水利施工中混凝土裂縫防治技術的分析

張 軍 蔣振民

（黑龍江省水利第二工程處，黑龍江 齊齊哈爾 160302）

1 混凝土裂縫的產生原因

1.1 外荷載引起裂縫

在水利工程施工過程中，由于外荷載的直接應力及結構次應力會引起裂縫，此種裂縫較為普遍，具有形式多樣性、發育不均勻等特點。按照形成原因來講，可將此種裂縫分為應力裂縫及次應力裂縫。

1.2 混凝土收縮引起裂縫

在水利工程實際施工過程中，較為常見的混凝土裂縫即為收縮裂縫，主要由于混凝土收縮而產生。混凝土收縮也分為不同類型，主要為塑性收縮、自生收縮和縮水收縮等。根據調查表明，混凝土收縮裂縫多為表面裂縫，且裂縫的寬度較細，形狀似龜裂，并無規律可循。強度等級的高低、水泥的品種和標號、砂子和石子的規格、砼材料的用量、養護的方法、外界的環境等都有可能會造成收縮裂縫。

1.3 環境或溫度變化引起裂縫

多數物質都具有熱脹冷縮的特點，混凝土也是一樣，如果外部環境或是內部溫度發生變化時，就會引起內外較大溫差的形成，而溫差便會導致內部和外部熱脹冷縮的程度不同，應力一旦超過混凝土抗拉強度時，便會造成混凝土裂縫。

2 水利施工中混凝土裂縫的類型

根據上文對混凝土裂縫形成原因的分析，可以將混凝土裂縫類型分為干縮裂縫、塑性收縮裂縫、沉陷裂縫以及溫度裂縫。首先，干縮裂縫一般出現在混凝土養護期結束半個月左右，由于混凝土在硬化的過程中，會很容易受到外界環境的影響，因此表面水分蒸發較快，變形的程度也較大，但是在混凝土內部的濕度相對來講比較穩定時，便不易發生變形，因此導致混凝土內部和表面變形程度不一。在混凝土表面的干縮裂縫，寬度多在0.05mm～0.2mm之間。其次，塑性收縮裂縫的產生主要由于混凝土需要較長的硬化過程，因此如果表面水分蒸發快的話，那么便會形成塑性收縮裂縫，特別是在環境干熱和風大的地區。塑性收縮裂縫長短不齊，且分布不均，裂縫長短相差約在20cm～3m之間，寬度約在1mm～5mm之間。再次，沉陷裂縫主要由于在水利工程中，因為地基土質的不均勻或是回填土不實、浸水等原因發生沉降，導致沉陷裂縫，此種裂縫多發生在冬季施工時，在冬季施工過程中，模板支撐在凍土層中，隨著天氣逐漸轉暖，凍土層開始融化，造成不均勻沉降，導致混凝土產生沉陷裂縫。溫度裂縫的產生主要由于在水利施工中使用的混凝土體積較大，因此容易在大體積的混凝土內部出現大量水化熱聚集，熱量無法散發導致混凝土內部的溫度上升，而混凝土內部則相對穩定，形成了不同程度的熱脹冷縮，產生裂縫，特別是在混凝土施工末期。溫度裂縫的形狀和走向一般無規律可循。

3 水利施工中混凝土裂縫的防治技術

3.1 施工技術準備

在進行施工技術準備工作中，首先要在施工組織設計中對“抗”和“放”的關系進行妥善處理，以此來防止結構斷面突變導致的應力集中，積極采用一些補償收縮混凝土技術，例如在混凝土中摻一些膨脹劑，補償混凝土收縮等。同時，水利施工技術人員要加強對構造鋼筋專業知識的學習，一旦發現圖紙中存在異常，便要及時的與設計人員聯系交流，進行變更處理。

3.2 選材及設計

要根據水利工程實際結構要求，進行對混凝土強度等級和水泥品種、等級的選擇，盡量不要采用強度過高的水泥，對砂石選擇時，一定要注意質量是否合格，嚴格按照要求進行摻料和外加劑的添加，對混凝土補償收縮技術的運用、方法進行學習，通過試驗來確定配置比例。另外，在水利施工過程中，要對混凝土塌落度進行合理設計，針對現場原材料的實際情況進行及時調整，為現場養護工作的順利進行保駕護航。

