水利工程施工中混凝土裂縫控制技術探究

王文州

（南京河川建設工程有限公司，江蘇南京 210000）

0 引言

混凝土材料是水利工程施工過程中使用的最主要材料之一，在進行混凝土施工時，經常會因為設計因素、材料因素以及施工技術因素等原因，導致混凝土出現裂縫，影響水利工程建筑物的整體性能，留下安全隱患。所以，在水利工程施工中要嚴格控制混凝土的施工操作，總結并分析引發混凝土裂縫的原因，制定科學的防治方案，提高混凝土施工效率與質量，確保水利工程整體的施工質量。

1 水利工程施工中混凝土裂縫類型

水利工程施工現場的環境十分復雜，并且施工條件比較差，在氣候、地質、施工工藝以及施工材料等多種因素的影響下，混凝土澆筑施工完成以后，經常會發生裂縫質量問題，主要包括塑性收縮裂縫、溫度裂縫、沉陷裂縫以及干縮裂縫等類型，需要找出裂縫成因，并作出針對性處置。

1.1 塑性收縮裂縫

塑性收縮裂縫是水利工程施工中混凝土裂縫的主要類型，通常出現在大風以及高溫等惡劣天氣環境下。在這些惡劣天氣的影響下，水利工程混凝土澆筑施工結束以后，混凝土會出現一些收縮狀況，使澆筑后的混凝土體積不斷縮小，造成表面裂縫，嚴重的會整體裂開。除此之外，混凝土在澆筑完成并且進入最終凝結期時，如果存在嚴重的失水問題，也會因為混凝土收縮而導致裂縫出現。塑性收縮裂縫的主要特征是兩端的裂縫細、中間的裂縫寬。

1.2 溫度裂縫

溫度裂縫通常發生在混凝土澆筑環境溫度變化較大的情況下，會導致混凝土內部的溫度應力發生改變，進而對混凝土造成不規則的應力，形成應力裂縫。溫度裂縫主要有兩種成因：①混凝土溫度應力缺少完整結構，即在混凝土結構的內部，溫度以一種非線性形式分布，從而產生應力導致裂縫出現；②因為混凝土結構多處環境的溫度差較大，使混凝土結構內外應力數值出現差值，導致混凝土變形產生的裂縫。

1.3 沉陷裂縫

沉陷裂縫是冬季施工容易發生的裂縫問題，在北方寒冷地區比較多見。在冬季施工時，北方的氣溫比較低，混凝土在澆筑完成后都被凍住，在天氣逐漸轉暖以后，凍土逐漸化凍，就會對混凝土結構造成變形影響，從而形成裂縫。沉陷裂縫的深度很大，嚴重的會出現錯位問題。另外，沉陷裂縫的沉降量會隨著裂縫寬度的增大而增大，并且會因為回填土密實度不足的影響而出現不均勻沉降現象，裂縫危害很大。

1.4 干縮裂縫

干縮裂縫也是一種比較常見的裂縫問題，其主要成因是因為混凝土澆筑完成以后沒有做好養護，是一種比較控制的裂縫問題。水利工程施工環境普遍比較復雜，并且氣候條件多變，施工限制因素多，所以在混凝土澆筑完成以后，很可能忽略掉混凝土養護工作，養護方法不當、設備缺陷以及養護時間不夠等，都會造成混凝土干縮裂縫，使混凝土結構發生變形，影響結構穩定，縮短使用壽命。

2 水利工程施工中混凝土裂縫產生的原因

2.1 設計原因

水利工程建設中的混凝土施工需要根據工程實際情況以及工程質量要求，合理地配比混凝土，并嚴格按照施工技術操作規范進行施工，以此才能保證混凝土施工質量，減少裂縫的產生[1]。如果在施工設計環節出現問題，就可能導致混凝土的配比出現問題，例如水灰比較大的情況會導致水泥漿體積變大，使其坍落度和收縮度變高；如果水、會、砂三者的混合比例設計不當，則會導致混凝土的和易性降低，使其在應用的過程中容易發生離析或者泌水等。設計不當而導致的混凝土性能下降問題會直接引發混凝土裂縫的產生，導致施工質量下降。

2.2 材料及環境原因

混凝土施工的質量好壞與混凝土原材料的質量有直接關系，水泥強度不夠、水泥中雜質過多、水泥受潮、水泥過期、混合料質量不佳、添加劑使用不當等，都會影響混凝土澆筑的質量，是產生混凝土裂縫的主要因素之一[2]。另外，混凝土澆筑的過程中經常會在澆筑操作的后期出現水泥遇水熱化的現象，使混凝土發熱，而此時混凝土內外部的溫差較大，會在混凝土表面發生拉應力現象，如果混凝土拉應力超過其自身的抗拉應力極限，就會導致混凝土裂縫產生，影響混凝土施工質量。

