水利施工中混凝土裂縫的防治策略分析

肖繼飛

（云南建投第一水利水電建設(shè)有限公司，云南昆明 650000）

水利工程施工周期長、技術(shù)要求高、提升施工質(zhì)量難度大。混凝土為水利工程核心材料，其凝結(jié)質(zhì)量關(guān)乎水利工程整體質(zhì)量，實(shí)際施工進(jìn)程中，易受外界因素影響，如溫度、操作等，其凝結(jié)冷卻后出現(xiàn)裂縫較為常見，難以保證水利工程防水效果，對水利工程使用質(zhì)量及年限造成嚴(yán)重影響。因此，需根據(jù)項目實(shí)際狀況，對混凝土施工中關(guān)鍵點(diǎn)予以把控，進(jìn)行針對性防治，避免產(chǎn)生裂縫。

1 混凝土裂縫防治的必要性

在水利混凝土施工進(jìn)程中，出現(xiàn)裂縫較為常見，是水利工程質(zhì)量核心影響因素。裂縫類型較多，如溫度裂縫、干縮裂縫、塑性裂縫等，其中，干縮裂縫對混凝土結(jié)構(gòu)受損較為嚴(yán)重，多發(fā)生于墻板部位，裂縫深淺不均。多數(shù)水利工程會由于混凝土出現(xiàn)裂縫造成多種不良后果，如坍塌、滲漏等，對人員安全構(gòu)成嚴(yán)重威脅，影響施工效率及質(zhì)量。部分水利工程中，裂縫未造成直觀的影響，但其使混凝土結(jié)構(gòu)受損，遭受外界沖擊刺激下，易發(fā)生安全事故，難以發(fā)揮工程價值。因此，水利工程施工進(jìn)程中，需分析混凝土裂縫形成因素，切實(shí)做到早發(fā)現(xiàn)、早針對，減少混凝土出現(xiàn)裂縫。墻面干縮裂縫形狀圖如圖1所示。

圖1 墻面干縮裂縫形狀圖

2 水利施工中混凝土裂縫的類型及形成因素

2.1 水利施工中混凝土裂縫的類型

2.1.1 干縮裂縫

干縮裂縫通常出現(xiàn)在混凝土養(yǎng)護(hù)兩周后，混凝土在外界因素影響下，其內(nèi)部水分損失較多，造成嚴(yán)重形變，其內(nèi)部濕度變化較小，其形變程度越小。此類型裂縫多以網(wǎng)狀細(xì)小裂縫呈現(xiàn)，其寬度約為0.05～0.2 mm，針對較薄梁板中，主要以短向延伸分布。干縮裂縫降低混凝土滲透能力，進(jìn)一步損傷鋼筋，使混凝土承載能力、持久性大幅度下降。形成此類裂縫的因素較多，如水泥成分、劑量、水灰比等。

2.1.2 塑性收縮裂縫

混凝土凝結(jié)冷卻之前，若其表面損失水分速率過快，易發(fā)生塑性收縮裂縫，此類裂縫多在干熱或大風(fēng)季節(jié)，主要形態(tài)為中間較寬、兩邊細(xì)長，且沒有連續(xù)性，長短不一，最短為20～30 cm，最長為200～300 cm。其主要由于混凝土在完全凝結(jié)前，自身未有較強(qiáng)的強(qiáng)度，在外界因素影響下，使其表面水分丟失速率過快，內(nèi)部濕度短期內(nèi)發(fā)生變化，使混凝土發(fā)生較大收縮形變，其強(qiáng)度難以抵擋自身收縮，形成塑性收縮裂縫。其與凝結(jié)時間、水灰比、溫度等均有關(guān)。

2.1.3 沉陷裂縫

沉陷裂縫形成因素較多，如地基結(jié)構(gòu)不均衡、填土不充實(shí)等，尤其在冬天模板放置于凍土層上，隨著氣溫升高，凍土層逐漸解凍，產(chǎn)生不均衡的沉降，使混凝土形成沉陷裂縫。此種裂縫呈現(xiàn)為貫穿性裂縫，其實(shí)際延伸狀況與沉陷成正比，溫度變更對裂縫的寬度影響不顯著，待地基形變穩(wěn)定后，其沉陷裂縫也定形。

2.1.4 溫度裂縫

混凝土體積較大時，在水熱化影響下，其內(nèi)部產(chǎn)生大量熱量難以散發(fā)，使其內(nèi)部溫度大幅度上升，同時混凝土表面散熱速率較快，內(nèi)外形成較大溫差，散發(fā)熱量不均衡，使其內(nèi)外熱脹冷縮程度不一，造成混凝土產(chǎn)生的拉應(yīng)力不均，拉應(yīng)力值超過混凝土強(qiáng)度最大范圍，造成混凝土出現(xiàn)裂縫，此類主要在施工后階段。裂縫延伸形態(tài)無顯著特征，多以縱橫交錯為主。

