實(shí)例探討水利工程施工中混凝土裂縫控制措施

□張雪芹

（合肥市長(zhǎng)豐縣下塘水務(wù)中心站）

0 引言

混凝土的使用成本較低，且抗?jié)B透能力和可塑性等特點(diǎn)較為顯著，這就使得其在各類(lèi)建筑工程中得以廣泛應(yīng)用，也逐漸成為當(dāng)前水利工程建設(shè)中使用的重要原材料。但在實(shí)際的施工處理會(huì)由于施工設(shè)計(jì)方案不合理和混凝土養(yǎng)護(hù)不到位及環(huán)境惡劣等問(wèn)題使得工程受到負(fù)面影響，合理的混凝土裂縫控制技術(shù)在具體實(shí)施的時(shí)候?qū)λこ探ㄔO(shè)存在著重要影響。

混凝土的使用成本較低，且抗?jié)B透能力和可塑性等特點(diǎn)較為顯著，這就使得其在各類(lèi)建筑工程中得以廣泛應(yīng)用，也逐漸成為當(dāng)前水利工程建設(shè)中所使用的主要原材料。但在實(shí)際的施工過(guò)程中，在受到施工設(shè)計(jì)方案不合理和混凝土養(yǎng)護(hù)不到位等問(wèn)題影響的時(shí)候，工程受到負(fù)面影響，合理的混凝土裂縫控制技術(shù)在具體實(shí)施的時(shí)候?qū)λこ探ㄔO(shè)存在著重要影響。

1 水利工程施工中產(chǎn)生混凝土裂縫的原因

1.1 收縮裂縫

混凝土澆筑工程施工過(guò)程中，如果混凝土還沒(méi)有完全凝固也會(huì)產(chǎn)生失水問(wèn)題，這一問(wèn)題容易對(duì)水利工程造成損傷，或受大風(fēng)和高溫等天氣的影響發(fā)生混凝土收縮而出現(xiàn)裂紋。

1.2 沉陷裂縫

水利工程在冬季的時(shí)候會(huì)由于凍土解凍而發(fā)生沉陷和裂縫等現(xiàn)象，使得混凝土內(nèi)部結(jié)構(gòu)在天氣變化和環(huán)境因素影響的過(guò)程中受到損傷，使得工程發(fā)生沉陷裂紋等情況，嚴(yán)重的時(shí)候甚至?xí)绊懝こ谭€(wěn)固性。沉陷裂紋的寬度和沉降量等方面也具有正相關(guān)的關(guān)系，在出現(xiàn)混凝土地基不均和模板支撐的間距較大等問(wèn)題的時(shí)候，容易使得工程整體沉降不均的現(xiàn)象更加明顯。

1.3 溫度裂縫

混凝土結(jié)構(gòu)在環(huán)境溫度影響的基礎(chǔ)上，其自身所出現(xiàn)的混凝土裂縫等問(wèn)題會(huì)受到溫度裂縫影響，溫度裂縫的發(fā)生包含著混凝土結(jié)構(gòu)存在缺陷產(chǎn)生的裂縫和建筑完成之后建筑所處環(huán)境溫差比較大而出現(xiàn)的裂縫等。在混凝土結(jié)構(gòu)影響下所產(chǎn)生的裂縫多數(shù)是由于工程結(jié)構(gòu)內(nèi)部的溫度在分布的時(shí)候存在著非線性特點(diǎn)，也就會(huì)出現(xiàn)溫度應(yīng)力，進(jìn)而發(fā)生溫度裂縫，在建筑完成之后，建筑受到地區(qū)溫差較大影響的情況下，受到拉應(yīng)力之后就會(huì)出現(xiàn)裂縫。

1.4 干縮裂縫

干縮裂縫多數(shù)情況下都要試試混凝土結(jié)構(gòu)養(yǎng)護(hù)，而在混凝土澆筑完成之后要根據(jù)工程的具體情況加強(qiáng)工程養(yǎng)護(hù)的質(zhì)量，但是如果在這一過(guò)程中發(fā)生養(yǎng)護(hù)環(huán)境比較惡劣的現(xiàn)象也就比較容易造成混凝土干縮，從而出現(xiàn)干縮裂縫，這種裂縫對(duì)工程產(chǎn)生比較大危害，在裂縫較大的時(shí)候，也易造成混凝土的結(jié)構(gòu)變形。