2.3 施工技術原因

排除混凝土配比以及材料質量和環境因素以外，施工技術也是造成混凝土施工裂縫產生的主要原因，施工操作不規范、后期養護不到位等，均會導致混凝土施工產生裂縫。由于水利工程施工規模較大、參與人員多，管理工作開展困難，經常會發生施工人員違規操作問題，造成鋼筋位移保護不佳，使鋼筋墊塊被踩踏損壞、預埋管線過于集中等[3]。再加上混凝土養護不到位，養護措施不完善等，也會導致混凝土溫度和濕度不達標，從而發生裂縫問題。

3 混凝土裂縫控制技術應用

3.1 科學設計混凝土施工方案

水利工程建設過程中，施工設計人員要在實施作業前對施工現場進行全面勘測，包括地質條件、環境條件以及水文情況等，并結合水利工程施工質量標準和技術操作規范，科學地設計混凝土施工方案，對混凝土結構的形狀、體積等進行優化設計，全面考慮可能影響施工質量的問題，提前做出應急預案和控制措施。例如，在計算混凝土結構的抗拉裂能力時，需要正確認識并分析水利工程施工中“抗”和“放”的關系，針對混凝土抗裂薄弱的位置進行準確計算，根據計算結果和模擬試驗結論設計合理的加固方案，確保混凝土結構具備足夠的變形余量[4]。同時，要結合以往的施工經驗和設計方案合理的配比混凝土，提高混凝土的使用性能。

3.2 加強混凝土施工材料和環境控制

在選擇混凝土原材料的時候，施工人員要盡可能地選擇適合的材料制作混凝土材料，要根據水利工程施工技術要求以及混凝土結構質量標準，嚴格地篩查混凝土材料的質量、等級以及使用性能等，確保其質量符合工程施工要求。例如，在選擇泥砂輔料的時候，材料采購人員要選擇優質的泥砂，要控制好泥砂中的含泥量，避免混凝土收縮性增大而產生裂縫。在配比混凝土的過程中，可以適當地添加一些粉煤灰等添加劑，以此減少水泥的實際用量，對混凝土澆筑時發生的水熱化現象進行有效控制，減少混凝土收縮體積，減少混凝土內外部應力差，控制裂縫的產生[5]。另外，在制備混凝土的過程中，還可以加入減水防裂劑，從而減少水的使用量，提高混凝土的抗拉強度，有效改善混凝土抗裂性能和抗碳化性等，降低裂縫的產生概率。

3.3 提高混凝土施工技術和檢驗質量

水利工程中的混凝土施工需要按照一定的施工操作標準進行，要保證施工技術的應用操作符合國家或者行業的相關規定，并做好工程施工的質量檢驗工作，以此保證混凝土施工效率與質量。在進行混凝土振搗施工的過程中，施工人員要根據工程施工現狀，對混凝土的基礎和模板進行澆水，澆水的量要嚴格按照施工技術質量要求而定，要將混凝土結構澆濕澆透，確保混凝土結構的含水量。另外，在對混凝土結構進行振搗施工時，施工人員要控制好振動桿的移動方向和距離，每次移動的距離應該在40cm 左右，確保振動效果[6]。混凝土施工使用的混凝土需要嚴格按照28d 強度要求進行控制，并要控制好混凝土制備時間、運輸方式以及拆模時機等，以此提高混凝土施工效率與質量。

3.4 做好混凝土施工后的養護工作

水利工程中混凝土施工完成以后要及時開展養護工作，針對現澆混凝土結構，養護工作人員應該在混凝土澆筑完成以后的12h 內對其進行全面的養護，可以使用草袋、塑料薄膜或者麻袋等將混凝土結構表面進行覆蓋，同時要進行澆水養護，養護的時間要控制在7d 以上。如果混凝土制備中填入緩凝型外加劑，則混凝土澆筑施工完成后需要進行14d 以上的養護，確保混凝土徹底固結，并且達到施工質量要求。混凝土養護工作的實施與落實要注意控制好混凝土內部與外部的溫差，需要將溫度差控制在25℃范圍內，避免因溫度差過大而產生較大的收縮應力，導致混凝土產生裂縫。如果在混凝土養護過程中出現接縫問題，要及時反饋施工主管部門，并在設計部門的幫助下制定科學的補救方案，避免裂縫進一步擴大，影響水利工程整體的施工質量和使用性能。

4 結論

總之，混凝土裂縫是水利工程施工中經常遇到的問題，直接影響水利工程整體的施工質量，需要從設計優化、材料質量和混凝土配比控制、施工技術規范以及混凝土養護等方面入手，加強混凝土施工質量管理，有效改善混凝土性能，提高其強度和抗拉性，從而減少裂縫的產生，保障水利工程施工順利開展。