淺談水利施工中砼裂縫產(chǎn)生的原因及防治

劉洪增 劉希鳳

【摘要】在水利工程施工過程中，砼裂縫對(duì)水利工程外表形象和穩(wěn)定性及牢固性都有很大的影響，每一位工程技術(shù)人員都要很好的重視。文章通過對(duì)水利工程施工過程中砼裂縫出現(xiàn)的原因以及如何應(yīng)對(duì)進(jìn)行了細(xì)致的分析，并找出了相應(yīng)的應(yīng)對(duì)措施，以供廣大同仁者商榷。

【關(guān)鍵詞】水利工程；混凝土；裂縫；施工

一、水利工程施工過程中砼裂縫出現(xiàn)的原因

1、塑性收縮裂縫。由于在施工過程中，混凝土遇水凝結(jié)時(shí)，會(huì)逐漸蒸發(fā)掉水分并帶走大量的熱量，使混凝土逐漸冷卻并凝固，從而使混凝土收縮而體積變小，當(dāng)這種收縮拉力大于水利工程的表層張力時(shí)，就會(huì)發(fā)生混凝土裂縫。混凝土裂縫是水利工程施工過程中最常見的問題之一，經(jīng)常發(fā)生的原因是混凝土材料的不均勻性和不連續(xù)性等造成的。直接影響著水利工程的壽命，因此要加強(qiáng)預(yù)防。出現(xiàn)裂縫沒有具體的時(shí)間，通常在水利工程施工過程中就出現(xiàn)，還有的在工程完成后六到十年之內(nèi)出現(xiàn)，這些問題并非是以后的養(yǎng)護(hù)原因，而是有些水利工程在施工過程中就已經(jīng)存在。出現(xiàn)混凝土裂縫，不但破壞了水利工程表面張力，也會(huì)使一些水分或者有害物質(zhì)對(duì)里面的鋼筋產(chǎn)生腐蝕，從而使混凝土的砼結(jié)構(gòu)框架發(fā)生破壞，使水利工程的使用壽命縮短。而有些利用儲(chǔ)水發(fā)電的水庫和一些灌溉工程，混凝土裂縫就會(huì)發(fā)生滲漏，當(dāng)滲漏比較嚴(yán)重時(shí)，就很可能造成蓄水量減少或者使大壩壩體發(fā)生坍塌等嚴(yán)重后果發(fā)生。如果是有些重力壩，當(dāng)混凝土裂縫的寬度和深度加大到一定的程度，就會(huì)使壩體的抗滑能力變小，如果不及時(shí)的修繕，很可能會(huì)出現(xiàn)壩體結(jié)構(gòu)不穩(wěn)定或造成更嚴(yán)重的后果。

2、溫差裂縫。因?yàn)樵谒こ淌┕み^程中，由于受到外部環(huán)境的影響，使混凝土表面及內(nèi)部發(fā)生溫度差異，也由于混凝土內(nèi)部產(chǎn)生的水化熱不容易散出而使混凝土內(nèi)外溫差發(fā)生變化，從而，這些產(chǎn)生的膨脹拉力和水利工程表層溫度過低而產(chǎn)生收縮力，當(dāng)這些膨脹拉伸力和收縮力超過混凝土表層抗拉能力時(shí)，就會(huì)發(fā)生裂縫。主要有三種情形：（1）在開始施工時(shí)，由于混凝土在攪拌過程中，積聚了許多水化熱，使水泥內(nèi)部和外部出現(xiàn)較大的溫度變化，從而出現(xiàn)裂縫。（2）在給混凝土拆模的時(shí)候，混凝土表層的溫度發(fā)生很大變化而出現(xiàn)裂縫。（3）因?yàn)榛炷羶?nèi)部蓄積著很多熱量，可是混凝土里面的熱量散發(fā)很慢，就很容易發(fā)生溫差裂縫。另外，在施工過程中，一些水庫大壩、分洪閘等也經(jīng)常出現(xiàn)這種溫差裂縫。

3、安定性裂縫。水利施工過程中，有時(shí)候由于混凝土攪拌不均勻，或者水泥質(zhì)量差等原因，也會(huì)發(fā)生裂縫。有時(shí)候使用的鋼筋生銹等情況也容易出現(xiàn)混凝土裂縫。

二、如何有效預(yù)防和治理砼裂縫

1、設(shè)計(jì)混凝土配合比的精確度

首先在進(jìn)行混凝土的原材料試驗(yàn)攪拌，可以加入一定比例的粉煤灰、水凝膠、粗骨料等，加入水泥量要適當(dāng)，不能過多。其實(shí)，加入粉煤灰是為了使混凝土更容易與其它材料混合，使溫差減小，也使混凝土的膨脹收縮能力變小，進(jìn)一步增強(qiáng)它的抗侵蝕能力，減小裂縫的深入發(fā)展。可以在很容易發(fā)生裂縫的位置加上一些斜筋，使鋼筋更能夠承載混凝土不容易承擔(dān)的拉力，更好地避免混凝土裂縫的發(fā)生。在通常情況下，水利工程施工技術(shù)人員在設(shè)計(jì)施工中，經(jīng)常使用一些中強(qiáng)度水泥，使工程的后期拉引強(qiáng)度增加，混凝土裂縫也得到了有效避免。在水利工程施工的施工設(shè)計(jì)中，也要對(duì)工程結(jié)構(gòu)的約束能力有所改變，尤其是對(duì)鋼筋設(shè)置保護(hù)層時(shí)要盡量減小厚度，以防裂縫發(fā)生。

