水利工程施工中混凝土裂縫防治策略探討

楊 軍

（甘肅省水利水電工程局有限責任公司，甘肅 蘭州 730000）

水利工程施工中，混凝土的施工較為專業，且其施工流程較為復雜，主要包括原材料的配置、混凝土的攪拌、振搗以及澆筑等，必要的情況下可能還會涉及混凝土的運輸問題。在以上施工流程中，如若任何一個流程出現問題，便可能會導致混凝土的施工出現裂縫現象，降低混凝土施工質量。事實上，混凝土裂縫問題在其施工中較為常見，而裂縫產生的原因多種，具體的處理方式優缺點各異，為防止裂縫的產生，施工人員需要增加自身對于各類裂縫的了解。

1 水利工程施工中混凝土裂縫類型介紹

1.1 溫度裂縫

溫度裂縫，其產生的原因與混凝土中水泥的含量較高有關。當混凝土澆筑施工完成之后，水泥在硬化的過程中可能會發生水化熱反應，進而釋放出大量熱，此時混凝土的內部溫度會逐漸升高，而在外部溫度不變的情況下，混凝土的內外溫差逐漸增大。當混凝土基本固結時，其內部溫度會逐漸降低，此時混凝土容易出現收縮變形問題，進而導致混凝土施工結構出現溫度裂縫，影響混凝土施工質量。與此同時，還會影響混凝土施工的美觀度，降低混凝土結構的承載力以及耐久性等。除此之外，如若在混凝土原材料的配比過程中，材料配比不科學，也會導致溫度裂縫的產生，該病害主要發生在散熱條件較差的大體積混凝土施工當中。

1.2 干縮裂縫

干縮裂縫主要出現在混凝土養護施工完成之后，大致出現的時間是在養護施工結束后的15 d 之內，其產生的原因與混凝土的養護施工質量有關。如若混凝土的養護方式缺乏科學性，便有可能會出現干縮裂縫。除此之外，受自然環境的影響，混凝土可能會出現水分流失的現象，如若流失現象較為嚴重，混凝土便會出現大面積的干縮，最終導致混凝土施工結構出現干縮裂縫。同時，大體積混凝土表面干縮時可能會受內部約束，此時拉應力增大的情況下容易出現干縮裂縫。該裂縫的主要特征是呈網狀分布，寬度在0.05～0.2 mm 之間，一旦出現干縮裂縫，混凝土的抗滲性以及抗壓性等會遭受不良影響，不僅會降低混凝土的施工質量，還會縮短混凝土的使用壽命。

1.3 荷載裂縫

荷載裂縫產生的主要原因是混凝土結構設計缺乏合理性，具體表現介紹如下：其一，結構模型的計算缺乏合理性，部分計算數據缺失，施工模型的構建缺乏科學性。其二，結構設計的受力分析與工程實際的受力分析存在較大偏差，與此同時，混凝土結構的荷載缺失或偏小。其三，混凝土結構施工中，施工人員內力以及配筋的計算存在錯誤，計算結果存在較大誤差，進而導致混凝土結構施工的安全系數偏低。其四，在可行性結構的設計工作中，設計人員忽視了施工問題，設計截面不足的同時，部分施工結構的處理缺乏科學性，加之鋼筋設置數量有誤，進而會對混凝土鋼筋結構施工剛度產生不良影響。另外，各預制結構安裝不當、施工操作不合理以及相關施工流程順序不對等都會出現荷載裂縫。

1.4 沉降裂縫

沉降裂縫的產生主要是與地基結構的施工有關，如若在地基施工過程中存在地基土質不均勻，或者是模板支撐間距較大等現象，可能會導致地基出現質量問題，進而混凝土施工結構可能會出現沉降裂縫。該病害常見于冬季，冬季模板支撐需要在凍土之上，受天氣影響，如若氣溫升高，凍土層可能會出現解凍現象，此時土層會出現不均勻沉降，容易導致模板支撐出現失穩問題，最終會造成混凝土結構出現沉降裂縫。沉降裂縫主要具有貫穿性以及深進性等特點，裂縫的走向易受沉降情況的影響，較小裂縫多與地面垂直或與地面呈現30°～45°角，而較大裂縫，其具有一定的錯位性，如若沉降量較大，則裂縫寬度較大。此外，沉降裂縫的產生與溫度關系較小，如若地基變形穩定，則裂縫問題不會再嚴重。

