水利施工中混凝土裂縫控制技術(shù)3篇

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（一）

一、混凝土裂縫分類及產(chǎn)生原因

水利工程混凝土裂縫根據(jù)不同的裂縫影響因素主要分為沉陷裂縫、溫度裂縫、干縮裂縫、塑性收縮裂縫四種，每種混凝土裂縫產(chǎn)生的外部影響因素各有不同，要進行混凝土裂縫有效防控需充分了解混凝土裂縫產(chǎn)生的外部影響因素，進而從影響因素出發(fā)進行防控。

1.工程沉陷裂縫

一般情況下，水利工程施工或使用過程中會因為水利工程地基地質(zhì)不穩(wěn)定、土質(zhì)疏松、工程地基填充不均勻而產(chǎn)生地基下陷，而不同層次、程度的地基沉降會影響混凝土受力不均勻而產(chǎn)生裂縫。此外，水利工程基礎(chǔ)承載力不達標也會造成混凝土基礎(chǔ)下沉產(chǎn)生混凝土裂縫。這類混凝土裂縫被統(tǒng)稱為沉陷裂縫。沉陷混凝土裂縫可以表現(xiàn)為貫穿性裂縫與深進型裂縫兩種，裂縫呈現(xiàn)形式主要是因為混凝土沉陷方向造成的，其中裂縫程度比較深的混凝土裂縫還常伴隨著不同程度的混凝土錯位，而且混凝土下沉幅度越大混凝土裂縫深度與寬度會越大。此外，沉陷裂縫還會隨著基板沉降程度的增加而不斷發(fā)展，有的沉陷裂縫甚至?xí)斐蓴嗔?，影響工程的質(zhì)量。水利工程中的沉陷裂縫在冬季施工的水利工程中常見，原因是冬季水利工程施工中溫度過低地質(zhì)存在凍土層，外部溫度升高時凍土層解凍，會有程度不均勻的基板下陷，影響混凝土質(zhì)量。

2.溫度裂縫

混凝土溫度裂縫主要是因為混凝土施工環(huán)節(jié)產(chǎn)生水化熱反應(yīng)，而混凝土養(yǎng)護措施不及時到位而產(chǎn)生。一般而言，水利工程施工建設(shè)中會有大體積混凝土施工，大體積混凝土施工要點比較繁雜，尤其是混凝土裂縫防控要點密集。大體積混凝土施工受混凝土體積影響，在施工前后混凝土體內(nèi)部都會產(chǎn)生水化熱，如水化熱排放不及時便會使混凝土溫度升高，與土體內(nèi)部高溫不同的是混凝土外部散熱快，自然處于自然狀態(tài)，這樣內(nèi)外部溫差的存在是混凝土溫度裂縫產(chǎn)生的直接原因。水利工程混凝土溫度裂縫也是因為混凝土受溫差影響而熱脹冷縮不均勻，混凝土內(nèi)部拉力達到混凝土拉力極限而形成裂縫。此外，水利工程混凝土溫度裂縫因為受溫度因素影響生成裂縫分布具有不規(guī)則性，而且裂縫處理難度較大。

3.干縮裂縫

水利工程混凝土養(yǎng)護過程中也會產(chǎn)生混凝土裂縫，該類混凝土裂縫是干縮裂縫。混凝土養(yǎng)護工作伴隨著混凝土硬化過程，該過程中混凝土硬化會受到各種外部環(huán)境的干擾，內(nèi)部因為空氣流通受限水分流失比較緩慢，混凝土內(nèi)外形成濕度差距，會直接導(dǎo)致混凝土硬度變化不一致，從而產(chǎn)生干縮裂縫。水利工程混凝土干縮裂縫危害較大，會直接導(dǎo)致工程周邊水體進入工程裂縫中，深入土體中的水體會改變混凝土水灰比等，降低工程混凝土穩(wěn)定性，進而影響水利工程的質(zhì)量。水利工程干縮裂縫多分布在工程混凝土土體表面，而且裂縫呈平行線狀分布或網(wǎng)狀分布，且干縮裂縫寬度較小，較易修復(fù)。

4.塑性收縮裂縫

塑性收縮裂縫與干縮裂縫一樣產(chǎn)生于工程硬化養(yǎng)護過程中。塑性收縮裂縫是由于混凝土硬化過程中表面水分流失較快，但是因為表層混凝土直接與外界環(huán)境接觸，因而水分流失也會存在一定差異，這便增加了塑性收縮裂縫產(chǎn)生的可能性。塑性收縮裂縫具有不規(guī)則性，而且裂縫本身具有寬度變化。一般水利工程受周邊水體的影響，混凝土內(nèi)部會產(chǎn)生一定負壓，負壓會影響混凝土在硬化不完全的條件下表面收縮，混凝土結(jié)構(gòu)性能被改變，工程結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性也受影響。

