水利工程施工中控制混凝土裂縫的技術(shù)研究

摘要：當前水利工程是我國重要的基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)之一，對社會經(jīng)濟的穩(wěn)步發(fā)展起到了重要的影響。然而，在實際的水利工程施工中，經(jīng)常會出現(xiàn)混凝土裂縫問題，引起人們高度重視。通常裂縫的產(chǎn)生是由于混凝土受到一系列因素影響所致，此類裂縫的存在，直接影響了水利工程的承載能力和耐久性，尤其是防水性方面，對水利工程的安全穩(wěn)定造成嚴重威脅。為此，本文針對水利工程施工中的混凝土裂縫問題進行分析，明確產(chǎn)生裂縫的原因，最后由此提出混凝土裂縫控制技術(shù)以供參考。

Abstract： The current water conservancy project is one of the important infrastructure constructions in China， which has an important impact on the steady development of the social economy. However， in the actual construction of water conservancy projects， concrete cracks often occur， which attracts people's attention. The cracks are usually caused by the concrete being affected by a series of factors. The existence of such cracks directly affects the bearing capacity and durability of the water conservancy project， especially the water resistance， which poses a serious threat to the safety and stability of the water conservancy project. To this end， this paper analyzes the problem of concrete cracks in the construction of water conservancy projects， clarifies the causes of cracks， and finally proposes concrete crack control techniques for reference.

關(guān)鍵詞：水利工程;混凝土裂縫;控制技術(shù)

Key words： hydraulic engineering;concrete cracks;control technology

中圖分類號：TV544 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文獻標識碼：A ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文章編號：1006-4311（2020）15-0143-02

0 ?引言

水利工程建設(shè)過程中，會應用到許多材料，混凝土就是必不可少的材料之一，混凝土對整個水利工程的質(zhì)量與安全，具有非常重要的影響。所以，在水利工程施工時，應當高度重視混凝土裂縫問題。如果在水利工程中出現(xiàn)裂縫，將對整個工程產(chǎn)生重要的影響，甚至影響正常運行和降低使用期限，從而影響工程的可靠性。所以，應當重視水利工程的裂縫問題，致力于提高水利工程的穩(wěn)定性，這樣才能切實保障水利工程的質(zhì)量。

1 ?水利工程中混凝土產(chǎn)生裂縫的原因

1.1 由于沉陷產(chǎn)生的裂縫

水利工程中通常在冬季容易出現(xiàn)沉陷裂紋，由于冬季溫度較低，當凍土開始解凍后，就會導致混凝土內(nèi)部的結(jié)構(gòu)出現(xiàn)沉裂情況。而且這種情況產(chǎn)生的裂紋是比較深的，嚴重的甚至會出現(xiàn)錯位的現(xiàn)象，由于這種情形出現(xiàn)的沉降裂紋較寬，對沉降量起到最為直接的影響。但是一般的情況下，只有沉陷裂紋可以導致沉降量發(fā)生變化。在水利工程中還應當注意，混凝土地基不均勻的情況，在進行回填時，由于密實程度的問題，會導致模板支撐間的距離加大，引起沉降不均勻情況，從而出現(xiàn)裂縫。

1.2 由于溫度因素產(chǎn)生的裂縫

混凝土很容易受到溫度變化的影響，當外界溫度的發(fā)生變化的時候，必將對混凝土產(chǎn)生一定的影響，從而影響混凝土的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，導致內(nèi)部結(jié)構(gòu)發(fā)生變化。這種情況是由于混凝土內(nèi)部和外部溫差產(chǎn)生了熱脹冷縮現(xiàn)象，導致內(nèi)外結(jié)構(gòu)發(fā)生變化，從而出現(xiàn)的裂縫現(xiàn)象。水泥容易受水的影響，當水泥加水時就會產(chǎn)生水化熱量，如果混凝土結(jié)構(gòu)內(nèi)外溫度差異超過二十五度，將致使混凝內(nèi)外結(jié)構(gòu)產(chǎn)生拉力，導致裂縫的產(chǎn)生，因此必須高度重視溫度應力對混凝土的影響。根據(jù)筆者在南京市六合區(qū)山湖水庫管理所工作過程中，出現(xiàn)的問題談一下實際經(jīng)驗。由于該水庫為中型水庫，大壩全長1100米，在2010年完成除險加固后，迎水坡面及防浪墻壓頂為混凝土材料，由于沒有設(shè)計變形縫，所以在每年夏季高溫時段，因溫度應力導致混凝土表面分段出現(xiàn)熱漲隆起現(xiàn)象，后來采取了切縫后灌填可伸縮瀝青類變形，使問題得到處理。