2.1.5 施工裂縫

混凝土施工程序較多，施工技術(shù)要求較高，歷經(jīng)制作、脫模、運(yùn)輸?shù)榷鄠€環(huán)節(jié)，受隔離因素影響，出現(xiàn)多形態(tài)裂縫，如橫向、豎向、水平等，其主要由于澆筑之前未浸透、模板與混凝土粘連、堆放位置不當(dāng)、拆模振動較大等均可形成裂縫。

3 水利施工中混凝土裂縫成因

3.1 溫度因素

溫度為混凝土發(fā)生裂縫核心成因，水利工程混凝土在初期凝結(jié)進(jìn)程中，若外界溫度變化較大，對最終凝結(jié)成效具有重要影響，易產(chǎn)生結(jié)構(gòu)裂縫。一般正常狀況下，混凝土結(jié)構(gòu)凝結(jié)拉應(yīng)力與其自身強(qiáng)度相匹配，表明混凝土凝結(jié)正常；混凝土內(nèi)外溫度差異較大，使其表面應(yīng)拉力與其強(qiáng)度相距較大，尤其在凝結(jié)初期，混凝土自身強(qiáng)度較小或并無強(qiáng)度，受外界因素影響，表面散熱較快，內(nèi)部熱量難以散出，使表面拉應(yīng)力超過強(qiáng)度最大值，易出現(xiàn)結(jié)構(gòu)裂縫。兩邊體積較重、中間較輕，是致使混凝土出現(xiàn)裂縫的核心特征。

3.2 材料因素

混凝土施工進(jìn)程中，材料一旦出現(xiàn)問題，易導(dǎo)致配比不當(dāng)，影響混凝土施工質(zhì)量。在配比進(jìn)程中，水泥劑量較多、水灰比較大等，均會對凝結(jié)最終成效造成影響。材料使用不當(dāng)或配比不合適，均會使混凝土收縮程度不均，如泥沙含量較多，使其收縮程度加大?；炷潦湛s程度與內(nèi)外拉應(yīng)力存在較大差異，會增加混凝土結(jié)構(gòu)出現(xiàn)裂縫的風(fēng)險。對材料存放未加以重視，水泥堆放在較為潮濕的區(qū)域，使其強(qiáng)度降低無法滿足施工要求，最終導(dǎo)致結(jié)構(gòu)產(chǎn)生裂縫。

3.3 地質(zhì)因素

地質(zhì)條件與混凝土施工質(zhì)量密切關(guān)聯(lián)，若對其未能加以重視，會給水利工程造成較大損失。立足于混凝土裂縫形成因素層面，若選取地質(zhì)條件不良，如地下水較為豐富、軟土層區(qū)域等，實(shí)施工程中對其地基處理不佳，易發(fā)生不均勻沉降，增加混凝土發(fā)生沉陷裂縫的風(fēng)險。應(yīng)對其加以重視，在具體水利工程施工前，對其地質(zhì)條件進(jìn)行勘察，掌握全方位地質(zhì)資料，為混凝土施工做以保障。

3.4 人員因素

人員為混凝土施工核心因素，在實(shí)際施工進(jìn)程中，受人為因素影響，出現(xiàn)混凝土裂縫較多，為水利工程質(zhì)量保證首要解決的問題。在混凝土施工進(jìn)程中，未嚴(yán)格根據(jù)施工規(guī)范及標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行操作，易使最終凝結(jié)冷卻效果不佳。大體積混凝土施工時，施工若未標(biāo)準(zhǔn)化、規(guī)范化，易使混凝土結(jié)構(gòu)出現(xiàn)裂縫。管理進(jìn)程中未能對混凝土施工嚴(yán)格把控，對其細(xì)部未加以關(guān)注，養(yǎng)護(hù)進(jìn)程中缺乏預(yù)防及保護(hù)體系，會使混凝土抗壓能力下降，最終養(yǎng)護(hù)效果不佳，增加混凝土出現(xiàn)裂縫的風(fēng)險。

4 水利施工中混凝土裂縫的控制策略

4.1 加強(qiáng)施工設(shè)計，規(guī)范施工流程

水利工程設(shè)計進(jìn)程中，應(yīng)根據(jù)項目實(shí)際狀況，嚴(yán)格根據(jù)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)及規(guī)范，對混凝土進(jìn)行設(shè)計，形成完善的施工流程，保障混凝土施工質(zhì)量。在具體設(shè)計進(jìn)程中，應(yīng)全方位掌握項目環(huán)節(jié)全方位掌握，將其施工中各個環(huán)節(jié)及薄弱環(huán)節(jié)加以管控，對易出現(xiàn)裂縫部位加強(qiáng)關(guān)注及防治措施，提前管控將影響混凝土產(chǎn)生裂縫因素，減少混凝土結(jié)構(gòu)出現(xiàn)裂縫。應(yīng)對其結(jié)構(gòu)進(jìn)行加固鋼筋設(shè)計，根據(jù)施工實(shí)際狀況，對其施工技術(shù)進(jìn)行科學(xué)設(shè)計，明確加固流程，減少低配鋼筋對混凝土拉應(yīng)力的影響，降低混凝土出現(xiàn)裂縫概率。

