水利水電工程施工中混凝土裂縫的防治

摘 要：水利水電混凝土施工過程中，裂縫是比較常見的現象，應確保混凝土的建設質量，需要合理科學地控制混凝土裂縫。混凝土裂縫的防治這項工作貫穿了整個工程的質量管理控制，結合水利水電工程施工中混凝土的裂縫形成原因、裂縫的處理方法及混凝土裂縫的預防制定相應的防治方案，提高水利水電建筑工程施工質量。

關鍵詞：水利水電工程；混凝土裂縫；防治

中圖分類號：TV544 " " " " " " " " " " " " " " " " 文獻標識碼：A " " " " " " " " " " " " " " " " " " 文章編號：2096-6903（2022）10-0038-03

1 工程概述

根據溢洪道工程的結構特點及施工條件，擬將溢洪道混凝土澆筑分上、中、下3大部分施工。溢洪道各段基礎及周邊壩基開挖完成后，即可開始安排溢洪道混凝土施工工程?；炷辆邆洳灰罪L化、耐火性好、抗壓強度高和養護成本低等優勢，也是目前運用最為廣泛的一種施工材料。但由于其均勻性差、離散性大、使用率高、極易出現裂縫等特征，成為了困擾施工技術人員的一大難題。在進行水利水電工程施工的時候，經常會出現混凝土裂縫這種不良情況。而混凝土出現裂縫的主要原因大多與自身的結構、外部環境變化或自身配比不合理等諸多因素有關。一旦裂縫出現就可能對混凝土防水性、承受能力以及耐久性能等這些方面產生比較大的影響。

2 水利水電工程施工中混凝土裂縫形成的原因

在水利水電工程施工中混凝土的裂縫種類很多，包括收縮裂縫、溫度裂縫、沉降裂縫等，每一種產生的原因各異，所以針對性的治理措施也會有一定變化。水泥開始凝固的時候，會生成很多的水熱與化熱，這造成提高了水泥的內部溫度，導致表面的拉應力，在凝固后期內部降低了溫度，因為受到已凝固水泥與基礎的限制，又會在內部產生拉應力，當拉應力達到水泥的抗裂極限的時候，也會導致裂縫的形成。混凝土的收縮又分干縮和自收縮兩種。干縮是混凝土隨著多余水分蒸發，濕度降低而產生體積減小的收縮[1]，其收縮量占整個收縮量的很大部分；自收縮水泥水化作用引起的體積減小，收縮量只有前者的1/10 ～ 1/5。

2.1材料質量差或配比不科學

混凝土的構成材料主要包括骨料、水泥、砂、外加劑和水，所有材料的質量與配合比例對混凝土的澆筑質量都起到了決定性作用。倘若材料質量不符合標準，或是材料配合比例不科學，就會致使產生混凝土裂縫。水泥的質量也會對結構質量產生嚴重影響，水泥材料質量不達標、不同批次混合使用、對水泥用量存在誤差等，都會引起混凝土完成澆筑之后產生裂縫。砂石料中的含泥量以及粒徑級配不符合相關規定等，也會直接影響混凝土的抗滲性以及強度降低，從而導致混凝土干燥期間出現不規則的網狀裂縫[2]；另外石粉含量多、針狀片狀物太多、碎石和砂料級配差等因素，會在很大程度上阻礙骨料和水泥的膠結。

2.2 施工設計不合理

在進行前期施工設計工作的時候，一些施工單位為控制成本，在正式施工之前沒有全方位了解施工現場和當地的具體條件，對于施工方案中的地基評價以及設計規劃沒有精準可靠的數據支持，致使設計人員制定出的施工方案不具有較強的針對性。因為施工設計方案的不科學，致使施工活動存在相應的隨意性，甚至部分單位在施工期間發生了隨意更改設計方案的現象，這些因素都會導致混凝土出現裂縫。

2.3 養護工作不到位

在完成混凝土澆筑作業后，需要開展必要的養護工作，從而促使其能夠符合工程建設要求的使用性能?，F階段，因為養護工作落實不到位而導致水利水電工程中出現混凝土裂縫的情況非常普遍。倘若后續的養護工作開展不及時或不合理，會在很大程度上加速混凝土表面水分的流失，促使其出現塑性變形，最后產生裂縫。尤其是在露天環境進行施工過程中，因為混凝土長期經受風吹日曬，其表面大量水分被蒸發，體積也在短時間內迅速收縮，并且這時的混凝土不具備很強的抗拉能力，達到相應程度后就會產生裂縫[3]。所以，在實際開展施工活動的時候，特別是在完成澆筑混凝土一段時間內必須要落實好相應的養護工作，這是防止混凝土產生裂縫的重要環節。