1.5 施工裂縫

施工裂縫主要是指混凝土構件的質量問題，當各構件在制造、脫模以及運輸的過程中，受外界諸多因素的影響，容易出現各種裂縫，例如橫向裂縫、縱向裂縫以及貫穿式裂縫等，如若施工人員未能對其進行及時處理，裂縫會逐漸延長，最終會影響混凝土整體結構。此種裂縫產生的原因多種，例如構件支撐位置不當、木模施工之前未澆水濕透以及構件運輸時遭受振動沖擊等，需要施工人員在各構件運輸以及現場施工過程中小心、謹慎，并做好各構件的保護工作。

1.6 塑性收縮裂縫

混凝土在完全凝結之前，如若其水分蒸發速度較快，便可能會出現塑性收縮裂縫。該裂縫易受天氣條件的影響，經常出現在風力較大以及干熱天氣當中，裂縫的形狀大多是兩端細、中間寬，各裂縫之間長短不一，最長裂縫范圍是2～3 m，最短裂縫范圍是20～30 cm，寬度一般在1～5 mm 范圍內，且各裂縫之間互不相連。該裂縫產生的原因介紹如下：混凝土在凝結之前，其強度較小，此時受外界因素的影響，例如高溫天氣或大風天氣等，混凝土表面水分的蒸發速度會逐漸加快，進而導致混凝土毛細管中的負壓增加，混凝土會出現急劇收縮的現象，如若此時混凝土強度無法與其收縮進行抵抗，便會出現塑性收縮裂縫。此外，如若混凝土的凝結時間不足或水灰比配置不合理等，也會引發塑性收縮裂縫病害。

2 水利工程施工中混凝土裂縫產生原因

混凝土施工工藝較為復雜，施工過程中存在諸多影響因素，若想防止裂縫的出現，施工人員需要優先對裂縫產生的各種原因進行了解，隨后有針對性地制定防治方案，盡可能降低裂縫病害出現的概率。通過對混凝土裂縫的分析，其可以分為兩大類，一類是荷載裂縫，一類是非荷載裂縫，相比于前者，后者在水利工程施工中較為常見，具體產生原因見下表1所示。

表1 混凝土裂縫產生原因

3 水利工程施工中混凝土裂縫防治措施

3.1 合理選擇配置材料

混凝土屬于混合物，其各原材料的科學配比對于施工質量具有重要影響。其一，砂子的選擇。采購人員需要優選連續級配、等級較高以及含泥量超過3%的人工砂，在砂子進入施工現場之前，質檢人員需要對其堿活性進行檢驗。其二，水泥的選擇。常用的水泥材料為普通硅酸鹽水泥，其水化熱偏低，且強度大于42.5，在實際施工中，依據施工要求可以適當配以火山灰水泥或礦渣水泥等，有助于防止混凝土裂縫的產生，提高混凝土施工質量。其三，粉煤灰的選擇，其屬于水泥材料的替代品，優選一級粉煤灰，且需要在拌和過程中將其添加量控制在40%以內，以此為混凝土易性提供保障。其四，水與外加劑。水選用于生活用水即可，使用之前水需要經過懸浮物以及酸堿度測試；外加劑，依據氣候條件合理添加復合型或抗凍外加劑。

