水利工程施工中控制混凝土裂缝的技术

于瑞昊

安徽水利开发有限公司 安徽 蚌埠 233000

引言

近几年，国家提高了对民生项目的重视，开展了许多水利工程的建设，而对于水利工程而言，混凝土施工是其施工活动中的关键内容，混凝土施工质量决定着整个工程项目结构的稳定程度﹑安全性以及使用寿命。尽管随着国内水利工程建设数目的逐渐增加﹑规模越来越大，国内所掌握的混凝土施工技术取得了一定的进步，不过由于水利工程的施工条件大多较为特殊，而且施工环境也通常较为恶劣，同时还对施工质量具有较高的要求，导致混凝土施工技术的管控成为一项十分重要的任务，裂缝是混凝土施工中较常出现的一类质量缺陷，必须要深入分析裂缝的形成原因，针对裂缝采取有效的控制措施。

1 水利工程混凝土裂缝类型

1.1 塑性收缩裂缝

在进行混凝土施工作业时，其中会含有一定量的水分，而随着施工活动的推进，这部分水分会逐渐流失，由此引起混凝土出现收缩反应，进而产生塑性收缩裂缝。在水利工程中，砼的塑性收缩裂缝一般是在砼彻底凝固之前所形成的，一般是由于在砼凝固的过程中遭受到阳光的强烈照射，或者是施工现场受到强风的作用，从而导致混凝土表部水分进行汽化挥发，促使砼内外部承受的压力比无法保持均衡状态[1]。此种裂缝通常表现成中间宽﹑两侧窄，此种混凝土结构状态是无法达到工程施工要求的，会给后续施工活动开展的安全性带来一定威胁。

1.2 温差裂缝

所谓的温差裂缝也就是因为混凝土施工作业中环境温度发生变化，由此所形成的裂缝。作业人员在施工期间，未能做到对砼表部与内部温度的良好把控，使得内外部出现严重温差，不利于水利工程项目的整体建设质量。当对混凝土实行浇筑与养护期间，极易出现温差裂缝，这是因为砼的主要构成材料是水泥，而水泥是一种会因为水化热反应而迅速产生大量热量的材料。在施工阶段，混凝土表部的热量能够立即散发，所以表部温度可以较短的时间降低，不过其内部热量彻底散发就要经历较长时间，而且如果经过比较长的时间仍旧未能有效散发时，则会逐渐聚积下来，使得混凝土内外部温差超出临界值，由此形成了温差裂缝。

1.3 干缩裂缝

施工人员在将混凝土施工任务充分完成以后，便要对其开展养护工作，从而提升砼结构的稳定程度，加强水利工程建设质量。当砼养护完毕以后的两周内，这一时间段出现干缩裂缝的概率最大。如果工作人员在开展养护工作时未能严格遵守相应的养护规定，把每一处细节任务加以落实，或者是受到自然环境因素的影响，最终导致砼内部水分流失太多，由此出现大面积干缩的问题。此时，若是砼干缩过程中产生了较强的应力，便可能形成干缩裂缝，此种裂缝一般呈网状，会导致砼结构的抗压﹑抗渗性能下降，更会导致砼结构的使用寿命下降，影响了水利工程的实际使用价值。

1.4 沉陷裂缝

在进行混凝土施工作业时，时常出现不均匀沉降问题，此问题会进一步引起沉降裂缝的形成，使得地基结构稳定性下降，在后期工程施工期间，还有可能对工程结构的安全性带来威胁。一些作业人员在日常施工中未能对软土地基进行有效处理，导致整体地基强度较差，导致地基容易发生沉降。相较于其他几种裂缝类型而言，沉降裂缝一般具有更大的深度，且其宽度取决于沉降地基的深度﹑方向，另外，还会在其他因素的干扰下发生一定变化。

2 水利工程施工中混凝土裂缝控制技术

2.1 预防混凝土裂缝产生的措施

2.1.1 关于施工材料的质量控制。混凝土的施工材料主要包括了水泥﹑砂石﹑水以及各种外加剂。若想得到性能符合施工目标的混凝土，就要对以上材料按照合适的比例加以混合﹑搅拌，而且在混合时要注意各种材料投放的次序与数量，如果对于材料的配比控制不当，就会对混凝土质量带来重大影响。