二、水利工程混凝土裂縫防控措施探討

從上文的分析介紹中，我們了解到水利工程混凝土裂縫的產(chǎn)生主要原因有溫度、水文地質(zhì)等，筆者認為進行水利工程混凝土裂縫防控需要基于混凝土的影響因素進行措施探討。

1.工程混凝土施工與養(yǎng)護環(huán)節(jié)溫度控制

水利工程混凝土裂縫防控需要基于混凝土配合比試驗，著重減少混凝土配置中的水泥用量，降低混凝土水熱化程度，還可以適當添加適當?shù)耐饧觿?，在降低混凝土水熱化反?yīng)活性的同時提升工程混凝土的使用性能。在保證混凝土使用性能的基礎(chǔ)上，將混凝土的內(nèi)外部溫度控制在統(tǒng)一水平，可以有效降低混凝土裂縫產(chǎn)生幾率。此外，混凝土溫度控制還要進行施工澆筑過程中的溫度控制，將混凝土施工過程中的溫度控制系統(tǒng)化、定時化，充分利用自然條件，采用降溫或保溫措施及合理拆模等科學(xué)方法進行混凝土裂縫防控。

2.完善工程混凝土影響因素檢測，改善工程的約束條件

改進水利工程混凝土限制條件需要先進行工程合理的分縫分塊，還要進行工程地基的有效處理，為水利工程提供扎實良好的地基條件，減少工程地基波動性，進而避免混凝土裂縫的產(chǎn)生。完善水利工程混凝土各影響因素的檢測，還要進行系統(tǒng)化的施工流程制定，還要就施工環(huán)節(jié)制定完善的技術(shù)要點標準，以便于水利工程施工中的混凝土裂縫防控。裂縫防控工作還應(yīng)該基于混凝土自身的性能進行裂縫防控，強化混凝土的初期養(yǎng)護。混凝土的初期養(yǎng)護主要就混凝土的水熱化反應(yīng)進行混凝土表面拉應(yīng)力處理，通過人為手段參與改變混凝土溫度變化規(guī)律，形成混凝土養(yǎng)護過程中溫度梯級變化規(guī)律，并在混凝土修復(fù)過程中進行梯級過渡，以保證工程結(jié)構(gòu)的完整性。

三、結(jié)語

本文著重闡述了水利工程混凝土裂縫問題，就混凝土的裂縫種類、產(chǎn)生原因、治理措施與防控措施進行了探討。筆者認為混凝土作為工程的基石，其質(zhì)量直接影響工程的安全使用性能，裂縫的產(chǎn)生會影響工程經(jīng)濟效益與社會效益的實現(xiàn)，進行裂縫防控措施探討，能保證工程質(zhì)量，綜合提升工程安全性能。

