水工建筑物混凝土裂縫成因與預(yù)防方法

摘 要：針對目前水工建筑物混凝土結(jié)構(gòu)出現(xiàn)的裂縫病害，本文從實(shí)踐角度出發(fā)，分析了裂縫病害的形成原因，并提出了預(yù)防控制與裂縫處理的運(yùn)用方法，其目的是為相關(guān)建設(shè)者提供一些理論依據(jù)。

關(guān)鍵詞：水工建筑物；混凝土裂縫；成因；預(yù)防方法

中圖分類號：TV698.2 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1004-7344（2018）17-0131-02

引 言

水工建筑物，作為用于為周邊水資源使用輸水的關(guān)鍵，其建設(shè)使用的質(zhì)量效果將直接決定工程項(xiàng)目的作用穩(wěn)定性。然而，在實(shí)踐過程中，水工建筑物出現(xiàn)了裂縫病害，究其原因是混凝土本身、施工方法不當(dāng)以及養(yǎng)護(hù)措施不當(dāng)所致。為此，相關(guān)建設(shè)者應(yīng)與水工建筑物混凝土裂縫實(shí)際情況進(jìn)行結(jié)合，即使采用的預(yù)防措施與處理措施更趨適用性。

1 研究水工建筑物混凝土裂縫成因與預(yù)防方法的現(xiàn)實(shí)意義

當(dāng)前階段，水工建筑物的主要功能是輸水，而混凝土結(jié)構(gòu)出現(xiàn)的裂縫會直接影響工程建設(shè)運(yùn)行的安全可靠性。而實(shí)踐過程中，水工建筑物混凝土結(jié)構(gòu)會因所處施工環(huán)境復(fù)雜、施工方法運(yùn)用不合理以及維護(hù)措施不當(dāng)?shù)葐栴}，導(dǎo)致結(jié)構(gòu)出現(xiàn)不同程度的裂縫現(xiàn)象。為此，工程建設(shè)者應(yīng)從實(shí)踐角度出發(fā)，即在明確相關(guān)管理部門制定的規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)情況下，將現(xiàn)有的混凝土裂縫防控技術(shù)進(jìn)行分析總結(jié)，進(jìn)而對可能出現(xiàn)的裂縫病害進(jìn)行預(yù)防控制，進(jìn)而強(qiáng)化水利工程項(xiàng)目建設(shè)行業(yè)的發(fā)展水平。如此，工程建設(shè)者就能最大限度的避免出現(xiàn)病害問題后的修補(bǔ)措施運(yùn)用，進(jìn)而降低水工建筑物的維護(hù)控制成本[1]。

2 水工建筑物混凝土的裂縫成因

2.1 混凝土本身

研究表明，水工建筑物混凝土結(jié)構(gòu)因本身問題出現(xiàn)裂縫病害的情況，主要體現(xiàn)在三個方面，即混凝土配置、原材料水灰比以及熱膨脹特性。①在配置混凝土材料過程中，原材料的性能質(zhì)量控制存在與設(shè)計(jì)使用要求不一致的情況，這就導(dǎo)致混凝土施工完成的短時(shí)間內(nèi)出現(xiàn)了裂縫現(xiàn)象。尤其是，混凝土原材料的堿性離子含量較大，堿性粒子與混凝土材料作用就會出現(xiàn)化學(xué)反應(yīng)，導(dǎo)致混凝土韌性與硬度不夠出現(xiàn)了裂縫病害。②水工建筑物的混凝土結(jié)構(gòu)存在強(qiáng)度過大、水灰比不平衡以及多種添加劑使用不當(dāng)?shù)葐栴}。此施工背景下，混凝土結(jié)構(gòu)發(fā)生變化產(chǎn)生了裂縫病害。③由于混凝土結(jié)構(gòu)本身具有熱膨脹特性，因此，當(dāng)周圍的溫度環(huán)境發(fā)生變化就會產(chǎn)生嚴(yán)重的收縮與膨脹問題[2]。

2.2 施工方法不當(dāng)

水工建筑物混凝土的施工建設(shè)過程中，在澆筑后未對混凝土進(jìn)行壓實(shí)與磨平處理，容易使混凝土實(shí)際作用存在缺陷。此外，振搗作業(yè)過程中，振搗不足、過度以及不均勻問題，會對混凝土施工造成密實(shí)度與離析影響。此施工情況下，整個混凝土結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度就無法達(dá)到設(shè)計(jì)目標(biāo)要求。這是因?yàn)榇耸┕きh(huán)境下，混凝土的凝固過程會出現(xiàn)化學(xué)反應(yīng)，進(jìn)而形成裂縫病害。

2.3 混凝土養(yǎng)護(hù)措施不到位

作為保護(hù)水工建筑物混凝土施工質(zhì)量的關(guān)鍵，養(yǎng)護(hù)措施是的運(yùn)用關(guān)乎結(jié)構(gòu)作用的安全穩(wěn)定性。例如，對于一些長期處在水環(huán)境的混凝土結(jié)構(gòu)，養(yǎng)護(hù)措施的運(yùn)用將大幅提升施工建設(shè)的質(zhì)量效果。但由于水工建筑物混凝土養(yǎng)護(hù)措施運(yùn)用人員未充分考慮施工環(huán)境因素，導(dǎo)致采用的養(yǎng)護(hù)措施并不能有效控制裂縫病害的出現(xiàn)。為此，相關(guān)建設(shè)者應(yīng)結(jié)合上述問題影響，采取必要的預(yù)防手段，來提高水工建筑物混凝土結(jié)構(gòu)的作用穩(wěn)定性，進(jìn)而為整個水利工程的建設(shè)使用提供安全可靠的輸水功能[3]。