2.1.1.1 水泥的选取。在进行水泥材料的挑选时，必须要详细了解市面上的各种水泥种类及对应的性能﹑特征，挑选符合工程项目施工方案的水泥。通常，在进行水利工程建设时，大多是使用高标号的水泥，这样能够提高混凝土结构的强度，取得良好的施工效果[2]。

2.1.1.2 细骨料砂石的选取。当进行此种材料的挑选时，重点要关注杂质含量，即必须要选取含泥比例较低的砂石材料。而且必须要对砂石材料进行仔细的检测，了解其中是否含有有害物质，如果存在有害物质，则严格禁止使用，以此确保混凝土的施工质量符合相应标准。

2.1.1.3 粗骨料与石子的选取。当进行粗骨料的挑选时，要优选含泥比例较低的，而且粒径﹑颗粒级配也是需要重点关注的方面，通过将各方面要求都切实满足，在此基础上所建成的混凝土结构的质量才更加可靠。而在进行石子的挑选时，特别是进行受力部位石子的挑选时，不可选用白云石﹑石灰石，这是由于此种石子有经过煅烧，自身强度较差。另外，还要注重石子的直径，需选取直径大约在2cm的石子。

2.1.1.4 外加剂的选取。在挑选外加剂之时，一定要重点考虑外加剂的性能﹑质量特征，还要做好生产厂商资质的核查，检查相应的合格证书等，确保所选用的外加剂符合混凝土施工要求。

2.1.2 地基和混凝土刚性控制。混凝土材料自身强度是决定砼施工质量的一项重要因素，如果混凝土强度不达标，就可能会导致混凝土出现裂缝。若工程地基土质相对疏松，也容易产生裂缝。针对这种现状，相关施工企业应该对裂缝宽度进行一定的控制，降低混凝土裂缝出现的概率，确保水利工程稳定性能﹑使用寿命等不会受到影响。施工期间，作业人员必须要对配筋实行加固处理，以保证砼具有较强的稳定性。在进行地基操作时，施工人员应该首先进行加固处理，然后进行模板作业，并对模板支撑力进行控制，确保地基承载能力均匀。因为地基的稳定性对混凝土结构具有一定的影响，若地基不稳，就可能造成混凝土结构在水流冲击下被严重破坏[3]。

2.1.3 施工温度控制。水泥水化热是引起砼施工温度波动的一项关键原因，施工企业参与施工时的各项性能要求，应多选取低水化热的水泥进行施工，减少混凝土搅拌时散发的热量。在对混凝土进行搅拌之前，要利用冷水冲洗碎石，降低其附带的热量。施工企业要采取合适的施工时间节点和浇筑方法。一般情况下，会将浇筑时间定在上午的7点至10点和下午的4点至6点，以免在高温气候条件下施工，有利于降低砼结构的内外温度差。实际浇筑施工时，采取分层浇筑法，以此提高砼的散热效果。如果水利工程项目中涉及大体积砼，则要对其内部设置冷却水管，以促进砼内外温度差与内部应力的降低，防止形成裂缝。

2.1.4 开展养护工作。保障混凝土施工质量的一项重要前提就是落实养护管理工作，而这也是防止裂缝形成的一项重要措施。其一，要对砼构件采取必要的保温措施，并进行有效的防晒，防止因为内外温差问题而形成裂缝。其次，工作人员必须要结合施工要求与相应规范开展养护工作，可通过铺设草席﹑塑料薄膜的方式来进行养护。若想有效规避人为因素对混凝土质量的干扰与对其造成的损坏，就要安排专人负责看护。