作者：李向東 單位：淮河水利水電開發(fā)總公司

（二）

一、關(guān)于干縮裂縫控制環(huán)節(jié)的分析

在混凝土建設(shè)過程中，裂縫問題是比較常見的問題，其影響了混凝土建筑的自身穩(wěn)定性，導(dǎo)致了混凝土建筑的老化。該環(huán)節(jié)涉及了混凝土的溫度、干縮、鋼筋材料等問題。特別是混凝土材料的影響，如果不能具備優(yōu)秀質(zhì)量的鋼筋、砼材料，是難以確保混凝土整體建設(shè)質(zhì)量的提升。在水利樞紐洞室襯砌過程中，通過對相應(yīng)工程混凝土設(shè)計標準的深入分析，進行整體施工模塊的優(yōu)化，確保其泵送體系的健全，實現(xiàn)其內(nèi)部各個應(yīng)用環(huán)節(jié)的協(xié)調(diào)。這需要我們進行泵送環(huán)節(jié)、洞內(nèi)澆筑環(huán)節(jié)、洞外拌和環(huán)節(jié)等的協(xié)調(diào)，實現(xiàn)裂縫的有效控制?；炷恋母煽s裂縫主要是由于毛細管壓力造成的。毛細管孔隙在干燥過程中逐步失水，產(chǎn)生很大的毛細管張力，混凝土體積產(chǎn)生收縮，由于混凝土周圍存在約束，內(nèi)部又有拉應(yīng)力，當拉應(yīng)力超過混凝土材料抗拉強度時，便產(chǎn)生了干縮裂縫。降低混凝土單位用水量：用水量的增加勢必使剩余水增加，因此，從確?；炷聊途眯猿霭l(fā)，應(yīng)降低混凝土單位用水量。在該建設(shè)應(yīng)用過程中，水泥材料的影響是非常重要的，受到混凝土的收縮性的影響，要選擇恰當?shù)乃嗖牧?。因為不同的混凝土具備不同的收縮值。一般來說，礦渣水泥的伸縮值最大，普通水泥次之。在混凝土的建設(shè)過程中，也要進行混凝土周圍約束環(huán)境的控制。這樣對于混凝土的拉應(yīng)力的適應(yīng)性保持是非常有好處的，從而避免其過大的拉應(yīng)力的出現(xiàn)，拉應(yīng)力增大而使混凝土干裂，因此，應(yīng)減少混凝土的分倉長度，以使混凝土內(nèi)部拉應(yīng)力能夠充分釋放。添加膨脹劑：適量添加膨脹劑后可以使混凝土體積膨脹，在混凝土內(nèi)部產(chǎn)生壓應(yīng)力，部分抵消了混凝土因毛細孔隙干燥而產(chǎn)生的拉應(yīng)力，從而起到控制干縮裂縫的作用。在混凝土建設(shè)過程中，要通過對混凝土自身質(zhì)量的控制，以降低裂縫的出現(xiàn)頻率。這又涉及到高強混凝土的自身水泥強度問題，當然，該環(huán)節(jié)的開展也要進行適宜的水泥用量的搭配，從而避免其開裂現(xiàn)象的嚴重性。所謂的高強混凝土就是具備較高的體積，有利于促進混凝土的整體穩(wěn)定性，其不一定是高性能混凝土。當然，受到收縮變形的影響，混凝土的抗裂能力會受到一定的變化，這種變化有利于混凝土的抗裂性能，通過對高強混凝土的應(yīng)用，可以提升混凝土的整體性能。比如可以采用高效減水劑和超細活性摻和料來提高混凝土的密實性和抗?jié)B能力。泵送施工工藝要求的坍落度和水泥用量均較大，必須用摻加外加劑的方法來達到既減水又不使混凝土坍落度損失過大的目的以及添加超細活性摻和料來達到降低水化熱、改善與提高混凝土性能和節(jié)約水泥的目的。因混凝土中摻加粉煤灰技術(shù)尚處于探索階段，固替代量并不很大，只有15%，但根據(jù)有關(guān)資料，混凝土中單方水泥用量每增減10kg，水化熱相應(yīng)升降1～1.2℃。

