水利工程施工中混凝土裂缝控制技术分析

韩业庆

南水北调东线山东干线有限责任公司 山东济南 250109

1 裂缝防治重要性与必要性

在当前的水利工程当中，混凝土裂缝现象经常发生，已成为影响水利工程质量的重要因素。对于裂缝的种类，主要分为温度、干缩和塑性裂缝3种。其中，温度裂缝还可分为外约束与内约束。相比之下，外约束裂缝可能造成的损害相对较大，极易导致水利工程设施产生坍塌或渗漏。干缩裂缝通常产生于墙板处，不规则，呈放射或龟裂状，深度不一，大多为成片产生，会对结构造成严重损害。此外，干缩裂缝还会产生于埋管处、框架处和梁柱处，裂缝方向一般和约束应力的方向保持一致。塑性裂缝是由混凝土收缩与塌落产生的。在混凝土凝结过程中，由于受到外力的持续挤压作用，内部应力不断发生变化引起沉降。沉降产生后，混凝土将沿着应力方向出现塑性裂缝。另外，如果施工时操作不当，将对混凝土的正常收缩造成影响，引起塑性裂缝。一般情况下这种裂缝的缝宽为0.5-2.0mm，大多产生于结构表面，危害较轻。很多水利工程都由于混凝土结构产生裂缝而发生坍塌或渗漏，对工程质量造成影响。一些裂缝虽然不会对工程带来直接影响，但会使结构稳定性大幅下降，如果受到洪水和地震的侵袭，将使结构失稳发生倒塌。基于此，在工程施工中，应做好裂缝成因分析，确定所有可能导致裂缝产生的原因，以此做到对症下药，减小裂缝产生几率。在实际施工中必须做好裂缝控制工作，根据相关规范的要求对发现的裂缝进行处理，以此在最大程度上降低裂缝可能对工程质量造成的影响。

2 影响混凝土裂缝的原因

2.1 沉陷引发的裂缝

通常来说，混凝土易在冬季出现沉陷裂缝，这是因为冻土解冻而造成内部结构的沉陷，进而引发裂纹，而裂纹一般比较深，还会造成错位现象，其宽度对沉降量产生直接影响。通常来说，只有遇到沉陷裂缝时，才会使得沉降量出现变化。此外，混凝土地基的不均匀性也会引发混凝土结构分缝间距的增加，进而出现不均匀沉降问题。

2.2 温度方面的因素

温度是引起裂缝的主要因素，在水利施工过程中，混凝土初凝时如果温度突然产生变化，或温度相对较差，将对凝结效果造成很大影响，进而引起裂缝。在正常的温度条件下，混凝土凝结时结构表面拉应力和内部拉应力基本相同，此时能确保凝结过程正常完成；而当温度差异相对较大时，由于表面和内部的拉应力有所不同，如果超出混凝土自身抗裂极限，将导致混凝土产生开裂。因温度方面因素产生的裂缝通常表现出两端较重但中间较轻的特点，在温度相对较高的区域，裂缝产生可能性相对较大，并且裂缝的程度也相比较大。

2.3 凝结过程产生的裂缝

水利工程施工时，混凝土在凝固过程中，其自身材料质量会对工程整体质量产生直接影响，还会影响到凝结效果。一旦在凝固时质量产生变化，就会导致裂缝问题。同时，还会造成温度的降低，使裂缝不断扩张，并影响到水利工程的整体质量。

3 混凝土裂缝控制技术

3.1 准备工作

水利工程施工过程中，要严格对质量进行把关，提升构件质量，以保证其不产生应力集中的现象。另外，还要对收缩能力进行优化。这是因为裂缝问题大都是由于收缩引发的。所以，通过强化收缩能力来控制裂缝问题。例如，可在配制过程中，加入一些外加剂，以提升混凝土的强度与刚度。

3.2 规范混凝土浇筑施工

混凝土施工过程中操作将对其结构性能产生影响，因此混凝土浇筑施工中必须对其施工技术加以规范。如在进行基岩面浇筑时，就需要在其上铺设水泥砂浆，并将其厚度控制在2至3厘米。对于大体积混凝土的浇筑，施工中必须严格按照设计厚度、规定的顺序与方向进行分层浇筑，同时浇筑期间不能向仓内加水。如果水利施工现场温度高于20℃，则混凝土浇筑的间隔时间必须根据混凝土材料的类型进行严格控制，以避免间隔时间过长导致其结构出现深层裂缝。最后，还需要对浇筑完成的混凝土进行严密的振捣，确保每一个位置都振捣到位。

3.3 温度控制

①浇筑混凝土时，应尽量减少其分层厚度，以使其更好地进行散热。此外，完成浇筑后，还要进行保温处理。在搅拌砂石骨料的过程中，还要对其进行冷却，避免由于温度变化影响到其质量。②在浇筑过程中，还要根据工程实际，加入适当的化学材料，以完善内部水泥现状。③对混凝土施工时间与环境进行优化，并根据工程实际，尤其是所处的环境，对施工时间进行明确。

3.4 浇筑施工技术

为有效对裂缝进行控制，就要强化混凝土浇筑施工技术。在进行浇筑时，常采取分层、分段及推移施工的方法。应用分层浇筑施工技术能提升工程质量。而大坝所使用的是分层浇筑，需注意的是，对分层厚度与间隔浇筑的时间进行明确，减少裂缝的发生。除此以外，天气也会对浇筑的质量产生直接影响。因此，在进行浇筑施工时，要选择温度适宜的天气，避免温湿度对混凝土造成的影响。一般来说，所要浇筑的时间需控制在5h内。另外，完成浇筑以后，还要及时对其表面进行清理。

3.5 采取必要的早期养护措施

对于混凝土裂缝的防治一般越早越好，所以在水利施工中一般需要采取早期养护措施。一方面，水利施工中应尽可能采用蓄水、流水的方式来保持混凝土构件的湿润情况，避免其水分丧失过度而出现裂缝。另一方面，在混凝土养护周期内需要根据混凝土构件的体积采取必要的降温措施，以避免混凝土结构水热化现象所引发的裂缝。

4 结语

综上所述，水利工程施工建设对我国经济发展目标的实现产生直接影响，因此，对各环节都要引起足够重视。作为施工过程中的重要原材料，混凝土的质量对工程整体质量产生直接影响，针对混凝土裂缝的产生原因进行深入分析，同时，采用有效的控制方法，避免裂缝问题的产生，还要引入先进技术，减少裂缝的发生，促进水利工程的持续发展。