2 水利施工中混凝土裂縫的危害

水利工程建設(shè)的時(shí)候，水工構(gòu)筑物在外力作用下容易出現(xiàn)混凝土裂縫而導(dǎo)致滲漏，在水滲入到混凝土之后，對(duì)混凝土的內(nèi)部結(jié)構(gòu)會(huì)造成破壞。混凝土出現(xiàn)裂縫會(huì)使得空氣中二氧化碳通過(guò)裂紋可以有效滲透到混凝土中，一氧化碳和水泥水化產(chǎn)物產(chǎn)生化學(xué)反應(yīng)，最終生成碳酸鈣材料，混凝土碳化收縮后導(dǎo)致裂縫。而水泥在潮濕的環(huán)境中所包含有的化學(xué)成分與空氣中的二氧化碳反應(yīng)之后容易降低混凝土的堿度，對(duì)鋼筋純化膜的破壞程度比較明顯，會(huì)使得鋼筋腐蝕增加，從而影響混凝土的剛性和強(qiáng)度。

混凝土裂縫的存在，對(duì)混凝土結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定程度和強(qiáng)度等方面都會(huì)產(chǎn)生比較大的影響，并且也會(huì)影響水利工程的外觀，造成水利工程的正常使用受到不利影響，較為嚴(yán)重的混凝土裂縫對(duì)混凝土結(jié)構(gòu)具有破壞作用，對(duì)水利工程的施工順利實(shí)施存在著不利影響。

3 水利工程施工中混凝土溫度裂縫控制實(shí)例

3.1 工程概況

某水電站工程攔河壩主要是混凝土大壩，壩的高度為270 m，大壩的形狀多數(shù)呈現(xiàn)出拋物線雙曲形，拱頂弧長(zhǎng)為697 m，拱冠底部的厚度顯示為69.00 m，壩體混凝土顯示為685.60×104 m3，工程規(guī)模和完成量都相對(duì)較大，在工程施工的過(guò)程中要明確大壩的溫度控制問(wèn)題，將水電站壩段混凝土作為具體的研究對(duì)象對(duì)混凝土溫度裂縫控制措施深入探究。

3.2 水電站壩段混凝土施工期溫度應(yīng)力分析

根據(jù)大壩運(yùn)行的實(shí)際情況設(shè)計(jì)得出水電站混凝土壩段仿真計(jì)算模型，計(jì)算模型單元的數(shù)量為83 922，節(jié)點(diǎn)總數(shù)則為99 738，壩段厚度方向0.10～0.50 ml層。在進(jìn)行混凝土大壩構(gòu)建的時(shí)候，需要在有效對(duì)澆筑層需要滿足的基礎(chǔ)上具體實(shí)施。大壩上下游面在蓄水前則顯示為氣溫邊界條件，在對(duì)大壩蓄水后其主要是水溫邊界條件，大壩的地基地面要明確得出三向約束，而四周則為法向約束。

從計(jì)算的溫度和應(yīng)力方面而言，混凝土計(jì)算最高溫度的時(shí)候，能夠有效推動(dòng)滿足溫控技術(shù)不斷完善，促使其能夠控制在27℃以下，最大應(yīng)力在和基巖接觸的混凝土部位間出現(xiàn)的時(shí)候，其如果是處于通水冷卻末期這一階段，就會(huì)造成混凝土澆筑完后的幾天內(nèi)短周期溫度明顯變化，混凝土倉(cāng)面也會(huì)受到溫降冷擊的影響，而如果在這一過(guò)程中如果不考慮溫降冷擊時(shí)的應(yīng)力為壓應(yīng)力多數(shù)就可以明確說(shuō)明在發(fā)生疊加溫降冷擊后的應(yīng)力會(huì)到達(dá)臨界值，開(kāi)裂風(fēng)險(xiǎn)也更大。

4 混凝土裂縫控制措施

4.1 溫度控制

溫度對(duì)混凝土結(jié)構(gòu)產(chǎn)生的影響比較明顯，也是使得混凝土發(fā)生裂縫的主要因素，在水利工程混凝土施工的時(shí)候，要明確加強(qiáng)對(duì)溫度的控制。混凝土在自身發(fā)熱等過(guò)程中會(huì)發(fā)生和外部環(huán)境之間的溫度差，造成水利工程出現(xiàn)裂縫，在防止這一裂縫出現(xiàn)的時(shí)候，需要工作人員在選擇材料的時(shí)候可以獲取比較低熱量的水泥，也會(huì)使得水化熱的程度得以明顯降低，對(duì)混凝土溫差也需要可以得到必要控制，如果施工處理溫度比較高的時(shí)候，就需要工作人員采取必要措施使混凝土溫度降低，減少混凝土水分蒸發(fā)量，要在科學(xué)合理的時(shí)間段對(duì)混凝土進(jìn)行澆筑處理，防止混凝土澆筑的過(guò)程中由于澆筑處理時(shí)間過(guò)長(zhǎng)發(fā)生混凝土材料變形等問(wèn)題。混凝土的澆筑時(shí)間在7∶00—10∶00 和15：00—18：00 這一階段，工程施工不能在溫度比較高的環(huán)境中工作，避免出現(xiàn)混凝土裂縫的現(xiàn)象。