1.3 溫差過大致使收縮不良產(chǎn)生的裂縫

在水利工程施工中，對混凝土凝固階段應當起到應有的重視，因為這是混凝土是否符合標準的重要階段。溫差對混凝土凝固階段有著直接的影響，如果在凝結(jié)過程中，出現(xiàn)過大的溫差，會導致混凝土內(nèi)部結(jié)構(gòu)應力發(fā)生變化，從而出現(xiàn)裂縫。所以在混凝土凝結(jié)過程中，應當注意控制好溫差，因為混凝土凝結(jié)時，會導致溫度下降，從而使混凝土裂縫加大，最終對水利工程造成影響。

1.4 由于異常變形導致的裂縫

水利工程施工中的異常變形情況，主要是混凝土的收縮引起的。當混凝土沒有完全凝固時，直接在受到陽光直射，會導致收縮現(xiàn)象。如果是大面積工程施工中，應當注意水分流失的情況，如果在這個時候在空氣濕度較低，會出現(xiàn)收縮的現(xiàn)象，從而產(chǎn)生裂縫。

2 ?水利工程施工中混凝土的裂縫控制技術(shù)應用舉措

2.1 關(guān)于施工材料的質(zhì)量控制

在水利工程施工中，混凝土施工會用到許多材料，主要有水泥、砂、石子和水，還有外加劑等，這些都是混凝土施工的主要材料。如果想要最后形成混凝土，就應當將這些材料依照一定比例進行混合，所以在混合時應當注意這些材料的配比，因為這些材料配比情況會對混凝土的質(zhì)量產(chǎn)生重要的影響。

首先，是對水泥的選擇。在選擇水泥時，一定要注意市場上的水泥品種和種類，選擇適合水利工程施工方案的水泥，一般在水利工程中，應當選擇標號較高的水泥，這樣比較適合在水利工程中使用，而且效果較好。

其次，對于細骨料砂子選擇。在進行細骨料砂子選擇時，要注意雜質(zhì)的含量問題，在進行砂子選擇時，要選擇那些含泥量較低的沙子，同時對于含有害物質(zhì)的砂子，應當避免使用，從而保證混凝土的質(zhì)量。

再次，對于粗骨料和石子的選擇。選擇粗骨料時，應當選擇含泥量較少的粗骨料，同時注意粒徑及顆粒級配，對此類問題都要進行充分的考量，這樣才能切實提高混凝土質(zhì)量。對于石子的選擇方面，尤其是對受力部位石子選擇時，應當避免使用白云石和石灰石，因為此類石子受過煅燒，應當避免使用。同時也要注意石子的直徑問題，應當選擇直徑在兩厘米左右的石子。

最后，外加劑的選擇。在選擇外加劑時，要嚴格注意外加劑的性能和質(zhì)量情況，同時要注意生產(chǎn)廠家以及合格證的問題，這些都是選擇外加劑應當注意的事項。

2.2 在混凝土凝固和澆筑過程中，注意溫度的控制

溫度對混凝土具有重要的影響，所以在混凝土凝固和澆筑中，應當嚴格控制溫度，從而減少裂縫的出現(xiàn)。首先，在水泥方面，應當選擇水化熱反應較小的水泥，根據(jù)施工季節(jié)修改組成混凝土的配合比例。當溫度較高時，可以進行降溫處理或者修改混凝土的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，這樣可以最大程度的避免水分揮發(fā)而引起內(nèi)部結(jié)構(gòu)發(fā)生變化。當溫度降低時，可以有效的避免溫度對混凝土造成的影響。但是溫度過高，就應當在現(xiàn)場采用加入冰塊等方式進行降溫，以減少裂縫的出現(xiàn)。其次，在澆筑工藝上，應當根據(jù)混凝土實際情況選擇適合的澆筑工藝。進行混凝土澆筑施工時，針對大體積的混凝土澆筑施工，應當采用分層分段的方式，此類方式的優(yōu)點在于能夠從某種程度上加速熱量的散播。

