水利工程施工中砼裂缝产生的原因及防治措施探讨

李建新

摘要：在水利工程施工中，砼若产生裂缝，将直接影响水利工程的质量，小则耐久性收到影响，大则发生工程事故，所以砼裂缝在水利工程中应该高度重视。本文将分析水利工程施工中砼裂缝产生的原因及防治措施。

关键词：水利工程；施工；混凝土；裂缝；原因；防治措施

1.砼裂缝产生的原因

水利工程施工中，混凝土产生裂缝会使混凝土内部的钢筋发生腐蚀，降低钢筋砼结构的承载力、耐久性和使用寿命，甚至会威胁到人们的生命和财產安全。因此，在水利工程中，应对混凝土裂缝产生的原因进行详细的分析，并采取有针对性的防治措施以便预防混凝土裂缝，保证水利工程的安全。

通过大量的工程实践，我发现水利工程施工中砼裂缝产生的原因如下：

1.1温度差引起的裂缝

温差裂缝是由于混凝土内部和表面之间产生温度差所引起的，温差产生的原因是水泥水化热引起的混凝土内部和混凝土表面的温差过大，分两种情况：；在内外温度正负交替过程中，混凝土微孔中的水成为结冰或过冷的水，体积膨胀产生冻胀压力，过冷的水迁移产生渗透压力，当两者的附加作用力超过混凝土的抗拉强度时，混凝土就遭受破坏。温差裂缝主要有三种情况：（1）一是在混凝土初凝的过程中，大体积混凝土外部散热快，温度低，而内部由于混凝土体积大，热量不能及时散发出去，所以温度偏高，引起温差；（2）二是终凝的混凝土内部温度恒定，但是外部由于天气较热，温度较高而引起混凝土外部温度升高，从而产生温差；（3）混凝土拆模前后，混凝土表面的温度会急速下降，裂缝产生。施工中的大体积混凝土，主要是由于温差产生裂缝，诸如水工大坝、分洪闸、拦河坝等体积水工混凝土更易发生此类裂缝。

1.2砼收缩引起的裂缝

混凝土在凝固的过程中，会散发热量并蒸发，这是引起混凝土体积收缩的主要原因，尤其对于大体积的混凝土。如果属于大面积混凝土，在收缩时互相牵制，受到约束，就会自然的形成收缩应力，当这种应力超出当时混凝土极限抗拉强度时，混凝土就会产生裂缝。裂缝是水工结构混凝土最常见的病害之一。裂缝的产生，必然影响水工混凝土的耐久性，而且是首要影响因素；裂缝的出现，多数在施工期就存在，有的虽然在施工期以后，也多在运行初期5～10年以内，不是由于运行期长工程老化问题，而是早期的问题。裂缝的存在直接降低了混凝土抗拉性能，同时裂缝也会导致有害物质进入混凝土内部，造成钢筋锈蚀，甚至导致混凝土结构破坏。对于水库大坝蓄水发电和灌溉农田来说，挡水混凝土结构的裂缝会直接引起渗漏，如果渗漏量达到一定程度，就直接影响工程的蓄水能力，影响发电及灌溉，给人们带来不便；对于混凝土重力坝来说，如果裂缝达到一定程度，会引起坝体扬压力的急剧增长，坝体的抗滑能力降低，对结构抗震非常不利，甚至会对整个坝体的结构稳定性和安全造成严重威胁。

2.水工砼裂缝的防治措施

2.1控制混凝土的配合比

采集原材料进行试拌，尽可能地减少水泥用量，提高水灰比，但是水灰比要控制在0.5以内。添加I级粉煤灰，粗骨料采用二级配。掺入适量的粉煤灰对改善混凝土的和易性、降低温升、减少收缩、提高抗侵蚀具有良好的作用。在裂缝易发生部位如孔洞周围以及转角处增加钢筋，从而让钢筋代替混凝土承担拉应力，这样可以有效的控制裂缝的发展。为了避免裂缝的出现，在设计中利用中低强度的水泥充分利用混凝土的后期强度。在工程结构设计中要特别注意降低结构的约束度。对于混凝土中钢筋保护层的厚度应当尽量取较小值，因为保护层的厚度愈大愈容易发生裂缝。对于大体积砼的浇捣，不应采用铝酸盐水泥，因为铝酸盐水泥初凝时间短，散热量大。