3.2 科學控制拌和質量

混凝土原材料的選擇需要考慮性價比，而混凝土的拌和需要注意粗、細骨料的含水率問題。在混凝土攪拌前期，施工人員需要依據天氣變化對粗、細骨料含水率的變化進行檢測，如若是晴天，每班抽2 次進行檢測即可；如若是雨天，則需要實時進行抽測，以便于混凝土各原材料攪拌配比的科學調整。混凝土攪拌常用設備為強制式攪拌機，設備運行之前需要對其計量器具進行檢定，并對計量設備進行校對。待混凝土原材料計量操作完成之后，施工人員需要先將細骨料、礦物質以及水泥等加入至攪拌機當中進行攪拌，隨后加水攪拌至砂漿，再加入粗骨料進行攪拌，最后是添加外加劑攪拌均勻即可。此外，混凝土攪拌期間攪拌時間以及攪拌速度的控制十分重要，施工人員需要科學把控。

3.3 強化施工過程控制

強化施工過程控制主要是指對混凝土澆筑流程的管控，澆筑前期，施工人員應該避開大風、高溫、降溫以及暴曬等極端天氣，必要的情況下，施工期間需要做好遮擋以及保溫處理。同時，施工人員需要檢查模板以及鋼筋的施工質量，避免其質量問題影響混凝土施工質量。針對于澆筑方式的選擇，需要依據實際施工要求，澆筑時混凝土的澆筑高度應低于3 m，且需要進行分層分塊澆筑，澆筑的具體厚度不應大于200 m。此外，混凝土澆筑需要注意連續性，盡可能一次性澆筑成功，如若出現間隔，間隔時間不宜過長，以免影響混凝土的澆筑質量。如若混凝土澆筑的區域面積較大，施工人員可以單獨進行澆筑施工。

3.4 加強后期養護施工

混凝土裂縫的產生與混凝土后期的養護質量關系密切，且養護施工是混凝土施工質量的重要保障。養護施工的主要目的是讓混凝土盡快適應溫濕環境，避免因其內部溫差較大而影響混凝土施工質量，導致混凝土出現裂縫病害。混凝土施工完成之后，施工人員需要使用塑料薄膜將混凝土表面進行覆蓋，以此減緩混凝土內部水分的蒸發速度，防止混凝土內部水泥材料發生水化熱反應。如若外部環境溫度較高，施工人員需要定期向混凝土表面灑水，以此控制其內外溫度差，防止其出現裂縫問題。常規情況下，混凝土的養護時間為14 d，養護期間禁止人員以及車輛等進入養護現場，破壞混凝土的養護效果。另外，如若是不宜使用灑水法進行養護的大面積混凝土，施工人員可以使用噴涂薄膜養生液法進行養護。

3.5 加大施工監管力度

混凝土施工流程眾多，每一施工工藝都會對其施工質量產生影響，為防止裂縫問題的產生，施工期間工程監管人員需要加強對混凝土施工的監管，并逐步加大監管力度。在實際的施工中，監管人員需要加強對混凝土溫度及收縮變形度的檢測，及時觀察混凝土施工變化，一旦發現質量隱患，應及時進行處理，避免引發質量問題。此外，混凝土的施工質量對于其裂縫病害的預防具有重要影響，施工人員需要科學控制混凝土性能，并不斷強化混凝土的抗裂能力，盡可能防止出現貫穿性裂縫，重在保證混凝土結構施工的整體性。同時，施工期間，監管人員需要加強質量監管，即混凝土每一施工工藝完成之后都需要進行質量檢測。

4 結束語

水利工程屬于基礎性工程，其建設需要混凝土施工，且混凝土的施工質量具有重要影響。為此，建設企業以及施工單位等需要加強對混凝土施工質量的管控，盡可能降低混凝土出現裂縫的幾率。當前，常見的混凝土施工裂縫主要包括沉降裂縫、施工裂縫、干縮裂縫、荷載裂縫、溫度裂縫以及塑性收縮裂縫等，需要施工人員合理選擇配置材料、科學控制拌和質量，并在強化施工過程控制的同時，加大施工監管力度，注重后期養護施工工作的開展。