實(shí)例探討水利工程施工中混凝土裂縫控制措施

□張雪芹

（合肥市長豐縣下塘水務(wù)中心站）

0 引言

混凝土的使用成本較低，且抗?jié)B透能力和可塑性等特點(diǎn)較為顯著，這就使得其在各類建筑工程中得以廣泛應(yīng)用，也逐漸成為當(dāng)前水利工程建設(shè)中使用的重要原材料。但在實(shí)際的施工處理會由于施工設(shè)計(jì)方案不合理和混凝土養(yǎng)護(hù)不到位及環(huán)境惡劣等問題使得工程受到負(fù)面影響，合理的混凝土裂縫控制技術(shù)在具體實(shí)施的時(shí)候?qū)λこ探ㄔO(shè)存在著重要影響。

混凝土的使用成本較低，且抗?jié)B透能力和可塑性等特點(diǎn)較為顯著，這就使得其在各類建筑工程中得以廣泛應(yīng)用，也逐漸成為當(dāng)前水利工程建設(shè)中所使用的主要原材料。但在實(shí)際的施工過程中，在受到施工設(shè)計(jì)方案不合理和混凝土養(yǎng)護(hù)不到位等問題影響的時(shí)候，工程受到負(fù)面影響，合理的混凝土裂縫控制技術(shù)在具體實(shí)施的時(shí)候?qū)λこ探ㄔO(shè)存在著重要影響。

1 水利工程施工中產(chǎn)生混凝土裂縫的原因

1.1 收縮裂縫

混凝土澆筑工程施工過程中，如果混凝土還沒有完全凝固也會產(chǎn)生失水問題，這一問題容易對水利工程造成損傷，或受大風(fēng)和高溫等天氣的影響發(fā)生混凝土收縮而出現(xiàn)裂紋。

1.2 沉陷裂縫

水利工程在冬季的時(shí)候會由于凍土解凍而發(fā)生沉陷和裂縫等現(xiàn)象，使得混凝土內(nèi)部結(jié)構(gòu)在天氣變化和環(huán)境因素影響的過程中受到損傷，使得工程發(fā)生沉陷裂紋等情況，嚴(yán)重的時(shí)候甚至?xí)绊懝こ谭€(wěn)固性。沉陷裂紋的寬度和沉降量等方面也具有正相關(guān)的關(guān)系，在出現(xiàn)混凝土地基不均和模板支撐的間距較大等問題的時(shí)候，容易使得工程整體沉降不均的現(xiàn)象更加明顯。

1.3 溫度裂縫

混凝土結(jié)構(gòu)在環(huán)境溫度影響的基礎(chǔ)上，其自身所出現(xiàn)的混凝土裂縫等問題會受到溫度裂縫影響，溫度裂縫的發(fā)生包含著混凝土結(jié)構(gòu)存在缺陷產(chǎn)生的裂縫和建筑完成之后建筑所處環(huán)境溫差比較大而出現(xiàn)的裂縫等。在混凝土結(jié)構(gòu)影響下所產(chǎn)生的裂縫多數(shù)是由于工程結(jié)構(gòu)內(nèi)部的溫度在分布的時(shí)候存在著非線性特點(diǎn)，也就會出現(xiàn)溫度應(yīng)力，進(jìn)而發(fā)生溫度裂縫，在建筑完成之后，建筑受到地區(qū)溫差較大影響的情況下，受到拉應(yīng)力之后就會出現(xiàn)裂縫。

1.4 干縮裂縫

干縮裂縫多數(shù)情況下都要試試混凝土結(jié)構(gòu)養(yǎng)護(hù)，而在混凝土澆筑完成之后要根據(jù)工程的具體情況加強(qiáng)工程養(yǎng)護(hù)的質(zhì)量，但是如果在這一過程中發(fā)生養(yǎng)護(hù)環(huán)境比較惡劣的現(xiàn)象也就比較容易造成混凝土干縮，從而出現(xiàn)干縮裂縫，這種裂縫對工程產(chǎn)生比較大危害，在裂縫較大的時(shí)候，也易造成混凝土的結(jié)構(gòu)變形。

