水利工程施工中混凝土裂縫控制技術(shù)探究

王文州

（南京河川建設(shè)工程有限公司，江蘇南京 210000）

0 引言

混凝土材料是水利工程施工過程中使用的最主要材料之一，在進行混凝土施工時，經(jīng)常會因為設(shè)計因素、材料因素以及施工技術(shù)因素等原因，導致混凝土出現(xiàn)裂縫，影響水利工程建筑物的整體性能，留下安全隱患。所以，在水利工程施工中要嚴格控制混凝土的施工操作，總結(jié)并分析引發(fā)混凝土裂縫的原因，制定科學的防治方案，提高混凝土施工效率與質(zhì)量，確保水利工程整體的施工質(zhì)量。

1 水利工程施工中混凝土裂縫類型

水利工程施工現(xiàn)場的環(huán)境十分復雜，并且施工條件比較差，在氣候、地質(zhì)、施工工藝以及施工材料等多種因素的影響下，混凝土澆筑施工完成以后，經(jīng)常會發(fā)生裂縫質(zhì)量問題，主要包括塑性收縮裂縫、溫度裂縫、沉陷裂縫以及干縮裂縫等類型，需要找出裂縫成因，并作出針對性處置。

1.1 塑性收縮裂縫

塑性收縮裂縫是水利工程施工中混凝土裂縫的主要類型，通常出現(xiàn)在大風以及高溫等惡劣天氣環(huán)境下。在這些惡劣天氣的影響下，水利工程混凝土澆筑施工結(jié)束以后，混凝土會出現(xiàn)一些收縮狀況，使?jié)仓蟮幕炷馏w積不斷縮小，造成表面裂縫，嚴重的會整體裂開。除此之外，混凝土在澆筑完成并且進入最終凝結(jié)期時，如果存在嚴重的失水問題，也會因為混凝土收縮而導致裂縫出現(xiàn)。塑性收縮裂縫的主要特征是兩端的裂縫細、中間的裂縫寬。

1.2 溫度裂縫

溫度裂縫通常發(fā)生在混凝土澆筑環(huán)境溫度變化較大的情況下，會導致混凝土內(nèi)部的溫度應(yīng)力發(fā)生改變，進而對混凝土造成不規(guī)則的應(yīng)力，形成應(yīng)力裂縫。溫度裂縫主要有兩種成因：①混凝土溫度應(yīng)力缺少完整結(jié)構(gòu)，即在混凝土結(jié)構(gòu)的內(nèi)部，溫度以一種非線性形式分布，從而產(chǎn)生應(yīng)力導致裂縫出現(xiàn)；②因為混凝土結(jié)構(gòu)多處環(huán)境的溫度差較大，使混凝土結(jié)構(gòu)內(nèi)外應(yīng)力數(shù)值出現(xiàn)差值，導致混凝土變形產(chǎn)生的裂縫。

1.3 沉陷裂縫

沉陷裂縫是冬季施工容易發(fā)生的裂縫問題，在北方寒冷地區(qū)比較多見。在冬季施工時，北方的氣溫比較低，混凝土在澆筑完成后都被凍住，在天氣逐漸轉(zhuǎn)暖以后，凍土逐漸化凍，就會對混凝土結(jié)構(gòu)造成變形影響，從而形成裂縫。沉陷裂縫的深度很大，嚴重的會出現(xiàn)錯位問題。另外，沉陷裂縫的沉降量會隨著裂縫寬度的增大而增大，并且會因為回填土密實度不足的影響而出現(xiàn)不均勻沉降現(xiàn)象，裂縫危害很大。

1.4 干縮裂縫

干縮裂縫也是一種比較常見的裂縫問題，其主要成因是因為混凝土澆筑完成以后沒有做好養(yǎng)護，是一種比較控制的裂縫問題。水利工程施工環(huán)境普遍比較復雜，并且氣候條件多變，施工限制因素多，所以在混凝土澆筑完成以后，很可能忽略掉混凝土養(yǎng)護工作，養(yǎng)護方法不當、設(shè)備缺陷以及養(yǎng)護時間不夠等，都會造成混凝土干縮裂縫，使混凝土結(jié)構(gòu)發(fā)生變形，影響結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，縮短使用壽命。

