水利施工中混凝土裂縫的防治技術(shù)分析

何守貫

（中國(guó)水利水電第七工程局有限公司，四川 成都 610213 ）

0 引言

在水利施工中，混凝土裂縫的類型有很多，與此同時(shí)導(dǎo)致混凝土裂縫出現(xiàn)的原因也有很多，其中包括材料原因、技術(shù)原因，還包括工程管理原因等。

1 常見(jiàn)的水利施工中混凝土裂縫類型

1.1 塑性收縮裂縫

所謂的塑性收縮形成裂縫實(shí)際上主要指的是混凝土在完成澆筑操作之后，由于一直處于塑性狀態(tài)之下而產(chǎn)生的裂縫類型。這類裂縫的主要形成原因還是在于混凝土這種材料在遇到外界風(fēng)力因素或者溫度因素等影響之后，其表面的水分會(huì)被迅速蒸發(fā)，進(jìn)而導(dǎo)致整個(gè)混凝土表面的局部應(yīng)力加大，換言之，當(dāng)混凝土材料表面水分的蒸發(fā)速度遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)泌水速度的時(shí)候就會(huì)產(chǎn)生較大的局部應(yīng)力，進(jìn)而導(dǎo)致塑性收縮裂縫的出現(xiàn)。通常情況下，這類裂縫的長(zhǎng)度最長(zhǎng)可以達(dá)到三米或者三米以上，最短的在30 毫米左右，主要的特征就是裂縫兩端相對(duì)比較淺細(xì)，裂縫的中間部門最寬，而這類裂縫最常出現(xiàn)于夏季施工時(shí)期，或者如果施工現(xiàn)場(chǎng)的風(fēng)力較大的話也會(huì)容易出現(xiàn)這類裂縫。

1.2 干縮性裂縫

干縮性裂縫主要出現(xiàn)在混凝土養(yǎng)護(hù)后期或者養(yǎng)護(hù)結(jié)束后的一段時(shí)期內(nèi)，主要是因?yàn)樵诨炷琉B(yǎng)護(hù)的后期或者養(yǎng)護(hù)結(jié)束的初期階段混凝土往往是處于長(zhǎng)時(shí)間暴露在空氣中的狀態(tài)，這種暴露自然會(huì)導(dǎo)致混凝土更容易受到外界環(huán)境因素的影響和干擾。一般情況下，如果混凝土的水分流失相對(duì)較小或者其內(nèi)部濕度變化較小的話往往不會(huì)出現(xiàn)大面積的變形或者裂縫情況出現(xiàn)，但是如果外部氣候條件不利，混凝土出現(xiàn)大面積的水分流失并且嚴(yán)重影響到其內(nèi)部濕度的話，就很可能導(dǎo)致出現(xiàn)大范圍的干縮性裂縫。

1.3 沉陷式裂縫

沉陷式裂縫通常都是由于地基出現(xiàn)下沉而引起的，而導(dǎo)致地基下沉的主要原因則是由于地基在回填的過(guò)程中，相關(guān)技術(shù)人員沒(méi)有及時(shí)控制地基回填材料的含水量或者是選擇的回填土質(zhì)材料質(zhì)量不達(dá)標(biāo)所導(dǎo)致的。與此同時(shí)，如果選擇的施工模板的質(zhì)量不符合規(guī)范或者模板支撐間距不合理也會(huì)容易引發(fā)沉陷式裂縫的大范圍出現(xiàn)。而且相較于其他時(shí)期來(lái)說(shuō)，冬季施工會(huì)加劇沉陷式裂縫出現(xiàn)的可能性，形狀具體表現(xiàn)為貫穿形狀的裂縫，裂縫的走向與整體地基的沉陷走向保持一致，如果遇到比較嚴(yán)重的裂縫沉陷情況，還可能導(dǎo)致混凝土出現(xiàn)錯(cuò)位情況，并且伴隨著地基沉降量的不斷加大導(dǎo)致裂縫的寬度不斷增加。結(jié)合相關(guān)實(shí)踐調(diào)研可以基本得出，溫度因素一般不會(huì)對(duì)沉陷式裂縫產(chǎn)生影響，并且當(dāng)?shù)鼗_(dá)到基本穩(wěn)定的狀態(tài)之后，沉陷式裂縫也會(huì)趨于穩(wěn)定，不會(huì)出現(xiàn)較大的變動(dòng)。

