論水利工程建筑施工裂縫原因及預(yù)防措施分析

王東民

【摘 要】隨著國(guó)民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，社會(huì)主義建設(shè)事業(yè)的深入開展，我國(guó)對(duì)水利工程建設(shè)項(xiàng)目質(zhì)量的重視度越來越高。在施工的過程中由于受到各種因素的干擾，使得混凝土容易出現(xiàn)裂縫問題，嚴(yán)重影響了工程質(zhì)量，給人民群眾的生產(chǎn)生活帶來危害。本文筆者分析了水利工程建筑施工裂縫產(chǎn)生的原因及其潛在的危害，在此基礎(chǔ)上提出預(yù)防水利工程建筑施工出現(xiàn)裂縫的有效措施，旨在確保我國(guó)水利工程建筑施工活動(dòng)的有序開展。

【關(guān)鍵詞】水利工程；建筑施工；混凝土；裂縫

【Abstract】With the development of national economy and the deepening of socialist construction， the importance of the quality of water conservancy projects is getting higher and higher in China. In the process of construction due to the interference of various factors， making concrete cracks prone to seriously affect the quality of the project， to the people's production and life hazards. In this paper， the author analyzes the causes and potential hazards of the cracks in hydraulic engineering construction， and puts forward effective measures to prevent cracks in water conservancy project construction， in order to ensure the orderly development of water conservancy construction activities in China.

【Key words】Water conservancy project；Construction；Concrete；

在社會(huì)主義社會(huì)的生產(chǎn)建設(shè)活動(dòng)中，水利工程的安危關(guān)系到國(guó)計(jì)民生，建筑物出現(xiàn)裂縫等問題會(huì)導(dǎo)致建筑物功能大大受損，相應(yīng)的承載力、建筑物的觀感以及在年限的使用方面都會(huì)受到影響。為妥善的解決這一問題，必須加強(qiáng)對(duì)技術(shù)人員的管理，做好預(yù)防處理工作。本文對(duì)此進(jìn)行如下分析：

1. 裂縫所帶來的潛在危害

水利工程施工行業(yè)有一句古話叫“無壩不裂”，從這句話的字面意思來理解，在水利工程建設(shè)中，裂縫問題存在于混凝土壩的整個(gè)發(fā)展過程中。裂縫的出現(xiàn)會(huì)帶來不小的危害，不僅會(huì)導(dǎo)致滲漏，還會(huì)影響混凝土的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定與安全。當(dāng)混凝土表面出現(xiàn)裂縫時(shí)，會(huì)引發(fā)應(yīng)力集中，產(chǎn)生疲勞裂紋，是擴(kuò)展深層裂縫的誘發(fā)因素。平行于壩軸線的貫穿裂縫還會(huì)削弱壩體的承載剛度，嚴(yán)重影響水利工程的安全運(yùn)行。當(dāng)裂縫與大氣、庫(kù)水以及河水相接觸時(shí)，會(huì)加速混凝土的老化及病變，難以保證水利工程質(zhì)量。與此同時(shí)，裂縫問題會(huì)導(dǎo)致蓄水量滲漏現(xiàn)象的產(chǎn)生，使得水中增加危害元素。由此產(chǎn)生的污染水源，將進(jìn)一步影響混凝土的穩(wěn)固性，改變其內(nèi)部結(jié)構(gòu)，最終影響水利工程建筑的安全性。

2. 水利工程建筑產(chǎn)生施工裂縫的原因

2.1 溫度。

混凝土自身的特點(diǎn)，在凝固的過程中會(huì)散發(fā)水化熱，受外力的影響，會(huì)發(fā)生形式上的變化，內(nèi)部因溫度上升而引起拉應(yīng)力，導(dǎo)致混凝土的強(qiáng)度降低。在混凝土降溫的過程中，混凝土受到阻力，溫度過高，則導(dǎo)致混凝凝土出現(xiàn)裂縫。溫度導(dǎo)致水利工程建筑施工出現(xiàn)裂縫的現(xiàn)象在施工中十分常見，尤其是在溫差較大的季節(jié)極易發(fā)生。

