水利水電建筑工程施工中砼裂縫的防治

錢建紅 孫邵崗 云南省水利水電工程有限公司

在水利水電建筑工程施工中，混凝土是重要的施工環(huán)節(jié)，而其裂縫問題也成為工程中一個普遍存在問題。出現(xiàn)裂縫的原因是多方面的，比如使用的原材料質(zhì)量不達標(biāo)、配比設(shè)計不合理等，都會引發(fā)砼裂縫，進而威脅到建筑工程受力性能、穩(wěn)定性等，加大水利水電工程安全威脅。因此在施工中需有效采取措施防治裂縫問題，進一步規(guī)范混凝土作業(yè)，不斷改進完善施工工藝，避免因砼裂縫而引發(fā)的工程危害等。

1.砼裂縫危害

在水利水電建筑工程施工中，混凝土是常用施工材料，在內(nèi)外因素作用下會導(dǎo)致混凝土出現(xiàn)物理結(jié)構(gòu)方面變化，裂縫的出現(xiàn)會產(chǎn)生嚴(yán)重影響。一方面裂縫會導(dǎo)致建筑工程滲漏問題，在壓力水作用下逐漸擴寬裂縫，同時混凝土內(nèi)部會有水滲入，進而引發(fā)水解破壞，最終破壞混凝土結(jié)構(gòu)物。混凝土裂縫還會削弱鋼筋的保護作用，裂縫處其水拉性能較弱，會不斷擴大裂縫加大危害。

另一方面混凝土裂縫會影響到結(jié)構(gòu)物結(jié)構(gòu)強度、穩(wěn)定性，不僅會影響到建筑工程外觀質(zhì)量，如果出現(xiàn)嚴(yán)重的貫穿裂縫，則會完全破壞混凝土結(jié)構(gòu)物。

2.水利水電建筑工程產(chǎn)生砼裂縫原因

2.1 荷載作用形成裂縫

水利水電建筑工程在運營使用中，受使用荷載的影響，截面的混凝土?xí)艿酱笥谄錁O限拉伸值的拉應(yīng)變，構(gòu)件往往處于帶縫工作狀態(tài)下。該因素下形成的裂縫，大致垂直于主拉應(yīng)力方向，并且產(chǎn)生在荷載效應(yīng)最大的部位。在具有相同荷載效應(yīng)的情況下，裂縫產(chǎn)生主要就是在混凝土抗拉能力不足的部位。混凝土硬化中，干縮作用下其體積會產(chǎn)生變形，這種變形受約束就會產(chǎn)生裂縫，其寬度可能會比較大甚至貫穿構(gòu)件。一些構(gòu)件厚度較大，受混凝土塑性塌落影響，也會引發(fā)裂縫缺陷。在集中荷載下，混凝土構(gòu)件會有內(nèi)力彎矩產(chǎn)生，出現(xiàn)與構(gòu)件縱軸相垂直的裂縫，受較大剪力影響而產(chǎn)生斜裂縫，并不斷向上向下進行延伸。

2.2 非荷載引發(fā)裂縫

2.2.1 溫度變化引發(fā)裂縫

第一就是溫差問題，水利水電建筑工程施工中，混凝土在內(nèi)外溫差大且缺乏有效養(yǎng)護處理的情況下，會由于內(nèi)外部溫度變化產(chǎn)生溫度應(yīng)力。此時，在混凝土表面會出現(xiàn)裂縫，威脅到混凝土結(jié)構(gòu)。第二就是熱脹冷縮效應(yīng)的影響，在水利水電建筑工程施工中，需重視起溫度控制，受熱脹冷縮效應(yīng)影響混凝土原料產(chǎn)生水化熱，由于難以有效散熱，因此混凝土構(gòu)造內(nèi)部溫度不斷提高，進而出現(xiàn)整體膨脹現(xiàn)象，也就產(chǎn)生了裂縫。第三，凍脹現(xiàn)象引發(fā)裂縫。在環(huán)境溫度低于零度的情況下，混凝土中的水分會結(jié)冰，之后導(dǎo)致其體積加大，其中的凝膠孔產(chǎn)生一定滲透壓力。該壓力下，混凝土膨脹力被進一步加大，達到一定程度也就出現(xiàn)了裂縫。

2.2.2 收縮變形引發(fā)裂縫

首先是砼的泌水作用，在振搗施工不密實的情況下，會影響到砼內(nèi)部水的溢出，骨料周邊出現(xiàn)較多水囊，在砼逐漸干燥之后，往往在水泥漿與骨料結(jié)合處出現(xiàn)微裂縫。其次是水泥漿的收縮，水泥漿硬化中，水分蒸發(fā)下出現(xiàn)砼塑性收縮，且會受到粗骨料的影響導(dǎo)致結(jié)合面產(chǎn)生裂縫。大量水分蒸發(fā)下，孔隙水中毛細管表面會出現(xiàn)張力變化而收縮產(chǎn)生裂縫。最后就是水分的溢出，引發(fā)砼收縮主要的因素就是水分，水硬化期間不斷膨脹發(fā)酵，水分逐步蒸發(fā)，其中的凝膠體更加干燥，最終形成收縮裂縫。一般情況下砼用水量的影響力相當(dāng)大，水灰比越大則相應(yīng)會加大干縮率。

