水利工程施工中混凝土裂縫控制技術(shù)分析

韓業(yè)慶

南水北調(diào)東線山東干線有限責(zé)任公司 山東濟(jì)南 250109

1 裂縫防治重要性與必要性

在當(dāng)前的水利工程當(dāng)中，混凝土裂縫現(xiàn)象經(jīng)常發(fā)生，已成為影響水利工程質(zhì)量的重要因素。對(duì)于裂縫的種類，主要分為溫度、干縮和塑性裂縫3種。其中，溫度裂縫還可分為外約束與內(nèi)約束。相比之下，外約束裂縫可能造成的損害相對(duì)較大，極易導(dǎo)致水利工程設(shè)施產(chǎn)生坍塌或滲漏。干縮裂縫通常產(chǎn)生于墻板處，不規(guī)則，呈放射或龜裂狀，深度不一，大多為成片產(chǎn)生，會(huì)對(duì)結(jié)構(gòu)造成嚴(yán)重?fù)p害。此外，干縮裂縫還會(huì)產(chǎn)生于埋管處、框架處和梁柱處，裂縫方向一般和約束應(yīng)力的方向保持一致。塑性裂縫是由混凝土收縮與塌落產(chǎn)生的。在混凝土凝結(jié)過程中，由于受到外力的持續(xù)擠壓作用，內(nèi)部應(yīng)力不斷發(fā)生變化引起沉降。沉降產(chǎn)生后，混凝土將沿著應(yīng)力方向出現(xiàn)塑性裂縫。另外，如果施工時(shí)操作不當(dāng)，將對(duì)混凝土的正常收縮造成影響，引起塑性裂縫。一般情況下這種裂縫的縫寬為0.5-2.0mm，大多產(chǎn)生于結(jié)構(gòu)表面，危害較輕。很多水利工程都由于混凝土結(jié)構(gòu)產(chǎn)生裂縫而發(fā)生坍塌或滲漏，對(duì)工程質(zhì)量造成影響。一些裂縫雖然不會(huì)對(duì)工程帶來直接影響，但會(huì)使結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性大幅下降，如果受到洪水和地震的侵襲，將使結(jié)構(gòu)失穩(wěn)發(fā)生倒塌?；诖?，在工程施工中，應(yīng)做好裂縫成因分析，確定所有可能導(dǎo)致裂縫產(chǎn)生的原因，以此做到對(duì)癥下藥，減小裂縫產(chǎn)生幾率。在實(shí)際施工中必須做好裂縫控制工作，根據(jù)相關(guān)規(guī)范的要求對(duì)發(fā)現(xiàn)的裂縫進(jìn)行處理，以此在最大程度上降低裂縫可能對(duì)工程質(zhì)量造成的影響。

2 影響混凝土裂縫的原因

2.1 沉陷引發(fā)的裂縫

通常來說，混凝土易在冬季出現(xiàn)沉陷裂縫，這是因?yàn)閮鐾两鈨龆斐蓛?nèi)部結(jié)構(gòu)的沉陷，進(jìn)而引發(fā)裂紋，而裂紋一般比較深，還會(huì)造成錯(cuò)位現(xiàn)象，其寬度對(duì)沉降量產(chǎn)生直接影響。通常來說，只有遇到沉陷裂縫時(shí)，才會(huì)使得沉降量出現(xiàn)變化。此外，混凝土地基的不均勻性也會(huì)引發(fā)混凝土結(jié)構(gòu)分縫間距的增加，進(jìn)而出現(xiàn)不均勻沉降問題。

2.2 溫度方面的因素

溫度是引起裂縫的主要因素，在水利施工過程中，混凝土初凝時(shí)如果溫度突然產(chǎn)生變化，或溫度相對(duì)較差，將對(duì)凝結(jié)效果造成很大影響，進(jìn)而引起裂縫。在正常的溫度條件下，混凝土凝結(jié)時(shí)結(jié)構(gòu)表面拉應(yīng)力和內(nèi)部拉應(yīng)力基本相同，此時(shí)能確保凝結(jié)過程正常完成；而當(dāng)溫度差異相對(duì)較大時(shí)，由于表面和內(nèi)部的拉應(yīng)力有所不同，如果超出混凝土自身抗裂極限，將導(dǎo)致混凝土產(chǎn)生開裂。因溫度方面因素產(chǎn)生的裂縫通常表現(xiàn)出兩端較重但中間較輕的特點(diǎn)，在溫度相對(duì)較高的區(qū)域，裂縫產(chǎn)生可能性相對(duì)較大，并且裂縫的程度也相比較大。

2.3 凝結(jié)過程產(chǎn)生的裂縫

水利工程施工時(shí)，混凝土在凝固過程中，其自身材料質(zhì)量會(huì)對(duì)工程整體質(zhì)量產(chǎn)生直接影響，還會(huì)影響到凝結(jié)效果。一旦在凝固時(shí)質(zhì)量產(chǎn)生變化，就會(huì)導(dǎo)致裂縫問題。同時(shí)，還會(huì)造成溫度的降低，使裂縫不斷擴(kuò)張，并影響到水利工程的整體質(zhì)量。