二、混凝土裂縫控制方案的優(yōu)化

在水化熱開裂問題中，要針對水泥水化熱的性質(zhì)展開分析，受到其熱量的影響，混凝土的內(nèi)外溫度的差異是比較大的，再受到溫度應(yīng)力的影響，其會產(chǎn)生一系列的裂縫。裂縫的出現(xiàn)在某些季節(jié)的施工模塊中比較頻繁，在夏季施工過程中，其中午溫度都是比較高的，特別是露天存放的石子其表面溫度是非常高的。受到混凝土水化熱的影響，其內(nèi)部具備非常高的溫度。為了更好的進行混凝土水化開裂問題的控制，可以進行以下措施的應(yīng)用，骨料降溫模式的應(yīng)用，比如進行灑水降溫模式、涼棚搭蓋模式的應(yīng)用。在水化熱開裂問題解決過程中，在混凝土澆筑前購入冰塊，砸成粒徑約3cm的小塊加入砼生料中，充分拌合后量取出機口溫度，根據(jù)出機口溫度來確定加冰量。實際工作中，出機口的控制溫度為18℃，混凝土單方用冰量在60kg左右。因冰塊破碎工作量較大，粒徑也很難控制，加入冰塊后還需延長拌和時間，降低了混凝土澆筑速度，為克服該問題，實際工作中多采用拌和水降溫的方法，即把冰塊稍加破碎后放入拌和水池中來降低水溫。用此方法，通常能夠把拌和用水的溫度降至攝氏3～7℃左右。受到白天溫度的影響，需要保證各種降溫模式的協(xié)調(diào)，從而實現(xiàn)混凝土入倉溫度的控制，確保其夜間澆筑模式的優(yōu)化，比如針對后夜?jié)仓Ｊ秸归_分析優(yōu)化，確保氣溫的控制，保證溫控體系的健全。通過對上述應(yīng)用模式的協(xié)調(diào)，可以進行砼入倉溫度的控制。為了滿足工作的需要，工作中多把其他工序的施工安排在白天進行，而把混凝土澆筑安排在夜間進行。通過以上溫控措施，水利樞紐洞室襯砌工程夏季混凝土出機口溫度控制在18℃以內(nèi)，入倉溫度控制在28℃以下，有效地控制了溫度裂縫的產(chǎn)生。受到砼材料性質(zhì)及其自身施工環(huán)境的影響，在早期階段中砼的水化熱影響比較大，特別是在普通硅酸鹽水泥材料的應(yīng)用過程中，該模塊的水化熱程度比較大，受到泵送施工工藝的影響，也會出現(xiàn)較大的水化熱反應(yīng)。在澆筑過后一段時間，其內(nèi)部溫度會處于不斷上升的狀態(tài)，這就需要我們鋼模板操作模式的優(yōu)化，進行表面混凝土溫度的控制，實現(xiàn)其水灰比比例的優(yōu)化。一般來說，在澆筑完畢后的18個小時，就可以進行鋼模板的表面灑水降溫模式的應(yīng)用。在拆模完畢后，要進行混凝土表面全天候養(yǎng)護方案的優(yōu)化，進行鋼模板表面灑水降溫情況的深入對比觀察。控制鋼筋銹蝕引起的裂縫，鋼筋銹蝕后體積膨脹2～4倍，對周邊混凝土產(chǎn)生壓力，可能產(chǎn)生順筋裂縫，甚至脫落，從而影響建筑物的使用。而鋼筋銹蝕多為氣蝕、電離引起。因此，本工程自一開始就注意了鋼筋的銹蝕問題，并從以下幾個方面對鋼筋銹蝕加以控制。鋼筋出廠時，其表面有一層致密的氧化薄膜，可以對鋼筋起到一定的保護作用，但該薄膜遇水或受潮后因水的微酸性而脫落，使鋼筋酸性氧化而銹蝕。因此，鋼筋原材料和加工后的半成品均應(yīng)作防潮處理。具體的做法是架空放置和上蓋防水雨布。為了更好的避免混凝土問題，進行鋼筋安裝模式的優(yōu)化是非常必要的，需要做好鋼筋安裝的清理工作，實現(xiàn)其表面的積極清潔。針對其發(fā)生銹蝕的部位，進行砂布及其鋼絲刷的應(yīng)用，進行混凝土建設(shè)環(huán)節(jié)與混凝土應(yīng)用環(huán)節(jié)的協(xié)調(diào)，避免由于其電離情況而導(dǎo)致的鋼筋銹蝕問題。在施工過程中，通過對砼水灰比的控制，可以提升混凝土的和易性。通過對混凝土的振搗，可以實現(xiàn)對致密性的控制，實現(xiàn)混凝土炭化速度的優(yōu)化，當然，在應(yīng)用過程中，也要避免鋼筋的長時間的空氣接觸。為防止洞室Ⅳ類圍巖區(qū)的圍巖變形對洞室襯砌混凝土的影響而使之產(chǎn)生裂縫，在洞室開挖支護階段就已對Ⅳ類圍巖區(qū)進行了錨桿支護，錨桿布置型式為梅花狀，直徑20mm，長3m，間排距1.251×1.25m；混凝土襯砌后，對周邊圍巖進行固結(jié)灌漿。為保證錨桿和固結(jié)灌漿的施工質(zhì)量，還要對錨桿進行抗拔力試驗，對固結(jié)灌漿進行壓水和超聲波檢查試驗。

三、結(jié)束語

在水利樞紐洞室襯砌建設(shè)中，通過對混凝土裂縫防范環(huán)節(jié)的優(yōu)化，可以保證水利建設(shè)整體應(yīng)用效益的提升，從而滿足現(xiàn)實工作的需要。

作者：金永杰 單位：哈爾濱地順建設(shè)開發(fā)有限公司

（三）

一、水利建設(shè)時期的縫隙導(dǎo)致的不利現(xiàn)象

當開展水利建設(shè)工作的時候，材料的縫隙會導(dǎo)致其發(fā)生滲漏問題。在外力的干擾下，縫隙會變大，如果水分進入到里面的話，其構(gòu)造就會因為水解而改變形狀。因為縫隙問題，二氧化碳會滲透到混凝土內(nèi)部并且與水泥水化產(chǎn)物發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，產(chǎn)生碳酸鈣物質(zhì)，混凝土在碳化時，會加劇混凝土的收縮，導(dǎo)致混凝土碳化，造成混凝土裂縫的產(chǎn)生；尤其在潮濕的環(huán)境中，水泥中的化學(xué)成分會與空氣中的二氧化碳發(fā)生反應(yīng)，造成混凝土的堿度降低，鋼筋純化膜破壞，鋼筋銹蝕加重，影響鋼筋的剛性和強度。同時，縫隙的發(fā)生，還會使得拉力變?nèi)?。此時導(dǎo)致裂紋更為嚴重，干擾到建筑體的使用，有時候還會導(dǎo)致一些無法彌補的現(xiàn)象出現(xiàn)。