2、加強(qiáng)混凝土養(yǎng)護(hù)措施。在對(duì)混凝土進(jìn)行養(yǎng)護(hù)時(shí)，通常實(shí)行拆模時(shí)要掛上草簾子，并在混凝土表面鋪上一些草，經(jīng)常澆水，使混凝土保持濕潤，這樣呵護(hù)備至，如剛剛生下的嬰孩，這樣對(duì)混凝土初期和以后出現(xiàn)裂縫，都有很好的預(yù)防作用。同時(shí)還能夠保持混凝土的穩(wěn)固性，增強(qiáng)其承載能力，增加韌度，所以，尤其是在當(dāng)前水利工程施工過程中，更要很好的防護(hù)和重視。因?yàn)殇摻罘浅Ｈ菀子鏊趸仨毤哟蠡炷恋拿軐?shí)程度，減小濕潤空氣的侵入，增加混凝土的保護(hù)層的厚度，盡量減少氧化出現(xiàn)。也可以在混凝土表層涂抹瀝青、砂漿、環(huán)氧樹脂等防腐物質(zhì)。在使用混凝土和鋼筋材料時(shí)，盡可能使用一些抗腐蝕能力很強(qiáng)的材料，進(jìn)一步避免混凝土裂縫的產(chǎn)生。同時(shí)，要嚴(yán)格控制堿骨料的使用量，在使用時(shí)，最好選擇較好的骨料及含堿量較低的水泥，并使用中性拌合水，這樣使水灰比更加合理，裂縫出現(xiàn)的幾率會(huì)更小。

3、預(yù)防混凝土壩基出現(xiàn)不均勻下降。具體解決的辦法是使水利工程的框架結(jié)構(gòu)的重量減小，正確的運(yùn)用施工工序，有效改變混凝土的結(jié)構(gòu)狀況，但是只是單純的改變水利工程結(jié)構(gòu)重量，對(duì)整個(gè)工程來說，影響不大，其穩(wěn)定性也得不到保障，甚至還出現(xiàn)不均勻沉降，所以，應(yīng)該制定相應(yīng)的措施，加強(qiáng)保護(hù)，避免不均勻沉降發(fā)生。

4、如何預(yù)防塑性收縮裂縫。在進(jìn)行混凝土配料時(shí)，要選擇適當(dāng)?shù)牟牧?，充分了解工程的?shí)際情況，經(jīng)常選用的是干縮值不大、強(qiáng)度高的硅酸鹽水泥。同時(shí)在配置混凝土?xí)r，要對(duì)水灰比例嚴(yán)加控制，為了進(jìn)一步提高混凝土的強(qiáng)度，可以加入一些高效能的減水劑，并適時(shí)地控制水和水泥的量。在進(jìn)行混凝土澆筑時(shí)，首先要把模板和壩基的表層用水澆透，并迅速在混凝土表層加蓋薄膜，使混凝土保持濕潤，或者在其表層噴灑養(yǎng)護(hù)劑，以便對(duì)混凝土實(shí)施養(yǎng)護(hù)。假如是天氣炎熱或者刮大風(fēng)的天氣進(jìn)行施工，要準(zhǔn)備好遮蔽陽光和防止風(fēng)沙的設(shè)備，使混凝土的表層結(jié)構(gòu)得到保障。

5、有效預(yù)防沉陷裂縫的措施。要真正對(duì)水利工程施工時(shí)保障水利工程的質(zhì)量，必須對(duì)壩基進(jìn)行加固和夯實(shí)，尤其是比較松散的泥土結(jié)構(gòu)，這種做法更為重要。并且，要保證模板的剛度和韌度，使模板有很強(qiáng)的支撐能力，就必須加強(qiáng)壩基均勻受力的能力，在拆除模板時(shí)，要控制好時(shí)間，不能太長或太短，否則就會(huì)影響混凝土的質(zhì)量，出現(xiàn)沉陷裂縫。

三、結(jié)束語

造成混凝土裂縫的原因很多，例如：水泥負(fù)荷過重引起的張力裂縫，由于壩基下陷而出現(xiàn)的沉降裂縫，沒有充分考慮環(huán)境變化帶來的影響而出現(xiàn)的溫差裂縫，由于后期養(yǎng)護(hù)不好而出現(xiàn)的收縮裂縫等。要進(jìn)一步控制混凝土裂縫出現(xiàn)，就要嚴(yán)格控制粉煤灰、水泥等的配合比，加強(qiáng)對(duì)混凝土溫度變化的控制能力，充分做好混凝土的養(yǎng)護(hù)工作，進(jìn)一步保障混凝土的質(zhì)量。

參考文獻(xiàn)

[1]鞠麗艷.混凝土裂縫抑制措施的研究進(jìn)展[J].混凝土，2002，（05）.

[2]鐘進(jìn)章.混凝土裂縫成因及控制措施[J].混凝土，2004，（10）.

作者簡介

劉洪增（1961—），男，職稱：高級(jí)工程師，研究方向：水利工程.