水利施工中混凝土裂缝产生原因及防治措施

苏红威 陈彦停

摘 要：作为水利工程建设中的重点环节，混凝土施工会直接影响到整个水利工程的质量。因此，必须加强对混凝土施工的质量控制，而对混凝土裂缝的控制是混凝土质量控制的重点。这主要是由于混凝土裂缝不仅会严重危害到水工建筑物的质量，而且还会严重影响到水利工程的稳定性以及安全性，因此，加强混凝土裂缝控制就显得尤为重要。

关键词：水利工程；混凝土；裂缝原因；防治措施

1 水利工程中混凝土裂缝产生的原因

1、收缩裂缝。混凝土在硬化的过程中，由于干缩引起的体积变形受到约束时产生的裂缝，这种裂缝宽度有时会很大，甚至会贯穿整个构件。混凝土微观裂缝一般肉眼看不到，它是内部固有的一种裂缝，也是不连贯的。宽度在0.05mm以下这种混凝土本身固有的微观裂缝，在荷载不超过设计规定的情况下视为无害，反之有害。在施工阶段因水泥水化热及外部气温的作用引起混凝土收缩而产生的裂缝。收缩裂缝多为规则的条状，很少交叉，常发生在结构的变截面处，往往与受力钢筋平行。这种裂缝多发生在大体积的混凝土和梁、板、柱等块体构件，危害较大，尤其是暴露在大气中的构筑物影响更大。如不加以防止，很可能会造成严重后果。

2、超载裂缝。构件在超出设计的均布荷载或集中荷载作用下产生内力弯矩，出现垂直于构件纵轴的裂缝，构件在较大剪力作用下，产生斜裂缝，并向上、下延伸。即混凝土构件超载使用时，造成变形、受力不均等原因产生的裂缝，一般均发生在构件受力弯矩最大的部位，成条状，但分布不像收缩裂缝那样均匀，扩展方向也相反，一般沿受力钢筋垂直方向或斜向扩展。产生超载裂缝的原因，往往是在施工中构件上受到了不适当的施工荷载或者上部建筑物过早施工。

3、沉降裂缝。即因地基差异沉降或构件结合不良、剪应力超过设计强度而产生的一种混凝土裂缝，多见于填土地基、桩基沉降不均匀的各种基础与墙体。这种裂缝一般与地面垂直，或成300～400角方向发展，宽度因荷载大小而异，与沉降值成比例。沉降裂缝危害极大，并且很难处理。因此在设计上必须采取有效措施，在先期探测、施工和使用过程中斗要加强观测和巡视。

4、温度裂缝。如混凝土水化时产生的大量水化热得不到散发，导致混凝土内外温差较大，使混凝土的形变超过极限引起裂缝。当有约束时，混凝土热涨冷缩所产生的体积涨缩，因为受约束力的限制，在内部产生了温度应力，由于混凝土抗拉强度低，容易被温度引起的拉应力拉裂，从而产生温度裂缝。

2 水利施工中混凝土裂缝处理措施

1、施工技术准备

大体积混凝土施工作业前，应按照相关规定对大体积混凝土进行验算，例如进行大体积混凝土温度、温度应力、收缩应力等验算，通过计算得出混凝土升温峰值、内外温差、降温速率等控制指标，而后根据这些控制指标制定合理有效的温控措施。在水利工程中，浇筑的混凝土入模温度的升温峰值宜为45℃，内外温差为30℃，降温速率为每小时2℃。

2、模板施工

应严格按照国家制定的相关规范标准进行大体积混凝土模板施工，并对模板的刚强度和稳定性进行验算，而后根据大体积混凝土浇筑后的养护要求制定相应的养护措施。大体积混凝土模板的拆除时间除了确保混凝土刚强度等级满足相关要求外，还应对混凝土的温度要求进行严格控制，确保内外温差符合标准，只有满足以上两种情况才能进行模板拆除工作。