2 水利工程施工中混凝土裂縫產(chǎn)生的原因

2.1 設(shè)計原因

水利工程建設(shè)中的混凝土施工需要根據(jù)工程實際情況以及工程質(zhì)量要求，合理地配比混凝土，并嚴格按照施工技術(shù)操作規(guī)范進行施工，以此才能保證混凝土施工質(zhì)量，減少裂縫的產(chǎn)生[1]。如果在施工設(shè)計環(huán)節(jié)出現(xiàn)問題，就可能導致混凝土的配比出現(xiàn)問題，例如水灰比較大的情況會導致水泥漿體積變大，使其坍落度和收縮度變高；如果水、會、砂三者的混合比例設(shè)計不當，則會導致混凝土的和易性降低，使其在應(yīng)用的過程中容易發(fā)生離析或者泌水等。設(shè)計不當而導致的混凝土性能下降問題會直接引發(fā)混凝土裂縫的產(chǎn)生，導致施工質(zhì)量下降。

2.2 材料及環(huán)境原因

混凝土施工的質(zhì)量好壞與混凝土原材料的質(zhì)量有直接關(guān)系，水泥強度不夠、水泥中雜質(zhì)過多、水泥受潮、水泥過期、混合料質(zhì)量不佳、添加劑使用不當?shù)?，都會影響混凝土澆筑的質(zhì)量，是產(chǎn)生混凝土裂縫的主要因素之一[2]。另外，混凝土澆筑的過程中經(jīng)常會在澆筑操作的后期出現(xiàn)水泥遇水熱化的現(xiàn)象，使混凝土發(fā)熱，而此時混凝土內(nèi)外部的溫差較大，會在混凝土表面發(fā)生拉應(yīng)力現(xiàn)象，如果混凝土拉應(yīng)力超過其自身的抗拉應(yīng)力極限，就會導致混凝土裂縫產(chǎn)生，影響混凝土施工質(zhì)量。

2.3 施工技術(shù)原因

排除混凝土配比以及材料質(zhì)量和環(huán)境因素以外，施工技術(shù)也是造成混凝土施工裂縫產(chǎn)生的主要原因，施工操作不規(guī)范、后期養(yǎng)護不到位等，均會導致混凝土施工產(chǎn)生裂縫。由于水利工程施工規(guī)模較大、參與人員多，管理工作開展困難，經(jīng)常會發(fā)生施工人員違規(guī)操作問題，造成鋼筋位移保護不佳，使鋼筋墊塊被踩踏損壞、預(yù)埋管線過于集中等[3]。再加上混凝土養(yǎng)護不到位，養(yǎng)護措施不完善等，也會導致混凝土溫度和濕度不達標，從而發(fā)生裂縫問題。

3 混凝土裂縫控制技術(shù)應(yīng)用

3.1 科學設(shè)計混凝土施工方案

水利工程建設(shè)過程中，施工設(shè)計人員要在實施作業(yè)前對施工現(xiàn)場進行全面勘測，包括地質(zhì)條件、環(huán)境條件以及水文情況等，并結(jié)合水利工程施工質(zhì)量標準和技術(shù)操作規(guī)范，科學地設(shè)計混凝土施工方案，對混凝土結(jié)構(gòu)的形狀、體積等進行優(yōu)化設(shè)計，全面考慮可能影響施工質(zhì)量的問題，提前做出應(yīng)急預(yù)案和控制措施。例如，在計算混凝土結(jié)構(gòu)的抗拉裂能力時，需要正確認識并分析水利工程施工中“抗”和“放”的關(guān)系，針對混凝土抗裂薄弱的位置進行準確計算，根據(jù)計算結(jié)果和模擬試驗結(jié)論設(shè)計合理的加固方案，確?；炷两Y(jié)構(gòu)具備足夠的變形余量[4]。同時，要結(jié)合以往的施工經(jīng)驗和設(shè)計方案合理的配比混凝土，提高混凝土的使用性能。