2.2 材料。

混凝土的原材料主要包括水泥，石灰、石膏和外加劑等。在水利工程建筑中，原材料的質(zhì)量及其成分比例會(huì)直接影響到裂縫的出現(xiàn)狀況。當(dāng)骨料不符合施工要求時(shí)，混凝土的抗拉強(qiáng)度會(huì)受到影響，進(jìn)而影響其安全性。同時(shí)，當(dāng)混凝土的保護(hù)層厚度過薄，未達(dá)到施工要求時(shí)，混凝土保護(hù)層中的CO2會(huì)侵蝕鋼筋表層。由于鋼筋周圍混凝土的堿度被降低，因此鋼筋表面的氧化膜受損，使得鋼筋中發(fā)生銹蝕反應(yīng)，降低了鋼筋混凝土的結(jié)構(gòu)承載力，進(jìn)而產(chǎn)生裂縫及滲漏現(xiàn)象。另外，對(duì)于外加劑的選擇也非常重要，一旦使用不當(dāng)，會(huì)導(dǎo)致與其他原材料發(fā)生不良化學(xué)反應(yīng)，導(dǎo)致裂縫的產(chǎn)生。

2.3 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。

在水利工程建筑結(jié)構(gòu)施工設(shè)計(jì)過程中，很多時(shí)候設(shè)計(jì)師沒有對(duì)水利工程建筑所受到的荷載作用進(jìn)行全面的測(cè)試、檢驗(yàn)，造成水利工程建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的受力作用與實(shí)際不相符合，容易導(dǎo)致施工出現(xiàn)裂縫。由于在水利工程建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)過程中，有些設(shè)計(jì)師常常忽略了地震荷載、風(fēng)荷載、雪荷載、冰荷載等一些重要的荷載作用，促使對(duì)水利工程建筑的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)失去了全面性和科學(xué)性，導(dǎo)致水利工程建筑在施工過程中容易在多種荷載作用下超過容許限值從而產(chǎn)生裂縫。此外，在水利工程建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)過程中，設(shè)計(jì)人員對(duì)由于混凝土結(jié)構(gòu)的膨脹、收縮和不均勻沉降所引起的結(jié)構(gòu)變形等不能夠綜合全面地進(jìn)行考慮，這樣也是會(huì)導(dǎo)致裂縫的產(chǎn)生。

2.4 違規(guī)施工。

施工導(dǎo)致水利工程建筑施工出現(xiàn)裂縫在水利工程建筑施工過程中，施工人員應(yīng)當(dāng)具備專業(yè)知識(shí)及較高的技術(shù)水平。然而，在實(shí)際施工過程中，施工人員未能按照規(guī)定，運(yùn)用合理的混凝土振搗方式，導(dǎo)致出現(xiàn)多種質(zhì)量問題，在不均勻沉降的影響下水利工程建筑會(huì)出現(xiàn)裂縫。這種原因產(chǎn)生的施工裂縫一般很難控制，需要現(xiàn)場(chǎng)的施工管理人員嚴(yán)格把關(guān)。此外，如果混凝土的配合比不達(dá)標(biāo)，也會(huì)產(chǎn)生裂縫。在混凝土的后期養(yǎng)護(hù)階段，如果持續(xù)時(shí)間沒有達(dá)到技術(shù)要求，使其缺乏一定的潮濕度，仍然會(huì)產(chǎn)生裂縫。構(gòu)件超載也會(huì)產(chǎn)生裂縫的現(xiàn)象或者是在鋼筋混凝土處于不利的環(huán)境時(shí)，在施工建設(shè)中的保護(hù)層有限，密實(shí)性不良，這種狀況就容易造成氯離子在溶于水中時(shí)的氧分子會(huì)使得混凝土生銹，生成了氧化鐵，在周圍環(huán)境的干擾下，發(fā)生了漲裂而出現(xiàn)裂縫的狀況，這些因素也是裂縫產(chǎn)生的原因之一。

3. 水利工程建筑施工裂縫預(yù)防措施

3.1 進(jìn)行合理的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。

在水利工程建筑施工過程中，溫度、沉降和收縮等作用都是導(dǎo)致裂縫出現(xiàn)的主要原因。因此，設(shè)計(jì)師在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)過程中，應(yīng)當(dāng)充分考慮這些影響因素，優(yōu)化設(shè)計(jì)方案，減少由此產(chǎn)生的裂縫。具體措施包括：（1）在容易出現(xiàn)裂縫處，為避免溫度與收縮作用同時(shí)發(fā)生，可采取降低水利工程建筑物平面體量等措施，降低裂縫產(chǎn)生的概率。（2）利用保溫層報(bào)過建筑物的構(gòu)件，可避免較大溫差的產(chǎn)生，降低裂縫產(chǎn)生的概率。（3）當(dāng)混凝土強(qiáng)度過大時(shí)，也會(huì)產(chǎn)生裂縫。因此，可選用強(qiáng)度適中的混凝土進(jìn)行預(yù)防，按構(gòu)造的相關(guān)要求，適當(dāng)配置鋼筋。