2.2 治理产生混凝土裂缝的措施

2.2.1 混凝土置换技术。此项技术只能应用在混凝土浇筑期间已产生的裂缝，将原本的质量不合格的砼材料予以清除，替换成质量合格的材料，防止因为裂缝的存在而使得砼结构的质量下降。此种治理裂缝的技术主要优点在于，能让砼结构截面强度与抗剪性能获得提高，最终置换效果不会对结构净空数据造成影响。但同时也存在缺点，即置换处理时需要花费较长的时间，对于时间要素的把控具有较高要求，而且进行置换的部位不得承受过高压力，在其他结构位置若想采取此种置换技术，则要结合施工现场展开综合评估，否则难以取得理想效果[4]。

2.2.2 钢材料粘贴技术。此种技术比较适合运用在低承载力砼结构位置的裂缝中，特别是用于进行正截面受压/拉位置﹑斜截面裂缝的修复具有突出优势。具体要点如下：首先，将合适的钢板材料贴附于结构表部，以此提高结构承载力，并同步做好裂缝的修复；其次，粘贴材料选用纤维增强塑料，此种材料是使用新研发的胶结材料进行裂缝位置的粘贴，所以粘贴材料和砼结构能够形成同一工作面，促使结构的承载性能大幅增强。对混凝土裂缝进行粘贴修复，主要技术优点便是：能够同时提高结构耐腐蚀与防潮能力，不会让结构自身质量明显的增加，并且耐久性较佳，不用进行频繁维护。

2.2.3 充填法。充填法也就是顺着裂缝结构的方向，把裂缝开凿处理成U/V形凹槽，再利用一些具有较强密封效果的材料实行填充，此种方式一般运用在裂缝宽度超过0.5mm的情形。

2.2.4 注入法。注入法也就是往裂缝之中灌入适量的浆料，期间需要用到真空吸入法或是灌浆法。不过灌浆法只适合应用在宽度小﹑深度大的砼裂缝中，所注入的浆料通常是甲基丙烯酸甲酯液﹑环氧树脂或者是水泥浆等，由于这些浆料较为特殊，具有固化的效果，从而能够实现对裂缝的有效加固。而真空吸入法则是利用真空泵装置排除裂缝内的空气，从而让裂缝内部保持真空状态，然后把浆料注入，此方法下较常使用的浆料为：弹性聚氨酯浆材﹑水泥浆料等。

2.2.5 裂缝修补技术。若是水利工程砼结构存在裂缝，则要采取合适的技术将裂缝部位有效修复，让砼结构安全性有所保障。主要操作要点为：①小裂缝修复。若是砼结构裂缝宽度为0.3-3mm范围内，并且剥落程度较为轻微，则比较适合使用黏结剂灌浆法。结合实际情况挑选合适的钻具﹑注浆嘴和喷嘴，所要使用的施工材料是环氧树脂，将此材料往裂缝中灌入，可采取直接或间接两种作业方法，以裂缝的有效修复为基本目标，直至混凝土结构强度与稳固性满足设计标准；②若是砼结构局部裂缝宽度大于3mm，则在修复之前先对裂缝性质﹑严重程度展开仔细观察分析，结合实际需求制定修复方案。若是裂缝不属于断裂型，便要先将裂缝部位的混凝土材料进行剥离，剥离范围为12cm，剥离走向要和裂缝处于平行状态，深度值则要控制在10cm左右，将钢筋安设在和裂缝处于垂直方向的位置，圆钢放置在和裂缝处于平行的位置，紧紧捆扎形成钢筋网，让裂缝最终呈现为条块形状，以此满足砼材料在对应区域的涂抹条件[5]；③若是砼裂缝是断裂型的，且程度不太严重，则要先将裂缝周围大约15cm的部位进行凹槽切割，并让将切割深度达到结构厚度的1/2，切割完毕后在对凹槽底部进行钻孔，并对凹槽进行充分的清理，把钢材以合适的方式放置在钻孔中，使用砂浆进行填补，以此完成裂缝的修补工作。

3 结束语

水利工程施工建设中混凝土占有重要地位，混凝土工程质量优劣决定着整个工程项目的质量。而裂缝是混凝土中较常出现的一类质量问题，必须要对其提高重视，采用合适的工具﹑设备与高质量的建材，有效防控裂缝的形成，并对裂缝进行及时修补，以此提升混凝土结构的质量，同时促使水利工程取得更好的建设效果。