3 混凝土裂縫控制技術(shù)

3.1 準(zhǔn)備工作

水利工程施工過程中，要嚴(yán)格對(duì)質(zhì)量進(jìn)行把關(guān)，提升構(gòu)件質(zhì)量，以保證其不產(chǎn)生應(yīng)力集中的現(xiàn)象。另外，還要對(duì)收縮能力進(jìn)行優(yōu)化。這是因?yàn)榱芽p問題大都是由于收縮引發(fā)的。所以，通過強(qiáng)化收縮能力來控制裂縫問題。例如，可在配制過程中，加入一些外加劑，以提升混凝土的強(qiáng)度與剛度。

3.2 規(guī)范混凝土澆筑施工

混凝土施工過程中操作將對(duì)其結(jié)構(gòu)性能產(chǎn)生影響，因此混凝土澆筑施工中必須對(duì)其施工技術(shù)加以規(guī)范。如在進(jìn)行基巖面澆筑時(shí)，就需要在其上鋪設(shè)水泥砂漿，并將其厚度控制在2至3厘米。對(duì)于大體積混凝土的澆筑，施工中必須嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)厚度、規(guī)定的順序與方向進(jìn)行分層澆筑，同時(shí)澆筑期間不能向倉內(nèi)加水。如果水利施工現(xiàn)場(chǎng)溫度高于20℃，則混凝土澆筑的間隔時(shí)間必須根據(jù)混凝土材料的類型進(jìn)行嚴(yán)格控制，以避免間隔時(shí)間過長導(dǎo)致其結(jié)構(gòu)出現(xiàn)深層裂縫。最后，還需要對(duì)澆筑完成的混凝土進(jìn)行嚴(yán)密的振搗，確保每一個(gè)位置都振搗到位。

3.3 溫度控制

①澆筑混凝土?xí)r，應(yīng)盡量減少其分層厚度，以使其更好地進(jìn)行散熱。此外，完成澆筑后，還要進(jìn)行保溫處理。在攪拌砂石骨料的過程中，還要對(duì)其進(jìn)行冷卻，避免由于溫度變化影響到其質(zhì)量。②在澆筑過程中，還要根據(jù)工程實(shí)際，加入適當(dāng)?shù)幕瘜W(xué)材料，以完善內(nèi)部水泥現(xiàn)狀。③對(duì)混凝土施工時(shí)間與環(huán)境進(jìn)行優(yōu)化，并根據(jù)工程實(shí)際，尤其是所處的環(huán)境，對(duì)施工時(shí)間進(jìn)行明確。

3.4 澆筑施工技術(shù)

為有效對(duì)裂縫進(jìn)行控制，就要強(qiáng)化混凝土澆筑施工技術(shù)。在進(jìn)行澆筑時(shí)，常采取分層、分段及推移施工的方法。應(yīng)用分層澆筑施工技術(shù)能提升工程質(zhì)量。而大壩所使用的是分層澆筑，需注意的是，對(duì)分層厚度與間隔澆筑的時(shí)間進(jìn)行明確，減少裂縫的發(fā)生。除此以外，天氣也會(huì)對(duì)澆筑的質(zhì)量產(chǎn)生直接影響。因此，在進(jìn)行澆筑施工時(shí)，要選擇溫度適宜的天氣，避免溫濕度對(duì)混凝土造成的影響。一般來說，所要澆筑的時(shí)間需控制在5h內(nèi)。另外，完成澆筑以后，還要及時(shí)對(duì)其表面進(jìn)行清理。

3.5 采取必要的早期養(yǎng)護(hù)措施

對(duì)于混凝土裂縫的防治一般越早越好，所以在水利施工中一般需要采取早期養(yǎng)護(hù)措施。一方面，水利施工中應(yīng)盡可能采用蓄水、流水的方式來保持混凝土構(gòu)件的濕潤情況，避免其水分喪失過度而出現(xiàn)裂縫。另一方面，在混凝土養(yǎng)護(hù)周期內(nèi)需要根據(jù)混凝土構(gòu)件的體積采取必要的降溫措施，以避免混凝土結(jié)構(gòu)水熱化現(xiàn)象所引發(fā)的裂縫。

4 結(jié)語

綜上所述，水利工程施工建設(shè)對(duì)我國經(jīng)濟(jì)發(fā)展目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)產(chǎn)生直接影響，因此，對(duì)各環(huán)節(jié)都要引起足夠重視。作為施工過程中的重要原材料，混凝土的質(zhì)量對(duì)工程整體質(zhì)量產(chǎn)生直接影響，針對(duì)混凝土裂縫的產(chǎn)生原因進(jìn)行深入分析，同時(shí)，采用有效的控制方法，避免裂縫問題的產(chǎn)生，還要引入先進(jìn)技術(shù)，減少裂縫的發(fā)生，促進(jìn)水利工程的持續(xù)發(fā)展。