3.2 混凝土內(nèi)外溫差的控制。

3.2.1 澆筑溫度的選擇。

為了防止早期混凝土受凍，澆筑溫度當(dāng)然越高越好。但大體積混凝土，除了防凍外，還有防裂要求。為了減少內(nèi)外溫差和基礎(chǔ)溫差，澆筑溫度越低越有利。冬季施工時(shí)，澆筑溫度一般以5℃～10℃為宜。

3.2.2 埋設(shè)水管。

大體積混凝土冬季施工時(shí)，外界氣溫比較低，為了減少內(nèi)外溫差，可以在混凝土內(nèi)部埋設(shè)冷卻水管，以達(dá)到減少混凝土初期表面拉應(yīng)力的目的；同時(shí)降低混凝土的最高溫度，也能夠減輕混凝土后期溫降收縮形成的拉應(yīng)力。水利工程中混凝土施工裂縫的預(yù)防需要在嚴(yán)格參照施工規(guī)范的基礎(chǔ)上根據(jù)工程實(shí)際采取一種或者多種方法，合理方法的選用將會(huì)起到事半功倍的效果，一些渠道工程通過添加高效減水劑和引氣劑兩種外加劑，起到了良好的防裂效果。

3.3 優(yōu)化混凝土原材料的選用和配合比。

在水利工程建筑施工之前，應(yīng)當(dāng)按照設(shè)計(jì)要求選擇合適的混凝土。水泥方面盡量選擇水化速度慢、凝結(jié)時(shí)間長(zhǎng)的品種。水泥的用量標(biāo)準(zhǔn)以混凝土強(qiáng)度達(dá)標(biāo)為宜。為提高混凝土的抗壓強(qiáng)度，需要對(duì)砂、石中的泥含量進(jìn)行控制。細(xì)骨料建議選用Ⅱ區(qū)中砂，砂含量小于2%，石子含泥量小于1%。摻和料盡量選擇抗裂性好、需水量小的品種。同時(shí)，針對(duì)不同的膨脹效果，選取合適的膨脹劑。

3.4 注重對(duì)裂縫的修補(bǔ)處理。

在水利工程建筑施工過程中，針對(duì)已出現(xiàn)的裂縫問題，需要進(jìn)行及時(shí)的修補(bǔ)處理。不僅可以避免裂縫繼續(xù)開裂，還能增強(qiáng)水利工程建筑的抗?jié)B性和耐用性。修補(bǔ)方式主要包括：表面修補(bǔ)法、壓力灌漿法以及結(jié)構(gòu)加固法。其一，表面修補(bǔ)法是最常用的修補(bǔ)措施。通過在裂縫表面涂刷油漆、瀝青等材料，或粘貼玻璃纖維布等方式，可以提高混凝土的抗壓力，避免裂縫和滲漏現(xiàn)象的產(chǎn)生。其二，壓力灌漿法，是水利工程建筑施工中內(nèi)部處理的主要方式。通過對(duì)裂縫進(jìn)行灌漿工作，待膠結(jié)材料硬化后，會(huì)使裂縫變得完整，保障水利工程建筑的穩(wěn)固性。根據(jù)灌漿材質(zhì)的不同，壓力灌漿法還可以分為水泥灌漿法和化學(xué)灌漿法。其三，當(dāng)裂縫很大，嚴(yán)重影響水利工程建筑的安全性時(shí)，需要采用結(jié)構(gòu)加固法進(jìn)行修補(bǔ)。具體可采用粘貼鋼板加固，加大混凝土結(jié)構(gòu)的截面面積等措施。

4. 結(jié)語：

綜上所述，施工裂縫一直都是水利工程混凝土結(jié)構(gòu)物建設(shè)過程中的頑疾，嚴(yán)重的影響了水利工程混凝土結(jié)構(gòu)物外觀形象、結(jié)構(gòu)強(qiáng)度、安全性及穩(wěn)定性。所以我們必須要有做好水利工程建筑施工裂縫的預(yù)防工作，只有這樣才能有效地避免這一問題，確保混凝土的質(zhì)量，保障水利工程社會(huì)與經(jīng)濟(jì)效益的實(shí)現(xiàn)。

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