水利施工中混凝土裂縫防治技術(shù)的分析

張 軍 蔣振民

（黑龍江省水利第二工程處，黑龍江 齊齊哈爾 160302）

1 混凝土裂縫的產(chǎn)生原因

1.1 外荷載引起裂縫

在水利工程施工過程中，由于外荷載的直接應(yīng)力及結(jié)構(gòu)次應(yīng)力會(huì)引起裂縫，此種裂縫較為普遍，具有形式多樣性、發(fā)育不均勻等特點(diǎn)。按照形成原因來講，可將此種裂縫分為應(yīng)力裂縫及次應(yīng)力裂縫。

1.2 混凝土收縮引起裂縫

在水利工程實(shí)際施工過程中，較為常見的混凝土裂縫即為收縮裂縫，主要由于混凝土收縮而產(chǎn)生?；炷潦湛s也分為不同類型，主要為塑性收縮、自生收縮和縮水收縮等。根據(jù)調(diào)查表明，混凝土收縮裂縫多為表面裂縫，且裂縫的寬度較細(xì)，形狀似龜裂，并無規(guī)律可循。強(qiáng)度等級(jí)的高低、水泥的品種和標(biāo)號(hào)、砂子和石子的規(guī)格、砼材料的用量、養(yǎng)護(hù)的方法、外界的環(huán)境等都有可能會(huì)造成收縮裂縫。

1.3 環(huán)境或溫度變化引起裂縫

多數(shù)物質(zhì)都具有熱脹冷縮的特點(diǎn)，混凝土也是一樣，如果外部環(huán)境或是內(nèi)部溫度發(fā)生變化時(shí)，就會(huì)引起內(nèi)外較大溫差的形成，而溫差便會(huì)導(dǎo)致內(nèi)部和外部熱脹冷縮的程度不同，應(yīng)力一旦超過混凝土抗拉強(qiáng)度時(shí)，便會(huì)造成混凝土裂縫。

2 水利施工中混凝土裂縫的類型

根據(jù)上文對(duì)混凝土裂縫形成原因的分析，可以將混凝土裂縫類型分為干縮裂縫、塑性收縮裂縫、沉陷裂縫以及溫度裂縫。首先，干縮裂縫一般出現(xiàn)在混凝土養(yǎng)護(hù)期結(jié)束半個(gè)月左右，由于混凝土在硬化的過程中，會(huì)很容易受到外界環(huán)境的影響，因此表面水分蒸發(fā)較快，變形的程度也較大，但是在混凝土內(nèi)部的濕度相對(duì)來講比較穩(wěn)定時(shí)，便不易發(fā)生變形，因此導(dǎo)致混凝土內(nèi)部和表面變形程度不一。在混凝土表面的干縮裂縫，寬度多在0.05mm～0.2mm之間。其次，塑性收縮裂縫的產(chǎn)生主要由于混凝土需要較長(zhǎng)的硬化過程，因此如果表面水分蒸發(fā)快的話，那么便會(huì)形成塑性收縮裂縫，特別是在環(huán)境干熱和風(fēng)大的地區(qū)。塑性收縮裂縫長(zhǎng)短不齊，且分布不均，裂縫長(zhǎng)短相差約在20cm～3m之間，寬度約在1mm～5mm之間。再次，沉陷裂縫主要由于在水利工程中，因?yàn)榈鼗临|(zhì)的不均勻或是回填土不實(shí)、浸水等原因發(fā)生沉降，導(dǎo)致沉陷裂縫，此種裂縫多發(fā)生在冬季施工時(shí)，在冬季施工過程中，模板支撐在凍土層中，隨著天氣逐漸轉(zhuǎn)暖，凍土層開始融化，造成不均勻沉降，導(dǎo)致混凝土產(chǎn)生沉陷裂縫。溫度裂縫的產(chǎn)生主要由于在水利施工中使用的混凝土體積較大，因此容易在大體積的混凝土內(nèi)部出現(xiàn)大量水化熱聚集，熱量無法散發(fā)導(dǎo)致混凝土內(nèi)部的溫度上升，而混凝土內(nèi)部則相對(duì)穩(wěn)定，形成了不同程度的熱脹冷縮，產(chǎn)生裂縫，特別是在混凝土施工末期。溫度裂縫的形狀和走向一般無規(guī)律可循。