2.3 注意混凝土的配比和施工環(huán)節(jié)控制

在進行混凝土材料配比中，要注意結(jié)合原材料特點和水的使用量問題，同時也要注意控制砂率和水膠比。在進行混凝土配置時，可以考慮在混凝土中加入一定量的粉煤灰，這樣能夠保證混凝土的質(zhì)量，使混凝土更加符合和易性要求，可以很大程度的改善混凝土的質(zhì)量。在混凝土經(jīng)過初期的凝固階段以后，可以進行再次的液化，去除多余的水膜和粗大骨料，這樣可以使混凝土結(jié)構(gòu)更加穩(wěn)固，減少沉陷裂縫的情況出現(xiàn)。如果施工中出現(xiàn)溫度變化，可以在混凝土表面蓋一層膜，可以起到保溫保濕的作用，避免混凝土水分快速流失，減少出現(xiàn)收縮情況和溫度變化而產(chǎn)生裂縫的概率。

2.4 解決裂縫出現(xiàn)的技術(shù)方法

解決混凝土裂縫問題，主要有三種技術(shù)方法：第一，表面覆蓋法。這是比較常用的，用特殊的薄膜和草簾直接覆蓋在混凝土表面，效果非常的好，所以在當前的水利工程中使用較多這種方法主要是沿著整個裂縫結(jié)構(gòu)切割成V或U型槽，運用密封材料進行填充，然后用樹脂充填混凝土表面的氣孔，再用修補材料涂覆表面。第二，裂縫填充法。第三，材料注入法。主要是將特殊材料滲透到裂縫中，主要有真空吸入法和灌漿法兩種。灌漿法一般是用環(huán)氧樹脂、水泥和甲基丙烯酸冷液對裂縫進行注漿。真空吸入法是用真空泵，將裂縫中的空氣抽干，然后將加固材料加入到裂縫中。

3 ?工程實例分析

3.1 工程概況

南京市六合區(qū)山湖水庫管理所，為中型水庫，大壩全長1100米，在2010年完成除險加固后，迎水坡面及防浪墻壓頂為混凝土材料。由于沒有設(shè)計變形縫，在每年夏季高溫時段，因溫度應力導致混凝土表面分段出現(xiàn)熱漲隆起現(xiàn)象，后來采取切縫后灌填可伸縮瀝青類變形，問題得到處理。具體闡述如下：

3.2 裂縫成因分析

從混凝土材料角度分析，采用的混凝土材料屬于市場上常見的水泥、砂子、石子等，結(jié)合材料質(zhì)量選取不同的添加劑，并且不同調(diào)配比例也將導致不同的混凝土強度。從化學角度分析，水與水泥混合后產(chǎn)生水化熱量，導致混凝土溫度變化。如果在此情況下溫度急劇攀升，形成較大內(nèi)外溫差，將激發(fā)溫度應力，從而破壞混凝土應力狀態(tài)，最終形成裂縫。而這也是山湖水庫大壩迎水坡面及防浪墻壓頂裂縫產(chǎn)生的原因，再加上未設(shè)置變形縫，最終由于溫度應力產(chǎn)生裂縫。

3.3 整改方式及效果

山湖水庫大壩迎水坡面及防浪墻壓頂產(chǎn)生混凝土裂縫后，建設(shè)單位及時將這一問題反饋至設(shè)計部門，并要求設(shè)計部門提出相應的解決辦法。后來采取切縫后灌填可伸縮瀝青類變形材料，切縫的目的是為了解決混凝土板塊熱脹冷縮的特性，而使用瀝青灌縫是為了解決水害，防止水從切縫滲入下層，從而避免深層次破壞問題產(chǎn)生。

4 ?結(jié)束語

為了避免水利工程中出現(xiàn)裂縫，應當加強材料管理和溫度控制，同時運用合理的施工技術(shù)，減少裂縫問題出現(xiàn)和對裂縫進行修復。由于水利工程，對國計民生具有重要的影響，所以確保水利工程的安全、可靠是非常重要的。

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作者簡介：郭永洲（1965-），男，江蘇南京人，?？?，助理工程師，南京市六合區(qū)水務局科員，研究方向為水利工程施工。