3、混凝土浇筑

大体积混凝土的浇筑方式主要能分为分层连续浇筑和推移式连续浇筑两种，其中分层浇筑又能细分为多种形式，包括全面分层、分段分层、斜向分层等。在大体积混凝土浇筑过程中，必须尽量减缩浇筑时间间隔，并确保在混凝土进行初凝之前完成浇筑。一般情况，我们对大体积混凝土的浇筑顺序为由低到高进行浇筑，浇筑方法为先浇筑混凝土结构长的一侧，而后浇筑短的一侧，且浇筑必须是连续不间断进行。分层浇筑的混凝土在浇筑完成后应及时进行振捣，大体积混凝土宜采用二次振捣工艺，应在振捣过程中注意时间和位置的把握，避免出现漏诊、过振情况，从而造成混凝土结构强度不达标。

4、混凝土养护

为了避免大体积混凝土出现裂缝，养护应该采取保温保湿养护的方式。混凝土的保温养护通常采用塑料薄膜、麻袋、阻燃保温被覆盖在已经浇筑完成的混凝土之上，也可以采取挡风保温棚或遮阳降温棚作为大体积混凝土的保温措施。在混凝土浇筑施工前，在混凝土内部设置温度传感器或者是测温管，及时监测混凝土的内外温差，确保大体积混凝土的里表温差及降温速率满足大体积混凝土对于温控指标的要求，当大体积混凝土的表面温度与环境温差小于30℃时，可以拆除保温养护措施。对于混凝土的保湿养护，通常情况下保湿养生时间不少于两周，在养生的过程中定期的对塑料薄膜或养护剂的完整情况进行检查，确保大体积混凝土的表面处于湿润状态。

3 水利施工中混凝土裂缝修补措施

1、裂缝表面修补法

表面修补法是最直接也是最简单的修补方法，对于处理那些对结构承载力没有明显影响的表面裂缝或深度裂缝。因其修补工艺的不同，分为部分涂覆法和全部涂覆法两种。对于部分涂覆法，主要是在裂缝表面涂上一层高强度的水泥浆、环氧胶泥等胶凝材料；对于全部涂覆法，主要是在整个混凝土表面涂刷油漆、沥青等防腐材料，也有采用811環氧封闭漆。

2、灌浆嵌缝充填法

当混凝土裂缝对结构物的承载力和安全性存在较大影响时，或者混凝土的防渗性有较大要求时，一般采用对裂缝灌浆嵌缝充填法，具体又可分为压力注浆法、涂膜封闭法和开槽填补法等三种。

压力注浆法：压力注浆法适用于修补宽度为0.2mm～0.3mm的混凝土裂缝。修补工艺如下：首先，清理混凝土表面尤其是裂缝周边的杂物油脂，再将注浆嘴与封闭裂缝粘贴，进行试漏检查，再配置注浆液，然后使用压力机进行一次和二次注浆，注浆完毕，清理混凝土表面。当混凝土表面裂缝错密布、数量众多时，则要采取特殊做法。

涂膜封闭法：当裂缝宽度小于0.2mm时，即为微细裂缝，也可用于装饰混凝土外表面及其防水处理，并且能够有效防止混凝土保护层的炭化和有害离子对混凝土的腐蚀。其主要操作如下：首先沿裂缝用凿子和扁铲开一个U形槽，槽深和槽宽均约30mm～50mm，然后用刷子在槽底和两壁均匀涂刷一层界面处理浆，将拌制好的聚合物水泥砂浆在界面處理浆尚未硬化之前用抹刀压入槽中，并压实抹平。养护时，不得淋雨、日晒或风吹，以覆盖塑料薄膜养护为佳。

开槽填补法：当结构物可以允许在表面开槽或者是混凝土表面裂缝宽度较大且数量不多时，可以采取开槽填补法，其主要工艺是：先开槽，再涂刷界面处理浆，然后压抹聚合物砂浆，最后养护。

4 结束语

综上所述，随着社会经济不断进步与发展，我国水利工程项目不断增多，施工技术取得突飞猛进的发展。混凝土材料是现代建筑工程中应用最普遍的一种建筑材料，其强度大、耐久性好等优点得到建筑企业广泛使用。但是，在水利工程施工过程中，经常会出现混凝土裂缝的现象，这也使得水利工程施工质量得不到有效保障，影响了水利工程的实用性和有效性。应充分分析水利施工中混凝土裂缝问题，了解其出现裂缝的原因，并提出切实有效的防治措施，消除裂缝带来的不利影响，确保水利工程施工质量得到有效控制，满足水利工程建设标准，提高工程项目实际效果。

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