2.4 施工不規范

在實際開展水利水電工程的時候，施工管理直接決定了整個工程的建設質量。在具體操作期間倘若發生了工藝不達標、操作不規范、流程錯誤以及不符合施工設計方案要求等情況，都很可能致使混凝土產生裂縫。其中，運輸和攪拌時間太長、振搗不均勻、澆筑速度太快、施工縫接茬不當、初期養護不合理、性混凝土下沉等比較常見的不規范作業，是引發混凝土出現裂縫的常見因素。

3 水利水電工程施工中混凝土裂縫的處理方法

水利水電工程施工中混凝土裂縫是由于結構地基的土質松軟、均勻性差，或是回填土浸水、不實等因素導致沉降而形成的。模板支撐之間距離太大、剛度低等因素也可導致出現沉陷裂縫。在混凝土體積比較大的時候，過多的水化熱聚積在混凝土內，影響其徹底散發，進而導致混凝土內的溫度不斷增加。

另外，混凝土外層散熱速度較快，非常容易產生混凝土內部和外部的溫度差，進而導致內外部出現熱脹冷縮的情況。這會促使混凝土表面形成拉應力，倘若拉應力大于混凝土本身抗拉強度能力的時候，其表面就會產生溫度裂縫。尤其是在冬天，天氣寒冷致使凍土層化凍后，會發生不均勻的沉降情況，從而使致使混凝土發生裂縫。這些裂縫一般是貫穿性或深進的裂縫，其走向和沉陷狀況也有很大關系，一般小裂縫與地面垂直、或是順著30°～45°角方向開展拓展[4]；大裂縫就會產生一些錯位情況，大多數的裂縫寬度都與沉降量成正比關系。

3.1 表面處理法

表面處理法在水利水電工程混凝土裂縫處理中的應用較為廣泛。該方法較為適用于泥漿不易灌入的較淺、較細裂縫，對于不再活動、不可伸縮、不漏水、沒有到達鋼筋、深度較淺的裂縫，表面處理法的應用效果顯著。對于存在漏水現象、蜂窩麻面及變形縫，處理可采用表面貼補法（土丁膜）。

3.2 灌漿法

灌漿法在較大裂縫和發絲裂縫處理中的表現均較為出色，較為適用于防滲要求較高裂縫和對整體結構影響較大裂縫的處理。膠結材料可通過壓力設備注入裂縫，以使由混凝土和膠結材料形成整體，從而達到封堵加固目的。水泥漿、聚氨酯、環氧樹脂、甲基丙烯酸酯均屬于常用的灌漿材料。

3.3 填充法

填充法指的是對裂縫直接進行修補材料填充，該方法在寬度較大裂縫的處理中較為適用，具備成本低廉、工藝簡單等優勢，但不適用于深度較淺且寬度在0.3 mm以下的裂縫。這類裂縫適合開V型槽并運用填充法進行處理。結構補強法適用于結構變化引發的裂縫，維護不到位、超荷載引發的裂縫適合采用結構補強法，具體可細分為預應力法、錨固補強法、斷面補強法等。

4 水利水電工程施工中混凝土裂縫的預防

在實際開展水利水電工程的時候，施工管理直接決定了整個工程的建設質量。在具體操作期間倘若發生工藝不達標、操作不規范、流程錯誤以及不符合施工設計方案要求等情況，都很可能致使混凝土產生裂縫?；炷翝仓瓿尚枳⒁猓孩? h后開始養護，養護齡期為7 d，前24 h每2 h養護一次，24 h后按每4 h養護一次。頂面用濕麻袋覆蓋，避免暴曬。②振搗密實而不離析，對面板進行二次抹壓，以減少壓縮量。運輸和攪拌時間太長、振搗不均勻、澆筑速度太快、施工縫接茬不當、初期養護不合理、混凝土下沉等比較常見的不規范作業，是引發混凝土出現裂縫的常見因素。

控制混凝土工藝質量措施如下：①混凝土保護層厚度過厚，或在施工中，上部鋼筋被踩踏，導致應力加強層的保護層變厚，鋼筋在垂直方向上發生裂紋；②混凝土在振搗時，密度和均勻度不夠，產生蜂窩、麻面和空洞；③混凝土澆筑速度過快，混凝土流動性低，硬化前混凝土強度不夠；④混凝土攪拌，運輸時間過長，使混凝土中水分過度蒸發，使混凝土坍落度過低。

5 水利水電工程施工中常見的混凝土裂縫分析

水利水電工程施工中混凝土常見的幾種質量裂縫如下。5.1 干縮裂縫

干縮裂縫經常出現在養護混凝土之后的兩個星期左右?；炷练浅Ｈ菀资艿酵饨绺鞣N因素的影響，其表面水分蒸發很多，變形也很大；內部的變形和濕度變化都比較小?；炷羶韧鉁囟鹊牟顣率蛊渥冃?，從而形成拉應力，最后導致出現干縮裂縫[5]。出現裂縫會嚴重影響到混凝土的抗滲能力和使用性能，進而腐蝕內部鋼筋，促使凝土的耐久性和承載力下降?；炷恋母煽s情況和其水泥用量和質量、水灰比、外加劑用量等有直接關系。

