試論如何在水利工程施工中對混凝土裂縫進行有效控制

付丙林,張永芝

（贛榆縣水利建筑安裝工程公司,江蘇 連云港 222100）

1 引言

影響水利工程質量的因素有很多，最常見也是最嚴重的便是混凝土裂縫問題。為了保證順利施工，就需要在設計時充分考慮可能出現的裂縫問題。導致這一現象發生的原因有很多，對水利工程的影響也不一樣。所以說在解決好混凝土裂縫的同時也就保證了混凝土的質量，同時也為施工提供了保障。作為主要的施工問題，混凝土裂縫與變形約束之間存在一系列問題，正是這些缺陷導致混凝土表現出非均勻特性，在此基礎上再經過載荷、溫差等作用后就形成了宏觀可見的混凝土裂縫。雖然想要完全消除混凝土裂縫是不可能的，但是我們可以通過采取相關措施來最大限度的保證工程質量，也就能夠延長水利構筑物的使用壽命。

2 混凝土裂縫的成因

2.1 非正常變形

正常情況下，混凝土材料在澆筑過后的一段時間內會逐漸凝固成一個整體。非正常變形就是指在這期間出現的塑性收縮現象，即由于混凝土材料長期暴露在室外受溫度、太陽灼曬、空氣流動等因素影響，使其內部水分不斷減少，最后出現異常變形情況。比如說，有一塊很大的建設面積，剛澆筑完成的混凝土還沒來得及完全凝固就因干燥天氣出現了非正常變形，這時往往就需要返工，既耽誤工程進度又增加了建設成本。因為塑性變形導致的混凝土裂縫在幾十厘米至幾米之間，會大大降低工程質量。所以在進行水利工程施工工作之前，必須綜合考慮天氣、溫度、季節的外在因素。

2.2 溫度變化

相比于早起建設的一些中小型水利工程，現在的水利工程都趨向于大型建設項目，以滿足社會對水資源的大量需求。所以在進行大型水利工程施工時就會使用許多大體積混凝土，使得攤鋪及澆筑過程的混凝土用量大大增加，也就使施工過程中更容易出現混凝土裂縫的情況。其實，大面積施工時混凝土的質量并未發生變化；但是凝固時的水化熱現象會使材料內外層出現溫差（最大可達五攝氏度），極易出現裂縫情況。對于溫度這一因素，施工時應當考慮在內。

2.3 地質變動影響

一般來說，水利工程的施工地點多在人口較少的偏僻地域，這些地方有著類似于原生態地區的復雜地質構造，在一些特殊季節就可能會出現地質變動現象。比如說，地下水在夏季的運動較為頻繁，這些水文地質活動會對水利建筑造成沖擊，使壩體的底層建筑承受巨大的力載荷。如果壩體不夠牢固，無法承受這些水文地質活動帶來的沖擊就會首先在壩體上部出現沉降裂縫現象，同時，大大減弱了混凝土結構的抗滲透能力。嚴重時水資源會直接滲透到水利建筑內部，使得水利構筑物的使用性能大打折扣，甚至可能出現坍塌現象。

2.4 材料因素

2.4.1 水泥質量

作為混凝土的主要組成部分，水泥質量的好壞對混凝土質量的影響巨大，所以說要根據施工要求和施工現場情況選擇合適的水泥型號。如果施工人員不能很好的把握水泥的現場特性，就會使水利工程出現瑕疵，影響工程質量。需要強調的是水泥早期的強度高但是抗裂性差，尤其是經過水化熱現象后會使混凝土內部聚集熱量，使混凝土結構內外表面的溫差進一步加大；在這個過程中混凝土內外表面會分別出現壓應力及拉應力，在拉應力超過表層混凝土的極限抗拉強度時，就會出現混凝土裂縫現象。

2.4.2 原材料的混合

我們經常會誤認為水泥材料是影響混凝土質量的唯一因素或者說是主要因素，然而，事實告訴我們在混凝土原材料混合不當的情況下同樣會出現混凝土裂縫，嚴重時還可能使水利構筑物坍塌。導致混合不當的原因主要有三個：首先，在剛開始攪拌混凝土時應控制在5～35mm，攪拌于混凝土中的石粒子直徑應該在20～35之間，含沙率保持在0.35左右，可是實際操作時很難完全按照標準進行使得原料配合的比例不合適進而產生混凝土裂縫；其次，由于含沙率、水灰比的不同，可能會出現混凝土的保水性不達標、沁水、離析等現象，同時也會增加混凝土的收縮量；最后，需要說明的是混凝土中添加劑的使用需要引起施工人員的重視，如果過度忽視添加劑本身的特性、不結合實際情況進行選擇，就可能會因為使用添加劑過多而出現裂縫。比如說，常溫下應該使用堿水型的添加劑，到了冬季就該換用減少抗凍的復合型添加劑。

