水利工程大体积砼浇筑裂缝成因及防裂

庞国栋 河北省水利工程局第一工程处

大量砼工程实践表明，在砼工程施工过程发生裂缝问题是十分常见的，如果裂缝在一定规格内，则可以接受。为此，要求相关企业采取切实可行的措施，将砼裂缝的危害控制在合理的范围内，以充分保障水利工程建设的安全性。

一、水利工程砼裂缝类型及成因

（一）施工早期

1.收缩裂缝

一般由砼体收缩导致，可以分成干燥收缩裂缝、塑性收缩裂缝和沉降收缩裂缝等三种形式。而造成砼体收缩的原因一般可以分成如下形式：

第一，游离水蒸发收缩，其原因在于砼浇筑施工过程中的砼浇捣技术限制，由于实际施工过程中砼加水量远远超出了水泥水化作用所需的水量。通常情况下，游离水量可以达到水化作用所需数量的4-5倍左右。在结束砼浇筑作业后，砼体中多余的游离水分会大量蒸发，并在其内部形成毛细孔，进而导致砼体收缩，也即游离水蒸发收缩。

第二，因水泥水化左右导致收缩，也即砼自收缩。基于收缩程度的视角，在发生砼自收缩时，其收缩量一般为游离水收缩量的10%到20%。

2.温度裂缝

第一，内约束裂缝。由于砼体内部和外部环境的温差过大，导致相应的内力超出了砼所能承受的最大值，便会引发内约束裂缝问题，但是此过程中产生的裂缝深度一般只有3mm上下，不会对砼体内部结构造成影响。

第二，外约束裂缝。由于水化作用，导致砼浇筑后生成大量的热。然而砼的导热系数相对较低，导致砼内部温度远远高于表层温度。随着砼体积的增加，此类差异便越发明显。在砼浇筑时间达到3天左右后，其内部温度可以上升到80℃，由于内外温差较大，导致砼表明形成一定的拉应力，一旦这一力度超出了砼的抗拉强度，便会产生相应的温度裂缝。此类裂缝常出现于施工完成后60-100天左右，其深度一般较深，甚至可能出现贯穿结构，对砼结构的整体性影响较大。

3.沉陷裂缝

如果在未经处理的回填土或松软地基上进行施工，则在结束砼浇筑操作后，由于被水浸泡导致地基无法在建筑物的重力作用下形成均匀质地的沉降，进而引发同裂缝。同时，如果未能将模板刚度控制在合理范围内导致支撑间距过大或底部不牢靠，也可能会引发沉降裂缝，此类裂缝的深度通常较大，同时也可能出现贯穿结构。且裂缝的沉陷方向一般保持一致，其宽度和沉降值呈现出正比变化的趋势，一旦裂缝较大，则会造成相应程度的错位[1]。

（二）施工后期

第一，如果构建承受了超出其能力极限的负载量，则可能导致裂缝出现。在经受超出设计要求的载荷时，构件内会产生内力弯矩，这一形变一旦恶劣，便会出现构件纵轴相垂直裂缝。而如果承受的剪力过大，则有可能出现斜裂缝，同时沿纵向不断发展；第二，建筑基础结构的沉陷质地不均匀，则可能导致裂缝，随着沉陷程度的增加，裂缝日益增大；第三，钢筋混凝土的生存环境一般十分恶劣，但是砼保护层的厚度存在一定的界限，长时间承受水体侵蚀后，如果砼孔隙过多，便会导致水体中的氯离子和氧与钢筋发生化学反应，使得金属体积增加，对砼结构造成一定的挤压效果，引发砼裂缝[2]。

二、砼裂缝防范措施

（一）优化设计

在砼规范中就砼裂缝防范问题做出了明确规定，提出对于不同环境中的砼结构而言，其所允许裂缝的宽度也存在一定差异，但是要求相关企业在施工实践中采取高效可行的措施进行裂缝预防，以免工程结构中出现严重裂缝，让工程质量得到切实保障。基于设计的角度，从源头提升裂缝防范力度，要求采取科学合理的设置方案以减少裂缝形成的概率，妥善处理好砼硬化过程中因温度、湿度变化所导致的各类问题，同时尽量减少混凝土收缩过程中所产生的应力，在适宜的位置进行施工缝和胀缩缝设置。此外，借助钢筋的形式可以在一定程度上抑制砼变性问题，而其抑制能力则会受到钢筋及混凝土之间粘结力不同程度的限制。为了让钢筋的抑制能力得以充分展现，要求选用间距较小且直径小的钢筋，尽量避免使用光圆钢筋。

（二）减小水灰比

水灰比和砼硬化收缩率呈现出正比变化趋势，要求以施工要求为前提，不断调整水灰比，将水灰比调整到尽可能小。

（三）控制水泥用量

随着水泥含量的增加，砼干缩率也会不断提升，其原因在于砼干缩的最主要来源为水泥浆干缩，为此，需要尽量减少用水量和水泥用量。

（四）科学养护

要求以严格的养护规范为依托进行砼养护，做好各项保养措施，以确保砼强度达标。

三、结束语

对于砼结构而言，裂缝问题十分常见，可能会因此导致建筑物抗渗能力下降，对建筑物的正常使用造成严重限制，使得钢筋出现锈蚀，对材料的耐久性造成影响。为此，要求相关企业提高对于砼裂缝问题的关注，采取科学可行的处理手段，借助合理的预防措施，降低裂缝出现的风险，以切实提升建筑物和构件的安全性。