5.2 收縮裂縫

在凝結混凝土之前，其表面因為水分流失很快，容易產生塑性的收縮裂縫，并且一般在風力比較大或干熱天氣經常出現，同時表現出長短不一、中間較寬、兩端不連貫等形態。最短的裂縫長度是20～30 cm，最長的是2～3 m，寬度通常在1～5 mm。出現塑性收縮裂縫的主要因素包括：混凝土終凝之前強度過小，受到大風和高溫天氣因素的影響，致使混凝土表面的水分流失很快，進而致使毛細管中產生負壓引起混凝土體積的收縮，從而引發塑性收縮裂縫。

5.3 其他因素造成的裂縫

在制作、脫模、吊裝和運輸混凝土構件的時候，由于諸多影響因素導致產生縱橫、豎、斜等方向發展的裂縫。產生這些裂縫的主要因素包括：在實際澆筑木膜之前出現隔離劑失效、沒有澆水濕透、混凝土粘結或是膜板吸水等，另外還和混凝土構件的堆放、支持部位、成型和受振沖擊力等原因有直接關系。

5.4 混凝土幾何尺寸產生變形

模板安裝不夠穩固牢靠，以致混凝土澆注過程中局部漲模；振搗離模板太近且功率大時間長，致使模板變形跑模；模板使用時間長或者存放不規范等造成模板本身變形?；炷两Y構經計算和試驗復核，實際強度已能承受自重及其他實際荷載?；炷翉姸缺砣绫?所示。

5.5 混凝土表面的裂縫

混凝土表面產生蜂窩、麻面、氣泡原因如下：混凝土配合比不準確或材料、用水等計量不準確，造成砂漿少而石子多[6]?；炷翑嚢钑r間短，沒有拌和均勻，混凝土和易性差，振搗不密實。蜂窩是指混凝土表面無水泥砂漿，骨料間有空隙存著，形成數量或多或少的窟窿，大小如蜂窩，形狀不規則，露出石子深度大于5 mm，深度不漏筋，可能露骨筋。

成因分析如下：①模板漏漿或振搗過度，跑漿嚴重致使出現蜂窩；②混凝土坍落度偏小，加上欠振或漏振形成蜂窩；③混凝土澆筑方法不當，沒有采用帶漿法下料和趕漿法振搗；④混凝土攪拌與振搗不足，使混凝土不均勻，不密實，造成局部砂漿過少。

預防措施：①澆筑前檢查并嵌填模板拼縫以避免澆筑過程中跑漿；②澆筑前撒水濕潤模板以避免混凝土的水分被模板吸去；③澆筑過程中專人檢查模板牢固情況，并嚴格控制每次振搗時間；④塌落度過小時拉回拌和站加水加水泥重新拌制；⑤確保振搗工具的性能必須與混凝土的工作強度相適應：振搗工人必須按振搗要求精心振搗，尤其加強模板邊角和結合部位的振搗；⑥嚴格執行帶漿下料和趕漿法振搗，注意混凝土振實的五點表現；⑦混凝土拌制時間應足夠，分層厚度不得超過范圍規定，防止振搗不到位。

6 結語

綜上所述，在水利水電工程建設期間出現了混凝土裂縫，會對工程的整體抗滲性能產生嚴重影響，促使結構的應用性能下降，并降低建筑物的承載能力。技術人員需要改變傳統的混凝土施工工藝，在明確裂縫產生原因及危害的基礎上，從材料控制、技術控制、溫度控制、養護等多方面進行裂縫預防，同時利用科學有效的方式對已經出現并能夠處理裂縫進行修補，從而確保水利水電工程行業的高質量發展。

參考文獻

[1] 王樂天.水利工程施工中的混凝土裂縫防治措施分析[J].住宅與房地產，2021（12）：236-237.

[2] 王亞輝.橋梁工程混凝土裂縫分析及防治措施[J].工程技術研究，2020，5（19）：165-167.

[3] 董學臣.論水利水電建筑工程施工中混凝土裂縫的防治[J].工程建設與設計，2021（6）：143-145.

[4] 張海亮.水利水電建筑工程施工中混凝土裂縫的防治[J].長江技術經濟，2021，5（S1）：64-66.

[5] 陳婷.水利施工中的混凝土裂縫的原因分析及防治措施[J].內蒙古水利，2018（2）：39-40.

[6] 周柏凡.水利水電建筑工程施工中混凝土裂縫的防治[J].價值工程，2021，40（9）：183-184.