3 水利施工中混凝土裂縫的防治技術(shù)

3.1 施工技術(shù)準(zhǔn)備

在進(jìn)行施工技術(shù)準(zhǔn)備工作中，首先要在施工組織設(shè)計(jì)中對(duì)“抗”和“放”的關(guān)系進(jìn)行妥善處理，以此來防止結(jié)構(gòu)斷面突變導(dǎo)致的應(yīng)力集中，積極采用一些補(bǔ)償收縮混凝土技術(shù)，例如在混凝土中摻一些膨脹劑，補(bǔ)償混凝土收縮等。同時(shí)，水利施工技術(shù)人員要加強(qiáng)對(duì)構(gòu)造鋼筋專業(yè)知識(shí)的學(xué)習(xí)，一旦發(fā)現(xiàn)圖紙中存在異常，便要及時(shí)的與設(shè)計(jì)人員聯(lián)系交流，進(jìn)行變更處理。

3.2 選材及設(shè)計(jì)

要根據(jù)水利工程實(shí)際結(jié)構(gòu)要求，進(jìn)行對(duì)混凝土強(qiáng)度等級(jí)和水泥品種、等級(jí)的選擇，盡量不要采用強(qiáng)度過高的水泥，對(duì)砂石選擇時(shí)，一定要注意質(zhì)量是否合格，嚴(yán)格按照要求進(jìn)行摻料和外加劑的添加，對(duì)混凝土補(bǔ)償收縮技術(shù)的運(yùn)用、方法進(jìn)行學(xué)習(xí)，通過試驗(yàn)來確定配置比例。另外，在水利施工過程中，要對(duì)混凝土塌落度進(jìn)行合理設(shè)計(jì)，針對(duì)現(xiàn)場(chǎng)原材料的實(shí)際情況進(jìn)行及時(shí)調(diào)整，為現(xiàn)場(chǎng)養(yǎng)護(hù)工作的順利進(jìn)行保駕護(hù)航。

3.3 溫控防裂措施

為了防止混凝土出現(xiàn)裂縫，可以在水利施工現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行以下工作。

首先，改善骨料級(jí)配，用干硬性的混凝土摻混合料、塑化劑或是引氣劑等，從而減少混凝土中水泥的用量；其次對(duì)混凝土進(jìn)行攪拌時(shí)可以添加適量的水，或是用水將碎石進(jìn)行冷卻，從而降低混凝土澆筑的溫度，如果在較熱天氣中進(jìn)行混凝土澆筑，特別是大體積的混凝土澆筑時(shí)，要對(duì)澆筑的厚度進(jìn)行減少，最宜控制在500mm內(nèi)，能夠幫助表面進(jìn)行散熱，在第二層澆筑時(shí)，盡量要在第一段混凝土初次澆筑之前完成，并根據(jù)實(shí)際混凝土的澆筑面積，設(shè)定測(cè)溫管，對(duì)混凝土內(nèi)外溫度進(jìn)行測(cè)量，前四天可以保持每?jī)尚r(shí)測(cè)量一次的頻率，5～7天時(shí)可以每四小時(shí)測(cè)量一次，8～15天時(shí)每天觀察一次即可，將混凝土內(nèi)外的溫差控制在25℃之內(nèi)，如果發(fā)現(xiàn)溫度超出范圍，要及時(shí)調(diào)整養(yǎng)護(hù)方式，降低溫差；再次，對(duì)拆模的時(shí)間做出合理的規(guī)定，防止混凝土便面會(huì)發(fā)生急劇溫度梯度，加強(qiáng)對(duì)混凝土保溫養(yǎng)護(hù)的措施，一般多采用為混凝土澆筑完成后覆蓋塑料薄膜，利用麻袋裝一些鋸末的方式，厚度在80mm～100mm之間進(jìn)行中層的覆蓋，最后覆蓋一層或兩層的100mm厚巖棉被。除此之外，如果在夏季施工時(shí)，對(duì)混凝土進(jìn)行灑水養(yǎng)護(hù)工作，那么要避免因?yàn)榛炷羶?nèi)部的水分蒸發(fā)過快而導(dǎo)致裂縫的情況。在混凝土澆筑時(shí)，最好不要在大風(fēng)大雨的天氣中進(jìn)行。