2.2.3 施工環(huán)境不利

在鋼筋混凝土施工中，如果其施工環(huán)境存在不利因素，產(chǎn)生裂縫的幾率也會進一步加大。常見的不利環(huán)境就是侵蝕性水，混凝土雖有保護層，但其厚度是有限的，在其落實性不良的情況下，溶于水的氧離子、環(huán)境中氯離子等會導(dǎo)致其中鋼筋生銹，產(chǎn)生大于原金屬體積的氧化鐵，而擠壓周邊混凝土產(chǎn)生脹裂、引發(fā)裂縫。這種裂縫被稱為順筋裂縫，一旦產(chǎn)生會加劇鋼筋銹蝕，在惡性循環(huán)下剝落保護層，鋼筋最終也會斷裂，嚴(yán)重影響到建筑結(jié)構(gòu)耐久性。

2.2.4 原材料選用不當(dāng)

水利水電工程施工中，合理選擇原材料是非常必要的，原材料質(zhì)量性能會影響到混凝土安全穩(wěn)定性。一些工程項目中使用了不達標(biāo)的材料，導(dǎo)致工程項目建設(shè)品質(zhì)不符合要求。尤其是在混凝土施工中，原材料選用不當(dāng)會加大工程問題，受外界自然因素影響出現(xiàn)滑坡等問題。

3.水利水電建筑施工砼裂縫防治措施

3.1 合理選用原材料

原材料的選用直接影響著工程施工質(zhì)量，要減少砼裂縫的產(chǎn)生，需要在水利水電工程施工中控制好原材料質(zhì)量。選用中需依據(jù)施工中相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)進行，保證材料的質(zhì)量達標(biāo)，避免出現(xiàn)砼裂縫。施工中通過經(jīng)常性質(zhì)量檢測來加強質(zhì)量把控，可以選擇資質(zhì)良好的廠家建立起長期合作關(guān)系，確保貨源可靠，杜絕施工中使用到劣質(zhì)材料。施工現(xiàn)場也要強化材料管理工作，加大質(zhì)量監(jiān)管力度，在發(fā)現(xiàn)材料存在問題的情況下及時更換，或者采取有效措施修復(fù)有問題的材料。比如可以使用水洗法降低碎石材料粉塵量等，水泥原材料要盡量保證具備良好的抗折能力不易變形，否則容易產(chǎn)生裂縫。同時要注重原材料的儲存管理，控制好環(huán)境溫度、濕度等因素，避免儲存不當(dāng)降低其性能，影響到使用效果。

3.2 優(yōu)化混凝土配比設(shè)計

在工程施工設(shè)計階段，需制定合理的混凝土拌制方案，其中要保證混凝土配比合理。調(diào)制中控制好各項比例參數(shù)，優(yōu)化混凝土配置質(zhì)量。一般可選擇低熱或中熱粉煤灰水泥，水泥用量盡量減少，使水灰比能夠低于0.60。還要對骨料級配進一步改善，可以選擇摻加粉煤灰、減水劑等方式，以節(jié)省其中水泥用量，從而減少其中的水化熱。攪拌中控制好時間，以保證混凝土均勻性良好。具體其配比設(shè)計不僅要滿足施工標(biāo)準(zhǔn)，還應(yīng)保障其耐久性，摻和外加劑可以合理配比，減少溫差因素下收縮裂縫的產(chǎn)生。

3.3 關(guān)注溫度變化

夏季施工中，外界溫度比較高，要特別注意砂石料進入攪拌機的溫度，要避免其溫度過高，對此可采取遮陽和淋水等措施降溫。冬季施工中外界溫度較低，則需對混凝土采取遮蓋措施，在砼強度達到一定水平后取下，以減少裂縫的產(chǎn)生。

3.4 分塊分層施工

水利水電建筑工程可以采取分塊分層方式施工，運用后澆段施工方法，有效劃分模塊和制定基礎(chǔ)，對整個結(jié)構(gòu)分層澆筑、處理，以使其放熱峰值得以分散，避免產(chǎn)生不良擠壓裂縫問題。

3.5 沉陷裂縫預(yù)防

一般在工程地基結(jié)構(gòu)中會出現(xiàn)沉陷裂縫，其對工程結(jié)構(gòu)的安全威脅相當(dāng)大，因此要注意科學(xué)防治。施工中需先分析地基土層性質(zhì)，對軟弱土層進行必要加固處理，提升其強度、承載性能，使用的模板部件、結(jié)構(gòu)也要符合要求，能夠有效支撐地基施工，保證總體結(jié)構(gòu)安全性。

3.6 做好養(yǎng)護工作

完成水利水電建筑工程混凝土施工后，要及時開展對混凝土構(gòu)件的養(yǎng)護工作，以保障施工結(jié)構(gòu)安全穩(wěn)定。受水利水電工程自身特性影響，容易出現(xiàn)集中的水化熱問題，如果缺乏及時有效的處理，會導(dǎo)致混凝土表面有裂縫產(chǎn)生。因此在完成混凝土施工后，需要及時加以養(yǎng)護，比如采取灑水保濕措施或者保溫舉措等，保證混凝土結(jié)構(gòu)質(zhì)量，降低裂縫出現(xiàn)幾率。同時要加固處理項目結(jié)構(gòu)，避免在溫度影響下工程項目穩(wěn)定性減弱。其中的斜向鋼筋、構(gòu)造鋼筋也要加強處理，保證混凝土具備良好抗裂性能，減少裂縫問題。

此外如果施工中發(fā)現(xiàn)出現(xiàn)砼裂縫，就要及時采取鋼芯材料、彈性材料等修補裂縫，避免其發(fā)展下去威脅到項目質(zhì)量安全。

4.結(jié)束語

我國水利水電工程項目不斷增多，要更加關(guān)注其中的安全隱患問題，要進一步掌握砼裂縫的產(chǎn)生原因和類型等，在施工中加強防控，規(guī)范各項施工操作，最大程度上降低裂縫出現(xiàn)幾率。同時要注重科技的發(fā)展應(yīng)用，更有效解決施工中裂縫問題。