簡介水利水電工程中的混凝土裂縫施工技術(shù)探微

趙吉現(xiàn)

【摘要】水利工程與人們的生活息息相關，是我國基礎設施建設中重要的組成部分，其中，混凝土施工在水利工程施工中占有很大的比重。水利工程是我國基礎設施建設中重要的組成部分，在其施工過程中混凝土裂縫對工程整體結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性具有很大的影響。本文根據(jù)筆者工作實踐，對水利水電工程中的混凝土裂縫原因及措施進行了分析和探討。

【關鍵詞】水利 水電 混凝土 裂縫

在水利工程混凝土施工過程中，由于施工環(huán)境、施工技術(shù)等因素的影響，導致混凝土裂縫存在，對混凝土整體結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性造成影響，導致水利工程無法發(fā)揮其應有的功效。現(xiàn)階段，我國基礎設施建設正處于不斷深入的新時期，水利施工也在如火如荼的進行中，加強對水利施工混凝土裂縫問題的研究具有十分現(xiàn)實的意義。

1.水利工程施工中混凝土裂縫成因

水利施工中，在完成混凝土澆筑后，由于溫度等因素的影響，加上工程結(jié)構(gòu)受應力的影響，在拉應力超過混凝土結(jié)構(gòu)最大的承載極限后，就會導致裂縫的出現(xiàn)。根據(jù)裂縫位置以及裂縫的深度，可以將混凝土裂縫分為管穿裂縫以及表面裂縫[1]。具體來說，水利施工混凝土裂縫的成因體現(xiàn)在以下幾個方面：

1. 1 內(nèi)外溫差過大

在水利工程混凝土施工過程中，特別是混凝土澆筑過程中，混凝土內(nèi)部由于水泥水化反應，會造成大量的熱，長時間的熱量積累，會升高混凝土內(nèi)部的溫度，而混凝土表面的溫度與外界空氣溫度相近，因此混凝土內(nèi)外就形成了一定的溫度差。在混凝土內(nèi)外溫差因素的影響下，會導致混凝土內(nèi)部結(jié)構(gòu)中產(chǎn)生較大的應力，而其外部也會形成拉應力。加上混凝土抗拉性能較弱，如果混凝土內(nèi)外溫差超過極限值時，在內(nèi)部壓應力與外部拉應力的共同作用下，就會導致裂縫出現(xiàn)[2]。

1. 2 混凝土自身因素

由于混凝土自身物理性質(zhì)因素，也會導致混凝土裂縫出現(xiàn)，特別是混凝土的縮變性質(zhì)。根據(jù)多年水利工程施工情況來看，混凝土澆筑后會逐漸的進行硬結(jié)，在硬結(jié)過程中混凝土的溫度會逐漸的減低，基于熱脹冷縮原理，混凝土的體積會發(fā)生一定的縮小，業(yè)界將這一現(xiàn)象稱為混凝土的收縮。另外，混凝土會受到一定的壓力荷載，經(jīng)過一定時間的荷載積累，容易發(fā)生變形，我們將混凝土形變的過程稱為徐變[3]。導致混凝土發(fā)生收縮、徐變現(xiàn)象的原因主要表現(xiàn)為： ①混凝土自身熱脹冷縮特性； ②在外界溫度作用下，混凝土內(nèi)部的水分會發(fā)生蒸發(fā)現(xiàn)象，導致其內(nèi)部發(fā)生毛細孔隙； ③混凝土原材料質(zhì)量、配置比、施工因素等也是導致上述問題的主要原因。

1. 3 外部施工環(huán)境因素

混凝土裂縫的形成還與外部環(huán)境具有重要的關聯(lián)，而混凝土自身溫度是主要的因素。一般來說，外部因素包括季節(jié)交替、天氣變化等。在炎熱的夏季施工，外部環(huán)境溫度高，水利工程混凝土澆筑過程中，如果外界環(huán)境溫度高于澆筑溫度，混凝土內(nèi)部會吸收更多的熱量，加上其內(nèi)部水泥水化作用形成的熱量，導致混凝土內(nèi)部熱量過剩，引起過大的內(nèi)部壓力，導致裂縫的出現(xiàn)。在寒冷的冬季進行水利工程混凝土施工，外界環(huán)境溫度往往低于混凝土澆筑溫度，在混凝土內(nèi)部水化作用的影響下，會導致混凝土內(nèi)外溫差急劇增加，在溫差形成的壓力超過混凝土結(jié)構(gòu)承受的最大限值時，就會導致混凝土裂縫出現(xiàn)。

1.4施工裂縫。水利工程中一部分混凝土材料結(jié)構(gòu)是澆筑完成后再運輸?shù)绞┕がF(xiàn)場的，可直接使用到修筑中。這一過程涉及到澆筑、養(yǎng)生、拆模、運輸。很容易出現(xiàn)因振動或強烈撞擊造成的結(jié)構(gòu)損壞，工程上將此類裂縫稱為施工裂縫。混凝土材料在澆筑后需要一段養(yǎng)生時間，將塑料覆蓋在表面，將其余空氣阻隔，水分蒸發(fā)速度得到有效的控制，同時可保障內(nèi)外溫度的一致。若達不到上述條件就拆開模具，缺少合理的溫度檢測，混凝土產(chǎn)生裂縫。施工裂縫主要是由技術(shù)欠缺導致的，受人工因素影響較大，通過一些技術(shù)手段可以有效的防治。