3.2 加強混凝土施工材料和環(huán)境控制

在選擇混凝土原材料的時候，施工人員要盡可能地選擇適合的材料制作混凝土材料，要根據(jù)水利工程施工技術(shù)要求以及混凝土結(jié)構(gòu)質(zhì)量標準，嚴格地篩查混凝土材料的質(zhì)量、等級以及使用性能等，確保其質(zhì)量符合工程施工要求。例如，在選擇泥砂輔料的時候，材料采購人員要選擇優(yōu)質(zhì)的泥砂，要控制好泥砂中的含泥量，避免混凝土收縮性增大而產(chǎn)生裂縫。在配比混凝土的過程中，可以適當?shù)靥砑右恍┓勖夯业忍砑觿?，以此減少水泥的實際用量，對混凝土澆筑時發(fā)生的水熱化現(xiàn)象進行有效控制，減少混凝土收縮體積，減少混凝土內(nèi)外部應(yīng)力差，控制裂縫的產(chǎn)生[5]。另外，在制備混凝土的過程中，還可以加入減水防裂劑，從而減少水的使用量，提高混凝土的抗拉強度，有效改善混凝土抗裂性能和抗碳化性等，降低裂縫的產(chǎn)生概率。

3.3 提高混凝土施工技術(shù)和檢驗質(zhì)量

水利工程中的混凝土施工需要按照一定的施工操作標準進行，要保證施工技術(shù)的應(yīng)用操作符合國家或者行業(yè)的相關(guān)規(guī)定，并做好工程施工的質(zhì)量檢驗工作，以此保證混凝土施工效率與質(zhì)量。在進行混凝土振搗施工的過程中，施工人員要根據(jù)工程施工現(xiàn)狀，對混凝土的基礎(chǔ)和模板進行澆水，澆水的量要嚴格按照施工技術(shù)質(zhì)量要求而定，要將混凝土結(jié)構(gòu)澆濕澆透，確?；炷两Y(jié)構(gòu)的含水量。另外，在對混凝土結(jié)構(gòu)進行振搗施工時，施工人員要控制好振動桿的移動方向和距離，每次移動的距離應(yīng)該在40cm 左右，確保振動效果[6]?；炷潦┕な褂玫幕炷列枰獓栏癜凑?8d 強度要求進行控制，并要控制好混凝土制備時間、運輸方式以及拆模時機等，以此提高混凝土施工效率與質(zhì)量。

3.4 做好混凝土施工后的養(yǎng)護工作

水利工程中混凝土施工完成以后要及時開展養(yǎng)護工作，針對現(xiàn)澆混凝土結(jié)構(gòu)，養(yǎng)護工作人員應(yīng)該在混凝土澆筑完成以后的12h 內(nèi)對其進行全面的養(yǎng)護，可以使用草袋、塑料薄膜或者麻袋等將混凝土結(jié)構(gòu)表面進行覆蓋，同時要進行澆水養(yǎng)護，養(yǎng)護的時間要控制在7d 以上。如果混凝土制備中填入緩凝型外加劑，則混凝土澆筑施工完成后需要進行14d 以上的養(yǎng)護，確?；炷翉氐坠探Y(jié)，并且達到施工質(zhì)量要求?；炷琉B(yǎng)護工作的實施與落實要注意控制好混凝土內(nèi)部與外部的溫差，需要將溫度差控制在25℃范圍內(nèi)，避免因溫度差過大而產(chǎn)生較大的收縮應(yīng)力，導致混凝土產(chǎn)生裂縫。如果在混凝土養(yǎng)護過程中出現(xiàn)接縫問題，要及時反饋施工主管部門，并在設(shè)計部門的幫助下制定科學的補救方案，避免裂縫進一步擴大，影響水利工程整體的施工質(zhì)量和使用性能。

4 結(jié)論

總之，混凝土裂縫是水利工程施工中經(jīng)常遇到的問題，直接影響水利工程整體的施工質(zhì)量，需要從設(shè)計優(yōu)化、材料質(zhì)量和混凝土配比控制、施工技術(shù)規(guī)范以及混凝土養(yǎng)護等方面入手，加強混凝土施工質(zhì)量管理，有效改善混凝土性能，提高其強度和抗拉性，從而減少裂縫的產(chǎn)生，保障水利工程施工順利開展。