2.2加强混凝土养护措施

在混凝土拆模后要挂草帘或铺草、铺麻袋浇水，以便养护保湿。刚浇注的混凝土就好像初生婴儿，要加倍的关心和爱护。混凝土的养护不仅是为了预防初期产生裂缝，还能促进混凝土后期强度的稳定，保障其承压能力和抗拉性能。对于混凝土的养护，在现代水利工程施工中，都需要得到充分的认识和重视。钢筋锈蚀是氧化反应，氧化是产生锈的主要原因，因此，要加强混凝土的密实度，浇捣时不应出现麻面，马蜂窝等，防止空气进入，加强混凝土表面的保护层厚度，预防氧化。在混凝土表面喷涂或涂刷聚合水泥砂浆、沥青、环氧树脂等防腐层。选择抗腐蚀性强的钢筋材料和混凝土材料，避免使用碱骨料等措施，对防止混凝土裂缝有较好的效果。碱骨料化学反应对结构的耐久性影响很大，为控制碱骨料的化学反应，最好选择优质骨料和低含碱量的水泥以及中性拌和水，在提高混凝土密实度的同时合理降低水灰比。

2.3避免混凝土基础不均匀沉降

解决方法有两种，一是减轻上部结构的重量，合理安排施工的工序，改善混凝土结构等。另一种方法是在基础上设置沉降缝，这种适用于面积比较大的混凝土基础。如果只简单的依靠减轻结构重量来控制沉降，只会使整个结构的自身重量加大，稳定性不强，会加重不均匀的沉降。在工程实践中，应以抵抗不均匀沉降为主要保护措施。

2.4收缩裂缝的预防措施

首先是要选择合适的材料，一般选用干缩值较小、强度好的硅酸盐或普通硅酸盐水泥。严格控制水灰比，掺加高效减水剂来增加混凝土的强度，减少水的分量。在浇注混凝土之前，将基层和模板浇水均匀湿透。混凝土浇捣好后，要及时养护，可以在混凝土表面铺草帘子，及时洒水，保证混凝土的湿度，或者在混凝土表面喷洒养护剂等进行养护。如果在高温和大风天气施工的话，最好设置防风和遮阳的设施，积极保护混凝土结构。

2.5避免沉陷裂缝

首先要保证地基的稳定，对软土的地质结构在施工前要进行必要的夯实和加固。有必要时要进行换土或打桩等。要保证模板有足够的强度和刚度，有较强的支撑力，保证地基的受力均匀。混凝土在浇注的过程中不能被水浸泡，拆除模板要控制在一定的时间以内，还要注意拆模的先后顺序。在冻土上搭设模板时要注意采取一定的预防措施。当基础比较大时，要设后浇带。

2.6施工管理措施

施工管理方面的措施要从两方面着手，一是技术，二是质量。首先，要提高技术，加强技术管理。技术是贯彻整个施工工艺流程的重要工作。在混凝土浇筑施工过程中的施工技术至关重要，能影响到整个工程的质量及安全。因此，技术管理在施工中的作用很大。要建立技术交底责任制，并加强施工质量检验、监督和管理，从而提高质量；严格按照施工技术规范和质量标准进行检验，建立健全质量检测机构和检验制度。其次，实行全面的质量管理，全面提高工程质量。在全面质量管理中，质量和全部管理目标的实现有关，它把过去的以事后检验和把关为主转变为以预防为主；从过去的就事论事、分散管理，转变为以系统的观点为指导进行全面的综合治理，突出以质量为中心，围绕质量开展全员的工作，从而提高工程质量。

3.结束语

水工砼裂缝的原因很多，诸如温度差，塑性收缩等。而且水工砼裂缝会产生很严重的后果，甚至危及人们的生命安全，所以必须采取预防措施。预防措施主要从控制砼的水灰比，加强砼的养护工作，避免砼基础不均匀沉降，减少砼的塑性收缩，还有从管理方面着手。总之，防患于未然，避免水工砼裂缝。

参考文献：

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