2.混凝土裂縫防治技術(shù)在水利施工中的應用

根據(jù)水利工程施工特點，結(jié)合上述對水利工程混凝土裂縫成因的分析，筆者基于多年的水利工程施工經(jīng)驗，現(xiàn)提出以下幾點防治混凝土裂縫的有效建議：

2. 1 做好水利施工技術(shù)準備工作

為了保證水利工程施工質(zhì)量，有效的預防混凝土裂縫的出現(xiàn)，在施工前需要做好施工技術(shù)準備工作： ①在施工方案設計過程中，應該準確的把握混凝土性質(zhì)，處理好混凝土結(jié)構(gòu)壓應力與拉應力之間的關系，避免結(jié)構(gòu)斷面突變而導致裂縫形成。適當在混凝土中加入膨脹劑。補償混凝土的收縮特性； ②混凝土施工復雜，施工人員需要對鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)相關知識進行不斷的學習，加強對施工方案設計人員的溝通，針對工程實際情況，及時的做出調(diào)整； ③施工技術(shù)人員需要做好技術(shù)交底工作，確保工程施工方案的科學合理性。

2. 2 嚴格控制混凝土材料以及配置比

水利工程混凝土施工材料準備工作中，需要根據(jù)水利施工的特點，選擇合理強度的水利的等級、品種等，避免使用高強度的水泥。此外，砂、石、骨料等原材料的質(zhì)量也應該嚴格的控制，根據(jù)實際需要選擇外加劑以及摻和料等。同時，應該注意混凝土收縮補償方式的運用，在選用膨脹劑的過程中，需要根據(jù)想要達到的膨脹效果，選用不同的摻料。混凝土配置比對混凝土裂縫也具有顯著的影響，需要通過實驗室試驗，確定最佳的配置比。在具體的工作中，還需要科學的設計混凝土的坍落度，及時調(diào)整混凝土的原材料，做好混凝土現(xiàn)場養(yǎng)護工作。

2. 3 控制混凝土施工溫度

為了防止水利施工混凝土裂縫的出現(xiàn)，可以采用溫控防裂技術(shù)，具體表現(xiàn)為： ①合理的選擇混凝土的骨料成分，選用硬度適宜的干性摻和料，同時結(jié)合水利工程施工需要，選用合理的外加劑、引氣劑等，保證混凝土內(nèi)部水泥成分均勻； ②在混凝土拌合過程中應該加入一定的水，同時在碎石等材料加入攪拌機前用冷水進行處理，實現(xiàn)對混凝土拌合溫度的控制。在炎熱夏季施工或大體積混凝土施工過程中，需要調(diào)整混凝土的厚度，將其控制在500 mm以內(nèi)，確保混凝土整體的散熱性能。在澆筑階段，需要加強對混凝土內(nèi)外溫度的檢測，嚴格將其溫度控制在25°以下； ③嚴格的控制混凝土拆模時間，如果拆模過早會造成其表面溫度變化過大，從而導致裂縫出現(xiàn)，同時也應該做好溫控養(yǎng)護工作，如在混凝土表面用塑料膜進行覆蓋等等。

2. 4 加強施工監(jiān)測

在水利工程混凝土施工過程中，應該加強對施工的監(jiān)測工作，運用先進的監(jiān)測技術(shù)，對混凝土溫度進行檢測與控制，并將信息及時的反饋給相關部門，跟蹤混凝土施工情況，以便采取有效的措施進行預防，避免裂縫產(chǎn)生。2. 5 采用冷卻管降溫在水利工程混凝土施工過程中，如果混凝土體積較大，為了消除混凝土內(nèi)部水化過程溫度過高，可以事先在其內(nèi)部進行冷卻管道的鋪設，在混凝土澆筑完成后，在冷卻管道中通入冷水，同時冷卻管道中水流量。冷卻管的出水應排放到不影響施工的部位，當大體積混凝土整體初凝之后則可視情況利用該出水進行蓄水保溫養(yǎng)護。

3.總結(jié)

在水利施工中，不僅需要做好技術(shù)準備工作，嚴格控制原材料的質(zhì)量，選擇最佳的混凝土配合比，還需要采用冷卻管降溫、溫控防裂等技術(shù)措施，加強施工監(jiān)測，降低混凝土裂縫的發(fā)生率，提升混凝土質(zhì)量，確保水利工程施工質(zhì)量。

參考文獻

[1]姚亮. 關于水利施工中混凝土裂縫的探討[J]. 中華民居， 2013，3（ 02） ： 259 - 260.

[2]李洪. 淺談水利施工中混凝土裂縫的防治技術(shù)[J]. 科技風， 2011， 36（ 07） ： 160 - 161.

[3]李濤濤. 淺談水利施工中混凝土裂縫的防治技術(shù)[J]. 中國水運， 2010， 10（ 02） ： 72 - 73.