3 混凝土裂縫的防治措施

3.1 常見裂縫的防護

3.1.1 干縮裂縫

為了降低水利工程中水泥的用量，通常會使用中低熱度的水泥和粉煤灰水泥。要想解決混凝土干縮裂縫問題就需要在使用時控制好水灰比，同時必要時依據實際情況添加適量的減水劑。另外，混凝土攪拌過程中原料調配的比例也十分重要，在實際進行攪拌施工時混凝土的用水量一定不要超過設計計算時的用水量。在這些問題都得到解決的基礎上，就可以進行混凝土的前期養護工作，可以酌情延長養護時間。

3.1.2 溫度裂縫

與干縮裂縫相同，為了避免出現溫度裂縫就必須控制好原材料的選擇、使用以及混凝土攪拌時的混合比例。除此之外，還需要對攪拌工藝進行改進以降低混凝土的澆筑溫度、改善加工性能。比如說，在進行攪拌工作時加入適量的具有減水、增塑、緩凝作用的添加劑可以改善混合物的流動性以及推遲混合過程中熱峰的出現時間。溫度裂縫的產生受季節及地域影響較大，在溫度較高的時節可以采取相關措施來降低混凝土的溫度，比如遮陽板等；而在寒冷季節就要進行保溫處理，避免混凝土因為冷卻太快出現裂縫。科學的施工工序也十分重要，在進行大面積施工時應該采取“分塊澆筑”的方式以便于混凝土的散熱。另外，大面積澆筑時可以在混凝土內部鋪設冷卻管道并在其中通入水或氣體，這樣做可以減小混凝土內外層的溫度差。

3.2 混凝土防裂縫的一般流程

3.2.1 正確選材

二點四的砂料細度模數在水利施工時是較為理想的數值，含泥量則應該控制在百分之一以內，針片狀碎石的含量要低于百分之十。同時應該盡量使用低水化熱的水泥作為原材料，有效加強對原材料質量的控制，防止出現收縮裂縫。選材是整個施工過程的第一步，同時也是非常重要的一步；一旦所選材料不合格，即使設計的再合理也不可能達到預期效果，所以一定要結合實際進行對水泥的選擇。

3.2.2 混凝土的調配

在混凝土的調配過程中加入適量的粉煤灰以及減水劑可以改善混凝土的實用性能，同時應該對泵內的流動度進行監測以確保攪拌效果最佳。在進行正式攪拌前可以先用原材料進行試拌，這樣做的目的是在了解水泥特性的同時可以最大限度的降低水泥的使用量。另外，攪拌時要注意按照規范控制好水膠比，粗骨料主要為二級配。再者，如果想要增強混凝土的抗腐蝕性可以在攪拌時加入一定量的粉煤灰。

3.2.3 防止不均勻現象的發生

為防止不均勻現象的發生，就必須在科學的施工工序下盡可能減輕水利構筑物的質量。前面我們也說過了，整體質量也越大也就越容易出現混凝土裂縫，所以除了有效承力結構外，設計時應該避免多余結構的出現。當然，不能一味的降低水利構筑物的質量，質量過低會使整體穩定性不足，設計時應該充分考慮實際情況。

3.2.4 碾壓工作

通常在澆筑工作完成后都會對澆筑區域進行碾壓作業，來鞏固澆筑效果。雙輪沖擊壓路機的作業寬度以4m為計算單元，每通過兩次記為一遍。單輪沖擊壓路機的壓實寬度以通過一次的輪寬為基準。實際操作時，沖壓次數約為15遍左右，為保證碾壓效果可以進行多次沖壓，但沖壓次數不宜低于15遍。

3.2.5 混凝土的養護

前面幾條說的都是在施工前期的注意事項，接下來要說說水泥澆筑完成后的養護問題。剛澆筑完成的混凝土結構比較脆弱，極易受到外界條件的影響。比如說溫度、濕度等都是影響水利工程最終效果的外在因素，有時看護不當還會使未完全凝固的混凝土被人行走、留下腳印，所以在施工現場應該設置必要的指示牌，方便人員來往。在做好相應的保護措施后，通常會避免早期裂縫的出現，同時也會對混凝土的后期凝固大有好處，不光可以降低裂縫出現的可能性還會使混凝土的抗負載能力及強韌性大大加強。

4 結語

綜上所述，混凝土裂縫是水利施工中最常見到的問題之一，也是在水利工程中主要的危害。針對混凝土裂縫的成因進行有效防治就可以大大降低出現裂縫的風險，同時提升水利建筑的使用壽命、降低經濟成本。混凝土裂縫的防治措施有很多，具體使用什么方法應該依據實際情況而定。另外，合理的對澆筑區域進行碾壓作業可以很好地利用舊混凝土地面，使澆筑后的混凝土強度等其他性能得到改善。

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