1.4 剪切式裂縫

剪切式裂縫的最大特征就是其形狀比較整齊，類似整齊剪切過(guò)的斜縫，因此又被稱之為斜縫，一般出現(xiàn)在混凝土較大的剪切應(yīng)力位置。在水利工程中，剪切裂縫通常出現(xiàn)在水壩中部左右的位置，大部分剪切裂縫往往都是由于水的沖擊應(yīng)力引起的，并且會(huì)沿著中性軸持續(xù)開(kāi)裂。在儲(chǔ)層蓄水量不斷加大的背景下，裂縫的長(zhǎng)度與數(shù)量也會(huì)不斷延伸與發(fā)展。因此，在剪切裂縫出現(xiàn)之后，相關(guān)技術(shù)人員需要保持高度警惕，如果剪切裂縫與水利工程的壓力區(qū)十分接近的話，那么不管裂縫發(fā)展的趨勢(shì)如何都務(wù)必需要及時(shí)采取與之相對(duì)應(yīng)的加固措施。

2 水利施工中混凝土裂縫的形成原因

2.1 施工材料質(zhì)量問(wèn)題

在水利工程施工過(guò)程中，一般情況下都會(huì)用到大量的水泥、砂石來(lái)共同配比成一定比例的混凝土，水泥和砂石這些原材料的質(zhì)量將直接決定混凝土的質(zhì)量。如果水泥、砂石的質(zhì)量不符合相關(guān)的施工標(biāo)準(zhǔn)的話，比如水泥的強(qiáng)度不符合使用規(guī)范，或者水泥在存儲(chǔ)過(guò)程中出現(xiàn)受潮和過(guò)期等問(wèn)題，會(huì)直接導(dǎo)致混凝土的強(qiáng)度無(wú)法達(dá)到水利工程的設(shè)計(jì)目標(biāo)和使用標(biāo)準(zhǔn)，此時(shí)的混凝土即使使用了也會(huì)產(chǎn)生大量的裂縫等質(zhì)量問(wèn)題。因此，在制作水利工程使用的混凝土之前，需要嚴(yán)格把控水泥、砂石等原材料的質(zhì)量，確保質(zhì)量符合使用標(biāo)準(zhǔn)之后才能夠進(jìn)入到施工現(xiàn)場(chǎng)被采用。

2.2 混凝土材料的配比問(wèn)題

相較于原材料的質(zhì)量和規(guī)格，不合理的原材料配比所形成的混凝土在使用過(guò)程中也會(huì)存在一定的裂縫等質(zhì)量隱患，水利工程項(xiàng)目所使用的混凝土都需要經(jīng)過(guò)嚴(yán)格的配比才能夠投入使用，如果配比的原材料比例不符合標(biāo)準(zhǔn)，很容易導(dǎo)致裂縫的出現(xiàn)。比如如果在混凝土中使用水泥的用量過(guò)大，砂石的用量過(guò)小的話，就會(huì)導(dǎo)致混凝土的強(qiáng)度和骨料種類不夠合理。由此可見(jiàn)，不同原材料在混凝土配制中所占的比例與混凝土的質(zhì)量來(lái)說(shuō)具有很強(qiáng)的關(guān)聯(lián)性，不合理的配比會(huì)導(dǎo)致混凝土質(zhì)量下降，從而對(duì)水利工程的質(zhì)量產(chǎn)生巨大影響。

2.3 施工技術(shù)問(wèn)題

造成水利工程混凝土出現(xiàn)裂縫的原因有很多，其中包括外界氣候因素導(dǎo)致的水分蒸發(fā)的加劇以及水泥和砂石的配比不合理等因素，但是施工技術(shù)的熟練程度也是導(dǎo)致水利工程中混凝土出現(xiàn)裂縫的主要原因之一。常見(jiàn)的施工技術(shù)問(wèn)題包括在水利工程項(xiàng)目施工過(guò)程中對(duì)混凝土所采取的攪拌振實(shí)操作等，如果這些技術(shù)操作不夠熟練或者存在一定的缺陷與漏洞將會(huì)直接導(dǎo)致混凝土出現(xiàn)裂縫等質(zhì)量問(wèn)題。