二、應(yīng)對縫隙的措施

2.1氣溫條件

水利工程在混凝土的施工過程中，混凝土的澆筑溫度要視當時工地的氣溫變化而變化，一定要嚴格依據(jù)溫度的變化適時調(diào)整施工條件，保證混凝土的質(zhì)量。根據(jù)混凝土自身存在的特性，施工方案要嚴格根據(jù)施工工地的實際情況制定，在施工過程中要充分考慮各種特殊情況，實施的改進施工方案，譬如在混凝土的澆筑過程中經(jīng)常會有模板變形的情況，施工單位應(yīng)該派專人對模板進行看護，如果發(fā)現(xiàn)模板有變形、位移現(xiàn)象。應(yīng)該，說即停止混凝土澆筑，并及時進行修理恢復(fù)模板；特別是在冬季施工時。要注意氣溫對施工材料的影響，冬季混凝土的入模溫度應(yīng)該不低于10℃，夏季的混凝土入模溫度應(yīng)該不高于25℃，通過嚴格控制混凝上制作的加工過程，確保混凝土的質(zhì)量。

2.2材料的選擇

一個工程項目質(zhì)量的高低與施工材料的選擇是否正確直接相關(guān)。為此，在水利工程混凝土的制作前，一定要注意加強對水泥和摻臺料的選擇和管理，施工單位在選購相關(guān)材料時，為了降低混凝土制作過程中的內(nèi)部熱量，避免內(nèi)外溫度差距過大，采購人員應(yīng)該選擇水化熱較低的水泥。并盡量降低單位的水泥用量。水泥的強度等級應(yīng)該與混凝土的強度等級保持一致，盡量不選擇硬性水泥或者強度過高的水泥，盡量選擇細度較差的水泥作為原材料，提高混凝土的抗裂性能。另外，還要高度重視對骨料的選擇，按照國家普通混凝土用碎石或卵石質(zhì)最及檢驗方法的相關(guān)規(guī)定進行選擇，同時確?；炷猎牧系呐浜媳壤匣炷恋闹谱鳂藴?。為了減少混凝土裂縫的產(chǎn)生，施工人員需要增強混凝土的抗壓力度。為此，一定要加強對混凝土的振搗，在振搗的過程中，一方面要保證均勻排列，嚴格按照順序振實，不得出現(xiàn)遺漏的現(xiàn)象，不宜于過振，振搗的間距最好是300mm。時間則以15-30s為宜；另一方面，如果泌水在粗骨料、水泥鋼筋下部生成水分和空隙，則需要進行二次振搗，時間間隔一般是25min左右，或者在混凝土振搗后尚未恢復(fù)塑性狀態(tài)時進行，以增加混凝土的密實度，避免水利施工過程中混凝土裂縫的產(chǎn)生。

2.3積極地開展養(yǎng)護工作

當拆模之后，要使用草苫子等對其開展養(yǎng)護活動，而且要充分的澆水。剛開始澆筑的時候，就應(yīng)該像是對待小孩子一樣，要細心的關(guān)愛。之所以開展養(yǎng)護活動，不單單的是為了防止縫隙出現(xiàn)，還可以確保其后期的時候具有高度的穩(wěn)定性，確保其受力性好。

三、結(jié)束語

縫隙現(xiàn)象是目前水利建筑的構(gòu)造中非常容易出現(xiàn)的一種問題。其發(fā)生不但會降低建筑的防滲性特點，干擾到其正常使用，同時還會導(dǎo)致材料出現(xiàn)生銹現(xiàn)象，使得其無法長久的使用，干擾到材料的受力性特征。因此，要對其縫隙現(xiàn)象認真的分析，合理的對待，在建設(shè)的時候，要使用多種方法來應(yīng)對縫隙現(xiàn)象，這樣才可以確保構(gòu)件穩(wěn)定持久。

作者：張曉祥 楊志春 章正江 單位：博大建設(shè)有限公司