料進(jìn)行抽樣檢查,確保所有指標(biāo)符合要求后方可投入使用;其次,要嚴(yán)格控制混凝土材料的配比,為了減少資源浪費(fèi),可以先進(jìn)行少量配比制作試驗(yàn),直至所配制的混凝土材料強(qiáng)度等參數(shù)達(dá)到最佳狀態(tài)后,再開始進(jìn)行大批量混凝土制作,這樣在保證混凝土材料質(zhì)量的同時(shí),還能夠最大程度提高施工效率。

3.3 加強(qiáng)施工過程的溫度控制。溫差作用對(duì)水利工程建筑施工的結(jié)構(gòu)質(zhì)量有著極為關(guān)鍵的影響,所以做好溫度控制工作,對(duì)減少水利工程施工裂縫問題的發(fā)生具有重要意義。這不僅包括混凝土澆筑施工過程的溫度控制,同時(shí)還包括混凝土材料入倉保存以及攪拌過程的溫度控制。通常情況下,混凝土攪拌和存儲(chǔ)期間溫度保持在6℃左右為最佳,在氣候炎熱的夏季,可以適當(dāng)加入一些冰片來替代水的用量,澆筑時(shí)則要注意做好防曬保護(hù)。

3.4 加強(qiáng)施工現(xiàn)場(chǎng)管控力度。施工現(xiàn)場(chǎng)的質(zhì)量管控在整個(gè)水利工程施工過程中占據(jù)核心地位,因?yàn)楝F(xiàn)場(chǎng)施工工藝繁雜,所以施工單位需建立專門的質(zhì)量監(jiān)督部門,對(duì)各環(huán)節(jié)施工操作進(jìn)行全過程管理, 確保施工人員嚴(yán)格按照規(guī)定的施工順序和施工手法進(jìn)行操作,以免影響后續(xù)施工進(jìn)度。比如混凝土澆筑完成后的養(yǎng)護(hù)施工期間,要確保施工單位用草簾等對(duì)混凝土結(jié)構(gòu)進(jìn)行了覆蓋,并且要確保其養(yǎng)護(hù)持續(xù)時(shí)間足夠充分, 通?；炷两Y(jié)構(gòu)養(yǎng)護(hù)不能少于兩個(gè)星期。再比如,混凝土模板施工階段,要對(duì)模板的形狀以及建模和拆模時(shí)間等,進(jìn)行全面管控,最大程度發(fā)揮模板體系的作用提高水利施工質(zhì)量。

3.5 采取合理措施進(jìn)行裂縫修補(bǔ)處理?；炷亮芽p是一個(gè)比較難以消除的質(zhì)量通病,所以即便是做好上述各方面工作,也難以保證實(shí)際施工過程中不會(huì)因?yàn)槠渌蛩氐挠绊懚鴮?dǎo)致裂縫產(chǎn)生,所以采取科學(xué)有效的措施做好裂縫修補(bǔ)處理工作,對(duì)治理水利施工裂縫問題更為關(guān)鍵, 具體而言可以采用以下幾種修補(bǔ)方法：3.4.1 表面修補(bǔ)法。表面修補(bǔ)法包括表面涂抹與貼補(bǔ),這種修補(bǔ)方法只能在結(jié)構(gòu)裂縫寬度＜0.20mm或裂縫仍在擴(kuò)張階段時(shí)使用。其中表面涂抹則是用于處理那些細(xì)長的裂縫,由于無法用漿液灌注,所以只能采用比例1：1 至1：1.2 的砂漿液或者是環(huán)氧厚漿對(duì)結(jié)構(gòu)裂縫的表面進(jìn)行涂抹。而那些裂縫已經(jīng)發(fā)育、發(fā)生大面積漏水的地方只能采用貼補(bǔ)方法,即在裂縫口貼上具體材料來封閉裂縫、防止?jié)B透。3.4.2 結(jié)構(gòu)補(bǔ)強(qiáng)法。如果裂縫是由于外界荷載所引起的,可以選用結(jié)構(gòu)補(bǔ)強(qiáng)法來修補(bǔ),達(dá)到阻止混凝土耐久性持續(xù)下降的目的。目前主要采用的是玻纖維布結(jié)構(gòu)補(bǔ)強(qiáng)法,因其經(jīng)濟(jì)實(shí)用且施工便利,現(xiàn)已廣泛應(yīng)用于結(jié)構(gòu)裂縫的處理之中。3.4.3 灌漿法。這種修補(bǔ)方法的應(yīng)用既可以達(dá)到修補(bǔ)結(jié)構(gòu)裂縫、防止?jié)B漏的目的,又可以在一定程度上加固混凝土結(jié)構(gòu)體。灌漿法的處理效果非常好,在施工中應(yīng)用范圍廣,對(duì)于深層裂縫與貫通裂縫有很好的修補(bǔ)效果。結(jié)構(gòu)的裂縫較大時(shí)可以選用水泥進(jìn)行灌漿,但是水泥砂漿不適用于細(xì)長的裂縫,所以目前人們開發(fā)了多種顆粒更微小的灌注漿液,在實(shí)際修補(bǔ)處理中都取得了良好的效果。

結(jié)束語

經(jīng)過以上分析闡述可以發(fā)現(xiàn),導(dǎo)致水利工程建筑施工出現(xiàn)裂縫的原因是多種多樣的,比如材料選用、溫度以及施工工藝等,再加上水利工程本身施工條件就較為復(fù)雜,水體內(nèi)的雜質(zhì)也會(huì)對(duì)混凝土結(jié)構(gòu)產(chǎn)生一定的腐蝕作用,所以水利工程建筑施工裂縫的發(fā)生幾率要比其他建筑施工高出許多。對(duì)此,相關(guān)行業(yè)設(shè)計(jì)人員、施工人員以及管理人員等,應(yīng)當(dāng)引起足夠重視,從多方面入手加強(qiáng)對(duì)水利施工結(jié)構(gòu)裂縫問題的預(yù)防力度,以促進(jìn)我國水利事業(yè)的長效健康發(fā)展。