3 水利施工中混凝土裂縫的防治技術(shù)分析

3.1 嚴(yán)格控制材料質(zhì)量與配比，強(qiáng)化監(jiān)督

眾所周知，在水利工程項(xiàng)目施工過(guò)程中會(huì)使用到大量的混凝土材料，而混凝土實(shí)際上是一種由砂石和水泥經(jīng)過(guò)不同比例配置成的綜合性材料，在這一過(guò)程中，水泥沙石的質(zhì)量以及水泥沙石的具體配置比例都會(huì)在一定程度上直接影響到混凝土的性能和質(zhì)量，進(jìn)而直接影響水利工程項(xiàng)目的施工質(zhì)量，如果混凝土材料的質(zhì)量達(dá)不到實(shí)際的工程施工標(biāo)準(zhǔn)的話，最明顯的一個(gè)問(wèn)題就是會(huì)導(dǎo)致大量混凝土裂縫的出現(xiàn)。因此，在水利施工過(guò)程中務(wù)必需要做好對(duì)混凝土材料的質(zhì)量控制工作。當(dāng)時(shí)結(jié)合相關(guān)的實(shí)踐調(diào)研不難發(fā)現(xiàn)的，近幾年來(lái)，城市化進(jìn)程的不斷加快導(dǎo)致水利工程項(xiàng)目的數(shù)量也急劇增加，這在為廣大施工單位帶來(lái)新的發(fā)展機(jī)遇的同時(shí)，也在無(wú)形之中加大了其業(yè)務(wù)量，這就導(dǎo)致很多施工單位在進(jìn)行材料選擇與材料配置方面不夠上心，過(guò)于粗糙。還有一個(gè)原因則是大部分施工單位在經(jīng)濟(jì)利益的趨勢(shì)下，忽略了水利工程施工過(guò)程中對(duì)材料質(zhì)量的要求和標(biāo)準(zhǔn)，片面追求經(jīng)濟(jì)效益，導(dǎo)致混凝土的質(zhì)量得不到保障。

比如，為了能夠最大程度地降低施工過(guò)程中由于“偷工減料”導(dǎo)致的混凝土裂縫問(wèn)題，相關(guān)施工單位可以通過(guò)成立“專項(xiàng)監(jiān)督小組”的方式來(lái)提高對(duì)整個(gè)原材料采購(gòu)以及配比流程的監(jiān)督與管理。在整個(gè)過(guò)程中，需要從所有工作人員中選拔出兼具較強(qiáng)的業(yè)務(wù)素養(yǎng)和較高的職業(yè)道德的員工來(lái)組成該“專項(xiàng)監(jiān)督小組”，確保監(jiān)督管理工作的公正性和專業(yè)性。而對(duì)于該小組的成員來(lái)說(shuō)，在開(kāi)展具體的工作過(guò)程中，則可以通過(guò)采取“不定期”和“抽檢”的方式來(lái)最大程度地降低監(jiān)督管理工作的規(guī)律性，避免施工人員弄虛作假，影響監(jiān)督結(jié)果。其中不僅僅要對(duì)原材料采購(gòu)質(zhì)量、采購(gòu)類型以及最終配比成果進(jìn)行檢查和核對(duì)，更重要的需要對(duì)相關(guān)采購(gòu)流程、配比流程進(jìn)行監(jiān)督與管理，確保施工操作的規(guī)范性。針對(duì)于存在的不符合規(guī)定的行為，監(jiān)督小組的成員需要將責(zé)任落實(shí)到個(gè)人，及時(shí)進(jìn)行懲處。

3.2 提高施工技術(shù)，強(qiáng)化技術(shù)培訓(xùn)

