水利施工工程中混凝土裂缝措施控制技术探讨

王志勇 新疆兵团勘测设计院（集团）有限责任公司石河子分公司一分院

水利工程要想获得圆满完工，需要消耗较多的混凝土，而部分小型的水闸系统承载力都是借助钢筋混凝土结构而获得支撑。但是在实际施工时会出现较多不确定的因素，对最终的混凝土质量造成影响，混凝土也会出现不同程度的裂缝。这种裂缝会对最终的结构造成负面侵蚀，对整个水利工程的结构也会产生不良影响。鉴于此，在开展水利工程建设时，一定要重视混凝土裂缝问题，根据实际情况开展具有针对性的控制措施。

1.水利工程中混凝土裂缝产生的原因

1.1 沉降裂缝

在施工时如果振动不够充分，会导致混凝土局部发生不密实情况，如果震动的时间过长，也会让石子进入到混凝土下部，面上的水泥将会出现堆积。水泥在发生硬化之前，混凝土内的拌合物会出现沉降现象，因此也会出现早期沉降裂缝。一般来说，在浇筑后的1-3h内是裂缝的高发时间段，最常发生的部位为沿梁、板上部，钢筋振动时钢筋会被扰动，其对应的位置也会发生改变；构建对应的保护层未获得足够厚度；拆模时间过早；模板发生支撑下沉；在硬化初期，环境过于干燥，出现脱水与冻害现象。上述情况都是导致混凝土发生裂缝的最主要因素。

1.2 混凝土干缩裂缝

如果混凝土处于未饱和的空气当中，其水分会发生散失，体积收缩而产生干缩现象，产生这种现象最核心的原因就是水灰比以及骨料特性。对于混凝土干缩现象来说，粒形、最大粒径以及表面结构都是导致这种现象发生的主要因素，其中骨料的弹性模量是当下影响干缩现象产生的最重要因素。当骨料用量保持不变时，如果水灰比越大，对应的干缩性也就越强。

1.3 塑性收缩裂缝

所谓塑性收缩裂缝，是指由于泌水、沉降等原因引起的一种裂缝类型，一般在终凝之前最为明显。造成这种裂缝类型的原因较多，比如原材料、养护、温度以及湿度等。利用河砂制成的混凝土比利用山砂配制的混凝土泌水情况有所增加，且表面的硬度增长速度较慢。比较容易受到风吹因素影响，这种情况一般常见于天气干热、高温、多风等天气，在施工时也没有对混凝土表面进行保温处理，导致混凝土表面出现脱水时间过快，内部产生的应力过大导致发生开裂现象。

1.4 季节性温差裂缝

温差裂缝最主要的原因就是混凝土当中的冻害因子，结冰而产生压力。这种现象一般会从温度较低的混凝土表面开始，从毛细孔的水先着手结冰，然后水分结冰而发生的膨胀现象。结冰的部分逐渐会向未结冰的部分逐渐挤压式为受冻的混凝土，产生内部移动现象。如果产生的压力大于混凝土本身所承载的最大抗拉强度，那么对于混凝土来说起就面临着劣化，进而产生温差裂缝。一般我们可以采用引气减水剂或引气剂对这种现象进行处理，通过产生互不相连的不同气泡，缓解冻融时产生的不平衡压力，防止混凝土发生裂化以及裂缝现象。

2.水利工程施工中混凝土裂缝对整个工程造成的影响

2.1 强度降低

混凝土结构对整个水利工程的完工质量有着重大影响，会对其承力系统以及围挡系统造成负面影响，如果出现裂缝会对整个结构造成影响。此外，由于水利工程的特殊性，混凝土在长时间浸泡水之后，其表面也会发生不同程度的脱落，容易渗入围挡的水，整个水利系统的强度也面临考验，严重时甚至会由于结构问题而发生坍塌现象。此外，如果混凝土含水量出现上升，整个混凝土结构也会面临逐渐被侵蚀的情况，整个水利工程的运行强度也会受到不同影响。

2.2 渗漏严重

对于水利工程来说，如果其涉及的混凝土结构被渗入水分，其结构的耐久性也会面临重大考验。从实际情况来看，我国大部分的小型水闸在施工时都会利用钢筋混凝土的方式对对应的应力承受质量进行保证。如果出现渗漏会腐蚀整个钢筋，也会对整个水利工程的寿命、运行质量造成不可逆的影响。