3.3 溫控防裂措施

為了防止混凝土出現裂縫，可以在水利施工現場進行以下工作。

首先，改善骨料級配，用干硬性的混凝土摻混合料、塑化劑或是引氣劑等，從而減少混凝土中水泥的用量；其次對混凝土進行攪拌時可以添加適量的水，或是用水將碎石進行冷卻，從而降低混凝土澆筑的溫度，如果在較熱天氣中進行混凝土澆筑，特別是大體積的混凝土澆筑時，要對澆筑的厚度進行減少，最宜控制在500mm內，能夠幫助表面進行散熱，在第二層澆筑時，盡量要在第一段混凝土初次澆筑之前完成，并根據實際混凝土的澆筑面積，設定測溫管，對混凝土內外溫度進行測量，前四天可以保持每兩小時測量一次的頻率，5～7天時可以每四小時測量一次，8～15天時每天觀察一次即可，將混凝土內外的溫差控制在25℃之內，如果發現溫度超出范圍，要及時調整養護方式，降低溫差；再次，對拆模的時間做出合理的規定，防止混凝土便面會發生急劇溫度梯度，加強對混凝土保溫養護的措施，一般多采用為混凝土澆筑完成后覆蓋塑料薄膜，利用麻袋裝一些鋸末的方式，厚度在80mm～100mm之間進行中層的覆蓋，最后覆蓋一層或兩層的100mm厚巖棉被。除此之外，如果在夏季施工時，對混凝土進行灑水養護工作，那么要避免因為混凝土內部的水分蒸發過快而導致裂縫的情況。在混凝土澆筑時，最好不要在大風大雨的天氣中進行。

3.4 施工監測

在水利施工過程中，要加強混凝土溫度和收縮變形度的測試監督工作，及時將現場情況進行反饋，一旦發現異常，專業人員要先進行討論，然后及時的進行補救、解決措施。另外，要做好混凝土性能改善的工作，加強對抗裂能力的提高和養護。在水利施工過程中，混凝土質量的好壞對于預防裂縫能夠起到關鍵作用，尤其是貫穿裂縫的形成，發現情況后再做出更改，由于保持結構整體性是比較困難的，因此，在水利施工過程中，要防止貫穿性裂縫的產生，一旦發現此類裂縫的出現，不能盲目采取補救工作，要先進行調查研究，并根據調查結果和各項數據，對產生的條件和原因、問題等進行分析，最后在研究分析的基礎之上，確定下修補細節及措施。

3.5 冷卻管降溫

可以通過在混凝土結構內部先鋪設一些冷卻管路的方式來避免水利施工中混凝土在硬化過程中內部溫度過大的情況，特別是對于大體積的混凝土，采用這種方式能夠有效的防止裂縫形成。在混凝土澆筑完后，開始進行桶水循環冷卻工作，將管內的水流量控制在1.5m2/h之內，如果浸水的溫度超過10℃，水流量也可以適當加快，工作人員要把握好“度”的問題。在冷卻管出水口位置選擇時，不能對施工部位造成任何影響，當大體積混凝土整體初凝完成之后，可以根據實際情況利用出水來進行蓄水保溫養護工作。另外，還需注意在大體積混凝土養護工作完成之后，要對其進行注漿、壓漿的工作，這樣一來，便能夠鞏固防止中空冷卻管對混凝土強度和其他屬性造成不利影響，采用真空壓降的方式來進行注漿與壓漿的工作即可。

結束語

在水利施工過程中，為了能夠要將混凝土裂縫的產生控制在允許范圍之內，一定要對裂縫產生的原因和特點進行研究，才能夠在設計和施工中做出正確、有效、及時的防裂縫對策。綜上所述，本文通過對水利施工中混凝土裂縫的產生原因及特點的分析，針對干縮裂縫、塑性收縮裂縫、沉陷裂縫和溫度裂縫的防治技術措施提出一些個人觀點，希望能夠與廣大專業工程研究者進行交流，并為水利工程管理者、施工者以及技術人員提供參考。

[1]李洪.淺談水利施工中混凝土裂縫的防治技術[J].科技風，2011，02(13).

[2]李濤濤.淺談水利施工中混凝土裂縫的防治技術[J].中國水運（下半月）.2010，02(09).

[3]郭衛太.水工建筑物混凝土裂縫成因與預防處理[J].農業科技與信息，2009，04(20).