4.2 以施工規(guī)范為準(zhǔn)，科學(xué)設(shè)置配比

混凝土配合比對混凝土施工質(zhì)量較為重要，在具體施工進(jìn)程中，對材料質(zhì)量、配比要求較高。為杜絕混凝土結(jié)構(gòu)出現(xiàn)裂縫，施工材料選取時，不能將價格歸類為唯一評判標(biāo)準(zhǔn)，實(shí)際采購前，需將市場實(shí)際狀況了解，核查各個供應(yīng)商資質(zhì)，對其質(zhì)量加以控制，材料進(jìn)行配比時，應(yīng)嚴(yán)格根據(jù)相關(guān)國家標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行操作。若使用的骨料收縮能力較大時，可根據(jù)實(shí)際狀況增大水灰比，為混凝土凝結(jié)效果提供支撐；外加劑選取層面應(yīng)選取活動性混合材料為宜，如煤灰等，可提升混凝土水熱化進(jìn)程中溫度，縮減混凝土結(jié)構(gòu)內(nèi)外溫差，降低發(fā)生裂縫概率。若有必要可根據(jù)施工實(shí)際狀況，配備一定數(shù)量的鋼筋，以增強(qiáng)混凝土拉應(yīng)力，使其內(nèi)外拉應(yīng)力處于均衡狀態(tài)，防止產(chǎn)生裂縫。

4.3 定期進(jìn)行檢查，實(shí)現(xiàn)實(shí)時管控

水利工程施工進(jìn)程中，應(yīng)對其是否發(fā)生裂縫加以關(guān)注，實(shí)時觀測混凝土凝結(jié)后是否存在深層裂縫、貫穿裂縫等，若發(fā)生存在此類現(xiàn)象，應(yīng)采取針對性解決措施。深層裂縫可通過將其鋼筋去除，重新進(jìn)行澆筑鋪設(shè)；表面出現(xiàn)裂縫可直接進(jìn)行澆筑。應(yīng)對混凝土凝結(jié)全過程進(jìn)行實(shí)時關(guān)注，根據(jù)實(shí)際狀況進(jìn)行科學(xué)養(yǎng)護(hù)，混凝土凝結(jié)初期，其強(qiáng)度通常較小或無強(qiáng)度，可適當(dāng)增加濕度，以提升其內(nèi)部拉應(yīng)力，確保內(nèi)外拉應(yīng)力統(tǒng)一，通過適當(dāng)增加水分、鋪設(shè)塑料薄膜，以實(shí)現(xiàn)保濕目標(biāo)。此外，對裂縫形成應(yīng)加以控制，其主要涉及以下幾方面：（1）溫度裂縫控制。根據(jù)施工實(shí)際狀況，布設(shè)相應(yīng)的保溫裝置，針對易出現(xiàn)裂縫的部位，通過增加相應(yīng)的鋼筋加固，減少內(nèi)部拉應(yīng)力值差距。（2）干縮裂縫控制?？刂撇牧吓浜媳?，澆筑完成后應(yīng)觀察凝結(jié)狀況，適當(dāng)給予水分確保濕度，根據(jù)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)實(shí)施填埋、壓實(shí)等，對混凝土進(jìn)行二次抹壓。（3）塑性裂縫控制。主要以澆筑進(jìn)程中振搗為核心，確保振搗質(zhì)量。

4.4 適當(dāng)實(shí)施修補(bǔ)，進(jìn)行專項處理

在實(shí)際施工進(jìn)程中，混凝土結(jié)構(gòu)出現(xiàn)裂縫，應(yīng)對其加以修復(fù)，根據(jù)實(shí)際狀況，選取合適的裂縫處理措施，如表面覆蓋、填充等，減少混凝土裂縫對工程整體質(zhì)量影響。覆蓋法主要適用于淺層裂縫，將其表明裂縫進(jìn)行打磨，再填充裂縫；填充法主要將裂縫進(jìn)行開鑿操作，使其呈現(xiàn)為特定的槽型，待槽型處理完畢后，將其材料注入即可。

5 結(jié)語

水利工程中，混凝土施工質(zhì)量對其工程整體質(zhì)量較為關(guān)鍵，若其施工中出現(xiàn)裂縫，易造成工程坍塌、滲透等不良狀況，使水利工程價值難以發(fā)揮。施工進(jìn)程中，應(yīng)根據(jù)實(shí)際狀況，對其施工各環(huán)節(jié)加以控制，在易出現(xiàn)裂縫部位，應(yīng)制定針對性防治措施，避免混凝土結(jié)構(gòu)出現(xiàn)裂縫，保障水利工程順利實(shí)施。