2 水利施工中混凝土裂縫的危害

水利工程建設(shè)的時(shí)候，水工構(gòu)筑物在外力作用下容易出現(xiàn)混凝土裂縫而導(dǎo)致滲漏，在水滲入到混凝土之后，對混凝土的內(nèi)部結(jié)構(gòu)會造成破壞?；炷脸霈F(xiàn)裂縫會使得空氣中二氧化碳通過裂紋可以有效滲透到混凝土中，一氧化碳和水泥水化產(chǎn)物產(chǎn)生化學(xué)反應(yīng)，最終生成碳酸鈣材料，混凝土碳化收縮后導(dǎo)致裂縫。而水泥在潮濕的環(huán)境中所包含有的化學(xué)成分與空氣中的二氧化碳反應(yīng)之后容易降低混凝土的堿度，對鋼筋純化膜的破壞程度比較明顯，會使得鋼筋腐蝕增加，從而影響混凝土的剛性和強(qiáng)度。

混凝土裂縫的存在，對混凝土結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定程度和強(qiáng)度等方面都會產(chǎn)生比較大的影響，并且也會影響水利工程的外觀，造成水利工程的正常使用受到不利影響，較為嚴(yán)重的混凝土裂縫對混凝土結(jié)構(gòu)具有破壞作用，對水利工程的施工順利實(shí)施存在著不利影響。

3 水利工程施工中混凝土溫度裂縫控制實(shí)例

3.1 工程概況

某水電站工程攔河壩主要是混凝土大壩，壩的高度為270 m，大壩的形狀多數(shù)呈現(xiàn)出拋物線雙曲形，拱頂弧長為697 m，拱冠底部的厚度顯示為69.00 m，壩體混凝土顯示為685.60×104 m3，工程規(guī)模和完成量都相對較大，在工程施工的過程中要明確大壩的溫度控制問題，將水電站壩段混凝土作為具體的研究對象對混凝土溫度裂縫控制措施深入探究。

3.2 水電站壩段混凝土施工期溫度應(yīng)力分析

根據(jù)大壩運(yùn)行的實(shí)際情況設(shè)計(jì)得出水電站混凝土壩段仿真計(jì)算模型，計(jì)算模型單元的數(shù)量為83 922，節(jié)點(diǎn)總數(shù)則為99 738，壩段厚度方向0.10～0.50 ml層。在進(jìn)行混凝土大壩構(gòu)建的時(shí)候，需要在有效對澆筑層需要滿足的基礎(chǔ)上具體實(shí)施。大壩上下游面在蓄水前則顯示為氣溫邊界條件，在對大壩蓄水后其主要是水溫邊界條件，大壩的地基地面要明確得出三向約束，而四周則為法向約束。

從計(jì)算的溫度和應(yīng)力方面而言，混凝土計(jì)算最高溫度的時(shí)候，能夠有效推動(dòng)滿足溫控技術(shù)不斷完善，促使其能夠控制在27℃以下，最大應(yīng)力在和基巖接觸的混凝土部位間出現(xiàn)的時(shí)候，其如果是處于通水冷卻末期這一階段，就會造成混凝土澆筑完后的幾天內(nèi)短周期溫度明顯變化，混凝土倉面也會受到溫降冷擊的影響，而如果在這一過程中如果不考慮溫降冷擊時(shí)的應(yīng)力為壓應(yīng)力多數(shù)就可以明確說明在發(fā)生疊加溫降冷擊后的應(yīng)力會到達(dá)臨界值，開裂風(fēng)險(xiǎn)也更大。

4 混凝土裂縫控制措施

4.1 溫度控制

溫度對混凝土結(jié)構(gòu)產(chǎn)生的影響比較明顯，也是使得混凝土發(fā)生裂縫的主要因素，在水利工程混凝土施工的時(shí)候，要明確加強(qiáng)對溫度的控制?；炷猎谧陨戆l(fā)熱等過程中會發(fā)生和外部環(huán)境之間的溫度差，造成水利工程出現(xiàn)裂縫，在防止這一裂縫出現(xiàn)的時(shí)候，需要工作人員在選擇材料的時(shí)候可以獲取比較低熱量的水泥，也會使得水化熱的程度得以明顯降低，對混凝土溫差也需要可以得到必要控制，如果施工處理溫度比較高的時(shí)候，就需要工作人員采取必要措施使混凝土溫度降低，減少混凝土水分蒸發(fā)量，要在科學(xué)合理的時(shí)間段對混凝土進(jìn)行澆筑處理，防止混凝土澆筑的過程中由于澆筑處理時(shí)間過長發(fā)生混凝土材料變形等問題?；炷恋臐仓r(shí)間在7∶00—10∶00 和15：00—18：00 這一階段，工程施工不能在溫度比較高的環(huán)境中工作，避免出現(xiàn)混凝土裂縫的現(xiàn)象。