4.2 配比與攪拌

在混凝土應(yīng)用的時(shí)候要注重混凝土的配比設(shè)置，配比不科學(xué)等情況也是水利工程出現(xiàn)裂縫的原因，施工人員科學(xué)控制混凝土的配置比例能夠降低混凝土裂縫的發(fā)生率。水利工程施工的過(guò)程中，在制作混凝土的過(guò)程中需在滿足水利工程項(xiàng)目的具體要求基礎(chǔ)上進(jìn)行，確保混凝土配比達(dá)到工程所要求的標(biāo)準(zhǔn)。

4.3 施工控制

對(duì)混凝土施工環(huán)節(jié)的合理控制屬于混凝土裂縫防治的重要方式，在這一方式的基礎(chǔ)上使得混凝土能夠充分得到二次液化處理，在排出混凝土中所包含的多余水膜時(shí)，要對(duì)其中包含的粗大骨料進(jìn)行過(guò)濾，在一定程度上關(guān)注混凝土的均勻性和穩(wěn)定性等特點(diǎn)，而施工控制對(duì)這些方面的提升具有重要影響，在這一基礎(chǔ)上降低混凝土裂縫發(fā)生的概率。在混凝土作業(yè)結(jié)束后，也要采取保濕措施和保溫措施，有效降低混凝土裂縫出現(xiàn)的發(fā)生率。在混凝土表面有保溫膜覆蓋，在對(duì)外界氣溫實(shí)施測(cè)量的時(shí)候需要根據(jù)外界的氣溫變化程度實(shí)現(xiàn)混凝土防護(hù)，明確得出當(dāng)前混凝土裂縫發(fā)生率降低的具體措施，促使混凝土工程質(zhì)量有效提高。

4.4 材料控制

選擇混凝土原材料的時(shí)候，所選取的材料對(duì)混凝土的整體質(zhì)量有著直接影響，這也是容易造成混凝土裂縫問(wèn)題的主要原因，因此，水利工程施工的過(guò)程中，要加強(qiáng)混凝土原材料的質(zhì)量控制。在混凝土中添加優(yōu)質(zhì)合理的添加劑，使得混凝土的功能更加完善。在混凝土骨料選擇時(shí)可以利用風(fēng)化顆粒少且堅(jiān)硬的石料，在經(jīng)過(guò)碎石處理后形成骨料。混凝土的攪拌和調(diào)配等工作具體實(shí)施的時(shí)候也需要對(duì)其中加入引氣劑等制劑，使混凝土的韌性與防水性等特點(diǎn)加以保障和充分顯示出來(lái)。加強(qiáng)混凝土原材料質(zhì)量控制，在一定程度上降低裂縫發(fā)生的幾率，這不僅能夠提升水利工程質(zhì)量，也可以降低由于混凝土裂縫導(dǎo)致的補(bǔ)休和返工情況等問(wèn)題的發(fā)生率，在材料控制的基礎(chǔ)上避免出現(xiàn)水利工程投入使用之后混凝土發(fā)生裂縫等現(xiàn)象。

5 結(jié)語(yǔ)

在對(duì)水利工程施工中產(chǎn)生混凝土裂縫原因?qū)嵗治龅臅r(shí)候，有效明確當(dāng)前混凝土裂縫控制技術(shù)的具體應(yīng)用情況。在水利工程建設(shè)處理的時(shí)候，也容易由于原材料和配比設(shè)計(jì)及外界環(huán)境等相關(guān)因素影響混凝土的凝固情況，在這一過(guò)程中容易造成混凝土裂縫現(xiàn)象發(fā)生，在混凝土配比和養(yǎng)護(hù)及原材料控制等方式的基礎(chǔ)上，逐漸降低混凝土裂縫的發(fā)生率，在混凝土裂縫情況控制的基礎(chǔ)上使水利工程質(zhì)量得到保障。