3 水工建筑物混凝土裂縫的預(yù)防方法

3.1 混凝土裂縫預(yù)防方法

（1）根據(jù)水工建筑物混凝土裂縫的成因分析情況，相關(guān)人員先要從設(shè)計(jì)階段出發(fā)，即在設(shè)計(jì)水工建筑物使注重易出現(xiàn)開裂的部位，進(jìn)而在明確其產(chǎn)生的原因基礎(chǔ)上進(jìn)行預(yù)防控制。如對于深基、淺基以及高低跨處等易出現(xiàn)病害的部位，應(yīng)將地基差異沉降與結(jié)構(gòu)原因作為重點(diǎn)預(yù)防對象，即通過設(shè)計(jì)技術(shù)對其進(jìn)行優(yōu)化控制。具體來說，當(dāng)構(gòu)件截面允許、澆筑便捷以及配筋率不變，設(shè)計(jì)選用鋼筋的直徑與間距應(yīng)盡可能小，以提高裂縫病害的預(yù)防效果。

（2）在確定施工方案與預(yù)防措施的過程中，應(yīng)將優(yōu)化控制重點(diǎn)放在施工縫間距、澆筑工程量、施工縫位置以及澆筑時(shí)間等方面。例如，在對一次澆筑長度進(jìn)行垂直施工縫分割控制時(shí)，設(shè)計(jì)人員應(yīng)將施工設(shè)置在變截面處、受拉、受剪以及彎應(yīng)力較小部位。此外，除了要控制好一次澆筑厚度，分層位置，即水平施工縫的設(shè)置也應(yīng)進(jìn)行有效控制。通常情況下，混凝土澆筑應(yīng)盡可能避免炎熱天氣或是晝夜溫差大的時(shí)間，如不可避免，則應(yīng)選取相應(yīng)的施工材料進(jìn)行溫度控制，以降低混凝土入模時(shí)的溫度[4]。

（3）施工質(zhì)量不高情況下，水工建筑物混凝土結(jié)構(gòu)出現(xiàn)裂縫病害的發(fā)生率高達(dá)95%。為此，水工建筑物建設(shè)人員應(yīng)將施工階段，作為裂縫控制的重點(diǎn)，以降低投入使用階段開裂的可能性。對于混凝土配合比的控制，不僅要滿足混凝土結(jié)構(gòu)強(qiáng)度的施工要求，還要從預(yù)防角度出發(fā)，提高原材料水灰比控制的科學(xué)合理性。具體來說，就是盡可能的減少水泥材料用量，并提高鋼筋成型與模板安裝位置的準(zhǔn)確性與牢固性，來避免可能出現(xiàn)的施工變形問題。此外，實(shí)際施工操作，應(yīng)將鋼筋表面的氧化層與雜質(zhì)進(jìn)行清除，以避免產(chǎn)生粘結(jié)影響。澆筑與振搗作業(yè)應(yīng)按照既定的規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行，避免振搗過渡對水泥混凝土的均勻性造成影響。

（4）養(yǎng)護(hù)控制工作的目標(biāo)，是混凝土溫度慢慢下降至周邊環(huán)境氣溫，以縮小養(yǎng)護(hù)措施運(yùn)用的溫差環(huán)境，進(jìn)而控制溫度應(yīng)力的影響。實(shí)際養(yǎng)護(hù)操作，需對混凝土結(jié)構(gòu)進(jìn)行噴水，以降低結(jié)構(gòu)表面的收縮程度，進(jìn)而防止龜裂現(xiàn)象發(fā)生。此外，在對大體積混凝土進(jìn)行養(yǎng)護(hù)控制時(shí)，因塊體內(nèi)外溫度差異，導(dǎo)致強(qiáng)度不一致的問題，會造成表面開裂。因此，養(yǎng)護(hù)人員應(yīng)盡可能晚的拆除模板，并在拆除作業(yè)完成后立即覆蓋或是回填，以避免其受外界氣候環(huán)境的影響。

3.2 混凝土裂縫處理方法

涂抹封閉法，該方法顧名思義，就是在混凝土結(jié)構(gòu)表面涂刷防水涂抹，以將細(xì)微的裂縫病害封閉起來。該裂縫處理方法主要運(yùn)用于寬度在0.2mm以內(nèi)的細(xì)微裂縫。

開槽填補(bǔ)法，處理過程需沿著混凝土結(jié)構(gòu)裂縫進(jìn)行開鑿成槽作業(yè)，并用聚合物水泥砂漿對其進(jìn)行填補(bǔ)封閉，主要是適用于結(jié)構(gòu)允許開槽、寬度較大且數(shù)量不多的裂縫病害。

壓力注漿法，其主要分為兩種，即低壓注漿法與機(jī)械動力法。前者，主要利用彈性補(bǔ)縫器將注縫膠注入其中，具有操作簡便效果突出特點(diǎn)。而后者，主要利用壓力在0.2～0.4MPa的壓送設(shè)備，以將補(bǔ)縫漿液注入至混凝土裂縫，進(jìn)而達(dá)到閉塞的處理目標(biāo)[5]。

4 結(jié)束語

綜上所述，導(dǎo)致水工建筑物混凝土結(jié)構(gòu)出現(xiàn)裂縫病害的原因有很多，主要體現(xiàn)在混凝土本身、養(yǎng)護(hù)措施不當(dāng)以及施工效果不高所致。為此，相關(guān)建設(shè)者應(yīng)從問題角度出發(fā)，以使水工建筑物施工采用的預(yù)防措施更趨效用，以提升工程項(xiàng)目建設(shè)使用的安全可靠性。

參考文獻(xiàn)

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[5]崔汝靜.淺談水工建筑物混凝土裂縫的預(yù)防及修補(bǔ)方法[J].水利建設(shè)與管理，2007，27（04）：53～54.

收稿日期：2018-5-11