4.2 配比與攪拌

在混凝土應(yīng)用的時(shí)候要注重混凝土的配比設(shè)置，配比不科學(xué)等情況也是水利工程出現(xiàn)裂縫的原因，施工人員科學(xué)控制混凝土的配置比例能夠降低混凝土裂縫的發(fā)生率。水利工程施工的過程中，在制作混凝土的過程中需在滿足水利工程項(xiàng)目的具體要求基礎(chǔ)上進(jìn)行，確保混凝土配比達(dá)到工程所要求的標(biāo)準(zhǔn)。

4.3 施工控制

對混凝土施工環(huán)節(jié)的合理控制屬于混凝土裂縫防治的重要方式，在這一方式的基礎(chǔ)上使得混凝土能夠充分得到二次液化處理，在排出混凝土中所包含的多余水膜時(shí)，要對其中包含的粗大骨料進(jìn)行過濾，在一定程度上關(guān)注混凝土的均勻性和穩(wěn)定性等特點(diǎn)，而施工控制對這些方面的提升具有重要影響，在這一基礎(chǔ)上降低混凝土裂縫發(fā)生的概率。在混凝土作業(yè)結(jié)束后，也要采取保濕措施和保溫措施，有效降低混凝土裂縫出現(xiàn)的發(fā)生率。在混凝土表面有保溫膜覆蓋，在對外界氣溫實(shí)施測量的時(shí)候需要根據(jù)外界的氣溫變化程度實(shí)現(xiàn)混凝土防護(hù)，明確得出當(dāng)前混凝土裂縫發(fā)生率降低的具體措施，促使混凝土工程質(zhì)量有效提高。

4.4 材料控制

選擇混凝土原材料的時(shí)候，所選取的材料對混凝土的整體質(zhì)量有著直接影響，這也是容易造成混凝土裂縫問題的主要原因，因此，水利工程施工的過程中，要加強(qiáng)混凝土原材料的質(zhì)量控制。在混凝土中添加優(yōu)質(zhì)合理的添加劑，使得混凝土的功能更加完善。在混凝土骨料選擇時(shí)可以利用風(fēng)化顆粒少且堅(jiān)硬的石料，在經(jīng)過碎石處理后形成骨料。混凝土的攪拌和調(diào)配等工作具體實(shí)施的時(shí)候也需要對其中加入引氣劑等制劑，使混凝土的韌性與防水性等特點(diǎn)加以保障和充分顯示出來。加強(qiáng)混凝土原材料質(zhì)量控制，在一定程度上降低裂縫發(fā)生的幾率，這不僅能夠提升水利工程質(zhì)量，也可以降低由于混凝土裂縫導(dǎo)致的補(bǔ)休和返工情況等問題的發(fā)生率，在材料控制的基礎(chǔ)上避免出現(xiàn)水利工程投入使用之后混凝土發(fā)生裂縫等現(xiàn)象。

5 結(jié)語

在對水利工程施工中產(chǎn)生混凝土裂縫原因?qū)嵗治龅臅r(shí)候，有效明確當(dāng)前混凝土裂縫控制技術(shù)的具體應(yīng)用情況。在水利工程建設(shè)處理的時(shí)候，也容易由于原材料和配比設(shè)計(jì)及外界環(huán)境等相關(guān)因素影響混凝土的凝固情況，在這一過程中容易造成混凝土裂縫現(xiàn)象發(fā)生，在混凝土配比和養(yǎng)護(hù)及原材料控制等方式的基礎(chǔ)上，逐漸降低混凝土裂縫的發(fā)生率，在混凝土裂縫情況控制的基礎(chǔ)上使水利工程質(zhì)量得到保障。