2.3 运行寿命下降

一般来说，水利工程在施工以及设计时，其对应的使用寿命都会面临较高要求，如果混凝土发生结构裂缝，那么混凝土的结构吸水性也会随之而发生改变，强度也会受到不同程度影响。钢筋混凝土的裂缝现象会让整个混凝土结构面临考验，由于裂缝现象而发生的质量问题也会影响混凝土结构的最终寿命。如果裂缝情况较为严重，甚至会让水利工程面临溃提这样的严重事故，带来的生命财产损失也是无法估量的。

3.水利施工中混凝土裂缝的控制

3.1 要加强温度方面的控制

在选择原材料时，尽量选用中热或是低热水泥，比如粉煤灰水泥或者是矿渣水泥；利用干硬性混凝土掺杂对应混合料，减少混凝土的水泥用量。其中水泥用量结果最佳为450kg/m3以下，适当降低水灰比，最佳比例应控制在0.6以下。通过埋设水管的方式注入冷水，达到降温目的，这样也能有效减少混凝土表面存在的内外差。

3.2 要采用合理的施工方法

第一，拌制混凝土。在拌制之前一定要精准计算对应的原材料，控制混凝土的出机塌落度，降低拌合物的最终出口温度。第二，控制混凝土浇筑过程中的质量问题。在具体浇筑时一定要保证振捣密实，均匀一致，间距均匀。不管是振捣范围还是振捣力波，一定要保持最佳状态，当浇筑环节完成以后，尽量对其表面进行抹平压实处理，这样也能有效减少表面发生裂缝的几率。此外，在浇筑混凝土时一定要根据分层浇筑的方式，实施分层流水振捣。这样也能有效减少中向施工缝的产生，提升整个结构的抗剪性能，使结构能够保持稳定。最后，在浇筑时要尽量选择太阳辐射较小的时间段开展，如果工程在夏季，那么也应该避开正午高温时间段。

3.3 要精心选择混凝土材料

在选择水泥时，尽量选用收缩性较低的水凝，并根据水泥强度、混凝土强度等具体情况进行合理搭配。一般来说，选用的水泥强度应该要比混凝土强度大一个等级。比如如果我们配置C30的混凝土，那么使用的水泥强度最佳为42.5，这样的水灰比才能更加合理精准。我们一定不能为了追求经济效益选择高标号水泥，一定要让水灰比控制在合理范围之内。

3.4 要精心选择处理工艺

处理工艺中有一种较为明显的方法，就是表面处理法，该方法主要包括表面贴补法与表面涂抹法等。第一，表面贴补法比较适用于大面积的漏水情况；而表面涂抹法的最佳适用范围是把浆材通过灌入的方式，实施到部分较细而浅的裂缝当中。这些裂缝主要为深度未涉及到钢筋表面的裂缝、不伸缩裂缝、不漏水裂缝以及不活动裂缝。其次，填充法。这是对裂缝直接进行修补填充的一种直接方式，在实际作业时一般适用于裂缝较宽的裂缝类型，这种方式最显著的优势就是费用低、操作简单。如果裂缝的宽度小于0.3且深度较浅，如果利用灌浆法则无法达到最佳效果。最后，灌浆法。这种方法的应用范围十分广泛，不管是细微裂缝还是宽度较大的裂缝，都可利用此种方法获得较好处理。

3.5 要加强精心养护管理

《混凝土结构工程施工质量验收规范》中明确规定，混凝土的湿润养护时间不得低于28天。一般来说，如果混凝土在浇筑后的24小时左右，其内部的温度可达到33℃，在此之前的阶段可称作是前期养护阶段。在该阶段，不能人为拆除钢筋模板，也不能直接对其表面进行洒水降温处理，可以利用加盖节水保湿养护膜的方法达到保湿降温等目的。但是由于水分蒸发的速度较快，工作人员要经常揭开薄膜进行查看。如果需要，应对其进行及时补水处理。当表面强度达到既定标准以后，工作人员夜色开始实施全天养护28天，直到内部温度保持在18℃以下。在对比实验中，我们也可以发现实施洒水降温处理的混凝土表面发生的裂缝现象，远比未实施洒水降温的混凝土表面产生的裂缝现象要少很多。

4.结语

综上所述，混凝土发生结构裂缝的原因有很多，主要包括环境温度、混凝土配比以及后期养护工作等。混凝土裂缝现象的发生，对混凝土最终的运行寿命、防渗性以及整个结构强度都会造成重大影响，在开展水利工程施工时，一定要用更加行之有效的方法控制裂缝现象产生，比如降低水泥含量、选择合适的原材料、强化后期养护工作等，避免发生混凝土裂缝现象，使水利工程的混凝土施工质量以及结构能够得到有效保障。