施工技術(shù)對(duì)于水利工程項(xiàng)目的施工質(zhì)量和使用安全影響重大，現(xiàn)階段，由于工程項(xiàng)目數(shù)量的不斷增加導(dǎo)致很多施工單位在進(jìn)行施工人員的選拔與招聘的過(guò)程中忽略了對(duì)部分人員專業(yè)技術(shù)素養(yǎng)的關(guān)注于導(dǎo)致，這就使得很多施工單位的整體施工技術(shù)難以滿足水利工程的施工需求和施工標(biāo)準(zhǔn)，甚至部分施工單位中的施工人員還存在零經(jīng)驗(yàn)的現(xiàn)象，這種情況的頻繁出現(xiàn)不僅僅會(huì)嚴(yán)重影響水利工程的施工質(zhì)量，比如各種混凝土裂縫的出現(xiàn)；更重要的是還會(huì)造成一定的安全隱患，對(duì)于施工人員的生命健康具有直接的威脅。因此，相關(guān)施工團(tuán)隊(duì)在相關(guān)水利工程項(xiàng)目的施工過(guò)程中，要想提升施工質(zhì)量以及避免混凝土裂縫的出現(xiàn)，需要從嚴(yán)抓施工技術(shù)入手，一方面要不斷提升現(xiàn)有施工團(tuán)隊(duì)的整體技術(shù)素養(yǎng)和專業(yè)素養(yǎng)，另一方面則可以通過(guò)不斷引入更加優(yōu)質(zhì)的技術(shù)人員的方式來(lái)提升施工團(tuán)隊(duì)的整體施工水平。

比如，針對(duì)于水利工程混凝土裂縫問(wèn)題頻發(fā)這一現(xiàn)象，相關(guān)施工團(tuán)隊(duì)可以通過(guò)開(kāi)展“定期技術(shù)培訓(xùn)”和“重點(diǎn)項(xiàng)目培訓(xùn)”相結(jié)合的方式來(lái)提升施工團(tuán)隊(duì)的整體技術(shù)素養(yǎng)。在整個(gè)過(guò)程中，所謂的“定期培訓(xùn)”實(shí)際上指的就是施工單位需要結(jié)合施工人員的實(shí)際技術(shù)素養(yǎng)和綜合實(shí)踐能力通過(guò)定期組織開(kāi)展相關(guān)的“主題講座”的方式來(lái)提升其整體施工水平。其中可以通過(guò)邀請(qǐng)水利工程項(xiàng)目領(lǐng)域的專家學(xué)者向廣大施工人員科普當(dāng)前階段最前沿的施工技巧和施工理論來(lái)不斷拓展與延伸一線工人的整體素質(zhì)；還可以通過(guò)邀請(qǐng)優(yōu)秀技術(shù)人員以“經(jīng)驗(yàn)分享”的方式向大家詳細(xì)闡述關(guān)于混凝土裂縫如何更好避免的施工技術(shù)，促進(jìn)彼此間的互相學(xué)習(xí)和互相進(jìn)步。而“重點(diǎn)項(xiàng)目培訓(xùn)”指的則是施工單位在接到具體的水利工程項(xiàng)目之后，需要召集參與該項(xiàng)目的所有施工人員以“動(dòng)員大會(huì)”的形式對(duì)其進(jìn)行重點(diǎn)培訓(xùn)。相較于日常的“定期培訓(xùn)”，“重點(diǎn)培訓(xùn)”更傾向于結(jié)合具體的工程項(xiàng)目進(jìn)行講解和分析，一方面包含對(duì)項(xiàng)目實(shí)際情況的闡述，比如項(xiàng)目所處的地理位置以及地形地貌和基礎(chǔ)氣候條件等內(nèi)容；另一方面包含對(duì)項(xiàng)目施工技術(shù)和施工流程的闡述，比如針對(duì)于該項(xiàng)目的混凝土配置比例和混凝土澆灌技巧等內(nèi)容。還可以通過(guò)二輪篩選的方式，在培訓(xùn)之后對(duì)施工人員進(jìn)行技術(shù)考核，針對(duì)于不合格的施工人員可以采取“踢出項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)”或“強(qiáng)化培訓(xùn)學(xué)習(xí)”等方式進(jìn)行處理，直到其能夠達(dá)到施工標(biāo)準(zhǔn)才能允許其進(jìn)入施工現(xiàn)場(chǎng)。

3.3 完善預(yù)案，做好后期防護(hù)