3.4 施工監(jiān)測(cè)

在水利施工過程中，要加強(qiáng)混凝土溫度和收縮變形度的測(cè)試監(jiān)督工作，及時(shí)將現(xiàn)場(chǎng)情況進(jìn)行反饋，一旦發(fā)現(xiàn)異常，專業(yè)人員要先進(jìn)行討論，然后及時(shí)的進(jìn)行補(bǔ)救、解決措施。另外，要做好混凝土性能改善的工作，加強(qiáng)對(duì)抗裂能力的提高和養(yǎng)護(hù)。在水利施工過程中，混凝土質(zhì)量的好壞對(duì)于預(yù)防裂縫能夠起到關(guān)鍵作用，尤其是貫穿裂縫的形成，發(fā)現(xiàn)情況后再做出更改，由于保持結(jié)構(gòu)整體性是比較困難的，因此，在水利施工過程中，要防止貫穿性裂縫的產(chǎn)生，一旦發(fā)現(xiàn)此類裂縫的出現(xiàn)，不能盲目采取補(bǔ)救工作，要先進(jìn)行調(diào)查研究，并根據(jù)調(diào)查結(jié)果和各項(xiàng)數(shù)據(jù)，對(duì)產(chǎn)生的條件和原因、問題等進(jìn)行分析，最后在研究分析的基礎(chǔ)之上，確定下修補(bǔ)細(xì)節(jié)及措施。

3.5 冷卻管降溫

可以通過在混凝土結(jié)構(gòu)內(nèi)部先鋪設(shè)一些冷卻管路的方式來避免水利施工中混凝土在硬化過程中內(nèi)部溫度過大的情況，特別是對(duì)于大體積的混凝土，采用這種方式能夠有效的防止裂縫形成。在混凝土澆筑完后，開始進(jìn)行桶水循環(huán)冷卻工作，將管內(nèi)的水流量控制在1.5m2/h之內(nèi)，如果浸水的溫度超過10℃，水流量也可以適當(dāng)加快，工作人員要把握好“度”的問題。在冷卻管出水口位置選擇時(shí)，不能對(duì)施工部位造成任何影響，當(dāng)大體積混凝土整體初凝完成之后，可以根據(jù)實(shí)際情況利用出水來進(jìn)行蓄水保溫養(yǎng)護(hù)工作。另外，還需注意在大體積混凝土養(yǎng)護(hù)工作完成之后，要對(duì)其進(jìn)行注漿、壓漿的工作，這樣一來，便能夠鞏固防止中空冷卻管對(duì)混凝土強(qiáng)度和其他屬性造成不利影響，采用真空壓降的方式來進(jìn)行注漿與壓漿的工作即可。

結(jié)束語(yǔ)

在水利施工過程中，為了能夠要將混凝土裂縫的產(chǎn)生控制在允許范圍之內(nèi)，一定要對(duì)裂縫產(chǎn)生的原因和特點(diǎn)進(jìn)行研究，才能夠在設(shè)計(jì)和施工中做出正確、有效、及時(shí)的防裂縫對(duì)策。綜上所述，本文通過對(duì)水利施工中混凝土裂縫的產(chǎn)生原因及特點(diǎn)的分析，針對(duì)干縮裂縫、塑性收縮裂縫、沉陷裂縫和溫度裂縫的防治技術(shù)措施提出一些個(gè)人觀點(diǎn)，希望能夠與廣大專業(yè)工程研究者進(jìn)行交流，并為水利工程管理者、施工者以及技術(shù)人員提供參考。

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[2]李濤濤.淺談水利施工中混凝土裂縫的防治技術(shù)[J].中國(guó)水運(yùn)（下半月）.2010，02(09).

[3]郭衛(wèi)太.水工建筑物混凝土裂縫成因與預(yù)防處理[J].農(nóng)業(yè)科技與信息，2009，04(20).