水工涵閘混凝土結(jié)構(gòu)裂縫成因及預(yù)防措施淺析

趙天玉 新疆水利水電勘測設(shè)計(jì)研究院

通常情況下，水利工程中最重要的環(huán)節(jié)就是水工涵閘混凝土結(jié)構(gòu)的施工，當(dāng)這一環(huán)節(jié)混凝土出現(xiàn)裂縫的時(shí)候，就會對整體工程產(chǎn)生一定的負(fù)面影響，由于裂縫主要產(chǎn)生在結(jié)構(gòu)的底板處以及墩墻處。在這樣的情況下，就需要工作人員在實(shí)際施工的時(shí)候?qū)栴}進(jìn)行全面、有效的考慮，以免設(shè)計(jì)存在漏洞，以此提升建筑的抗裂能力。在工程建設(shè)施工的前期，工作人員需要對地基進(jìn)行嚴(yán)格的檢查，進(jìn)行規(guī)范處理，保障地基質(zhì)量達(dá)標(biāo)。在工程整體施工的時(shí)候，施工單位要對施工質(zhì)量進(jìn)行相應(yīng)的控制，大大提高建筑施工質(zhì)量，減少混凝土結(jié)構(gòu)出現(xiàn)裂縫的概率。在實(shí)際運(yùn)行的時(shí)候，難免地出現(xiàn)超載的現(xiàn)象，這時(shí)候，工作人員也要根據(jù)工程混凝土結(jié)構(gòu)的自身溫度變化進(jìn)行調(diào)整，防止出現(xiàn)裂縫。

1.水工涵閘混凝土結(jié)構(gòu)產(chǎn)生裂縫的危害

1.1 對結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性形成一定的影響

通常情況下，水工涵閘在運(yùn)行的時(shí)候會在各種條件的影響下出現(xiàn)“棗核形”的裂縫，這個時(shí)候，就需要工作人員對裂縫進(jìn)行一定的研究，結(jié)合之前的經(jīng)驗(yàn)，及時(shí)發(fā)現(xiàn)問題并采取相應(yīng)的措施。一般情況下，裂縫往往會出現(xiàn)在混凝土的表面，然后從表面向外延伸，進(jìn)而形成更大的裂縫，在這樣的情況下，就會出現(xiàn)貫穿性的裂縫，對墻體的危害也比較大。貫穿性的裂縫會在外界溫度的變化下產(chǎn)生不同程度的裂縫寬度，并且出現(xiàn)“棗核行”的裂縫形狀。

當(dāng)水工涵閘混凝土在實(shí)際施工過程中出現(xiàn)了貫穿性的裂縫時(shí)，就會對工程造成一定的危害，并且很難在短時(shí)間內(nèi)得到修復(fù)，寬度越大的裂縫，在實(shí)際的工作中對結(jié)構(gòu)的影響也就越大，當(dāng)十分嚴(yán)重的時(shí)候，還會使得表層的混凝土出現(xiàn)相應(yīng)的脫落現(xiàn)象，對整體的結(jié)構(gòu)具有一定的影響。剪切式的裂縫常常會發(fā)生在承載力比較大的部位，一旦裂縫出現(xiàn)，結(jié)構(gòu)的剪應(yīng)力就會顯得比較脆弱，這樣就會危及到工程施工的安全性。

1.2 裂縫會導(dǎo)致結(jié)構(gòu)的使用功能不正常

在使用施工功能的時(shí)候，堆石壩混凝土?xí)谕饨鐪囟鹊挠绊懴掳l(fā)生不同程度的裂縫，從而對整個混凝土面板造成影響，情況嚴(yán)重的時(shí)候還會影響到工程設(shè)備的防滲漏功能。值得注意的是，當(dāng)裂縫出現(xiàn)在擋水工程設(shè)備的情況下，就會對其擋水性能產(chǎn)生負(fù)面的影響，嚴(yán)重限制蓄水位的發(fā)展，不利于整體工程的質(zhì)量施工。

1.3 裂縫對工程的耐久性具有負(fù)面影響

當(dāng)前社會發(fā)展情況下，對裂縫的寬度進(jìn)行限制逐漸成為工程的耐久性指標(biāo)，為了進(jìn)一步提升工程混凝土結(jié)構(gòu)的耐久性和美觀性，就需要對結(jié)構(gòu)的裂縫寬度進(jìn)行相應(yīng)的規(guī)定。當(dāng)工程內(nèi)部當(dāng)裂縫比較寬的情況下，就會使得工程由于沒有充足的水分和氧氣，對混凝土結(jié)構(gòu)內(nèi)的鋼筋形成相應(yīng)的負(fù)面影響，對其耐久性也具有一定的阻礙。在預(yù)應(yīng)力的混凝土結(jié)構(gòu)中，當(dāng)鋼筋出現(xiàn)銹蝕的時(shí)候，就會對工程造成一定的危害。另外，當(dāng)混凝土結(jié)構(gòu)的內(nèi)部出現(xiàn)生銹的鋼筋時(shí)，會進(jìn)一步加大其體積，使得混凝土結(jié)構(gòu)的表面出現(xiàn)剝落的現(xiàn)象，不利于工程的長遠(yuǎn)發(fā)展。

2.水工涵閘混凝土結(jié)構(gòu)產(chǎn)生裂縫的原因

2.1 水化熱因素

在水泥和水進(jìn)行混合的情況下，就會產(chǎn)生一定量的熱量，并在攪拌的時(shí)候產(chǎn)生額外的熱量，由于混凝土的自身特點(diǎn)，熱量得不到及時(shí)有效的散發(fā)，在其內(nèi)部還保存著一定的熱量。當(dāng)外界溫度處在不同的情況下時(shí)，混凝土的內(nèi)外部散熱程度也會存在不同，當(dāng)應(yīng)力大于混凝土的承受能力的時(shí)候，就會出現(xiàn)裂縫的現(xiàn)象。