在水利工程施工項(xiàng)目過(guò)程中，僅僅依靠前期的技術(shù)完善和材料完善其實(shí)也很難實(shí)現(xiàn)對(duì)混凝土裂縫現(xiàn)象的百分之百避免，在工程后期或者投入使用過(guò)程中，由于氣候條件因素以及地形地勢(shì)變化因素等外部因素的影響，水利工程項(xiàng)目還是很容易出現(xiàn)混凝土裂縫的問(wèn)題。換言之，精進(jìn)施工技術(shù)和精準(zhǔn)進(jìn)行原材料篩選與配比只能夠從一定程度上降低混凝土出現(xiàn)裂縫的可能性，但是不能杜絕混凝土裂縫的出現(xiàn)。針對(duì)于這種情況，相關(guān)施工團(tuán)隊(duì)就需要防患于未然，在裂縫出現(xiàn)之前，在完善施工技術(shù)和原材料配比工作的基礎(chǔ)上，完善實(shí)際水利工程項(xiàng)目的設(shè)計(jì)預(yù)案，其中不僅僅包括對(duì)正式施工環(huán)節(jié)與施工流程的設(shè)計(jì)與規(guī)劃，更重要的是包括對(duì)工程后期防護(hù)和修繕?lè)桨傅脑O(shè)計(jì)與完善。其中首先需要確定是具體水利工程項(xiàng)目的混凝土可允許裂縫寬度，之后的設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)與施工標(biāo)準(zhǔn)都需要圍繞在該寬度標(biāo)準(zhǔn)上進(jìn)行，這樣做不僅僅能夠有效控制水利工程項(xiàng)目中混凝土裂縫的出現(xiàn)，還能夠?yàn)楹笃诘姆雷o(hù)工作奠定堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。與此同時(shí)，還要強(qiáng)化對(duì)水利工程項(xiàng)目的實(shí)時(shí)觀察與定期維護(hù)，當(dāng)發(fā)現(xiàn)混凝土裂縫的時(shí)候，需要嚴(yán)格按照預(yù)定的設(shè)計(jì)預(yù)案對(duì)其進(jìn)行科學(xué)和專業(yè)的防護(hù)與治理。

比如，針對(duì)于水利工程中相關(guān)建筑物表層出現(xiàn)的混凝土裂縫，相關(guān)技術(shù)人員需要嚴(yán)格按照實(shí)際的施工標(biāo)準(zhǔn)和設(shè)計(jì)預(yù)案開(kāi)展相關(guān)的治理工作。在整個(gè)過(guò)程中，技術(shù)人員主要采取的就是通過(guò)在出現(xiàn)裂縫的混凝土表面增加一層或者多層水泥砂漿或者細(xì)石混凝土面層的原理彌補(bǔ)混凝土表面的裂縫，避免裂縫的進(jìn)一步擴(kuò)大，也避免滲水以及漏水現(xiàn)象的出現(xiàn)。在具體操作的時(shí)候，技術(shù)人員需要先對(duì)出現(xiàn)裂縫的混凝土表面進(jìn)行鑿毛處理，所謂的鑿毛實(shí)際上指的就是沿著出現(xiàn)裂縫的混凝土表面鑿除一道深度大約在25 毫米，寬度在200 毫米左右的凹槽。在這個(gè)過(guò)程中，技術(shù)人員還需要配合使用鋼絲刷和高壓水清洗凹槽，使其保持濕潤(rùn)。之后還需要在凹槽上刷上一層水泥砂漿，在刷漿過(guò)程中需要嚴(yán)格控制水泥砂漿的比例保持在1:2 左右，并且至少涂抹3 層左右，一般情況下需要保證水泥砂漿的涂抹總厚度保持在15 毫米以上。最后，技術(shù)人員還需要采用鋼抹子對(duì)其進(jìn)行壓密磨光處理，與此同時(shí)需要進(jìn)行必要的覆蓋并適當(dāng)進(jìn)行灑水養(yǎng)護(hù)，一方面能夠強(qiáng)化該層水泥砂漿的防水性能，另一方面也能夠避免混凝土裂縫的擴(kuò)大化，實(shí)現(xiàn)對(duì)混凝土裂縫的有效防護(hù)與治理。

4 總結(jié)

對(duì)于施工單位來(lái)說(shuō)，要想切實(shí)避免混凝土裂縫的出現(xiàn)，需要從原材料的選擇與配比上提高關(guān)注與重視，通過(guò)嚴(yán)格控制施工流程以及提高施工技術(shù)來(lái)切實(shí)保障混凝土的最終施工質(zhì)量，從而最大程度地降低混凝土裂縫出現(xiàn)的可能性。