2.2 混凝土環(huán)境和澆筑溫度的變化

在對混凝土結(jié)構(gòu)進(jìn)行施工的過程中，在外界溫度的影響下，尤其是高溫的時(shí)候，無法對混凝土進(jìn)行澆筑施工，這是因?yàn)闇囟雀叩那闆r下，混凝土的內(nèi)部溫度也會出現(xiàn)變化，甚至對熱量的散發(fā)具有一定的緩解作用，從而對混凝土的溫度應(yīng)力產(chǎn)生影響，當(dāng)這樣的情況出現(xiàn)時(shí)，就會加大混凝土的裂縫可能性。

2.3 相關(guān)條件的約束

外界條件會對混凝土的施工產(chǎn)生一定的約束作用，在這樣的約束作用下，混凝土閘墩就會產(chǎn)生一定的壓應(yīng)力，當(dāng)壓應(yīng)力出現(xiàn)松弛，或者出現(xiàn)溫度應(yīng)力的時(shí)候，混凝土閘墩地方就會在拉應(yīng)力的作用下形成裂縫，最終導(dǎo)致閘墩的整體結(jié)構(gòu)受到影響，穩(wěn)定性下降。

2.4 混凝土出現(xiàn)了收縮現(xiàn)象

在澆筑作業(yè)環(huán)節(jié)，在最終的凝固階段，通常會形成一定的水分，這些水分在一定的條件和時(shí)間下會漸漸流失，便會導(dǎo)致混凝土發(fā)生一定程度的收縮，而其在收縮期間受到外部約束作用的干擾，便容易形成裂縫。

3.水工涵閘混凝土裂縫的預(yù)防措施

3.1 合理選擇混凝土的材料

當(dāng)對混凝土的材料進(jìn)行選擇的時(shí)候，要特別注意水泥的選擇，應(yīng)該盡量選擇熱量比較低的水泥，當(dāng)對粗骨料進(jìn)行選擇的時(shí)候，應(yīng)該盡量選擇熱學(xué)性能比較好的骨料，這對于混凝土的溫度控制具有有利作用，還可以降低混凝土出現(xiàn)結(jié)構(gòu)裂縫的現(xiàn)象。要對混凝土的配比情況進(jìn)行有效的控制。

3.2 對混凝土的澆筑時(shí)間進(jìn)行有效的選擇

在對混凝土進(jìn)行施工的過程中，要綜合考慮天氣的影響，應(yīng)該盡量避免在高溫季節(jié)對其進(jìn)行結(jié)構(gòu)施工，因?yàn)榛炷恋纳峁δ懿粡?qiáng)，當(dāng)在高溫情況下進(jìn)行施工時(shí)，會加劇熱量散發(fā)的難度。甚至在溫度過高的情況下還會吸收熱量，使得混凝土的溫度更高，在進(jìn)行凝固的時(shí)候具有一定的難度，這樣就很容易產(chǎn)生裂縫。所以，在進(jìn)行施工作業(yè)時(shí)，需要選取適宜的澆筑時(shí)間，盡可能要避免在高溫環(huán)境下作業(yè)，從而保證混凝土熱量的及時(shí)散發(fā)。

3.3 對鋼筋進(jìn)行預(yù)壓應(yīng)力的施加

因?yàn)榛炷恋目估阅茌^差，因此在應(yīng)用混凝土的時(shí)候，可以使用鋼筋來承受其拉力，在拉伸的時(shí)候盡量避免裂縫現(xiàn)象的發(fā)生。要保證鋼筋的拉用力在一定的范圍之內(nèi)，這樣可以避免開裂現(xiàn)象的出現(xiàn)。

3.4 適當(dāng)降低混凝土的溫度

在對混凝土結(jié)構(gòu)進(jìn)行施工的時(shí)候，為了保證混凝土熱量可以及時(shí)散出，需要在施工之前盡量降低混凝土的溫度，避免溫度過高。在對混凝土進(jìn)行澆筑的時(shí)候，可以選擇溫度相對較低的水來進(jìn)行調(diào)配，并事先對骨料做預(yù)冷處理，或是在攪拌期間加入一定量的冰屑。在對混凝土進(jìn)行運(yùn)輸?shù)臅r(shí)候，也應(yīng)該做好相應(yīng)的防護(hù)措施，盡可能達(dá)到降溫的目的，為后續(xù)的工程施工提供良好的條件，促進(jìn)水工涵閘混凝土結(jié)構(gòu)施工的長遠(yuǎn)發(fā)展。

4.結(jié)束語

綜上所述，為了提高水工涵閘混凝土結(jié)構(gòu)的施工質(zhì)量，工作人員要對切混凝土結(jié)構(gòu)裂縫產(chǎn)生的原因進(jìn)行有效的分析，并根據(jù)裂縫實(shí)際情況采取相應(yīng)的措施進(jìn)行解決，不同的裂縫具有不同的原因，其中貫穿性的裂縫是最嚴(yán)重的，工作人員要加強(qiáng)預(yù)防，提高工程的整體效果，加強(qiáng)對員工的管理和培訓(xùn)，進(jìn)而提高員工的專業(yè)技能和綜合素質(zhì)，提高水利工程的發(fā)展水平，為其可持續(xù)發(fā)展提供良好的條件，進(jìn)一步降低裂縫產(chǎn)生的概率，為人們的生活和工作提供更加便利和高效的環(huán)境。