李向東

水利施工中混凝土裂縫的防治技術(shù)探析

李向東

在水利工程中混凝土施工是實(shí)現(xiàn)工程結(jié)構(gòu)穩(wěn)定、工程受力均勻、工程運(yùn)行銜接的重要途徑?；炷磷鳛樗こ淌┕せ静牧希湓O(shè)計(jì)與施工貫穿工程建設(shè)全過(guò)程。混凝土裂縫產(chǎn)生會(huì)直接影響到工程的結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定，因此水利工程要求嚴(yán)格控制混凝土的質(zhì)量，以保證水利工程結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定。但是在工程實(shí)際應(yīng)用中常出現(xiàn)一些問(wèn)題影響混凝土質(zhì)量，進(jìn)而造成極大的工程危害。筆者認(rèn)為充分了解工程混凝土裂縫產(chǎn)生原因，對(duì)于積極探索混凝土裂縫處理技術(shù)與防控措施來(lái)說(shuō)有顯著的指導(dǎo)意義。

一、混凝土裂縫分類及產(chǎn)生原因

水利工程混凝土裂縫根據(jù)不同的裂縫影響因素主要分為沉陷裂縫、溫度裂縫、干縮裂縫、塑性收縮裂縫四種，每種混凝土裂縫產(chǎn)生的外部影響因素各有不同，要進(jìn)行混凝土裂縫有效防控需充分了解混凝土裂縫產(chǎn)生的外部影響因素，進(jìn)而從影響因素出發(fā)進(jìn)行防控。

1.工程沉陷裂縫

一般情況下，水利工程施工或使用過(guò)程中會(huì)因?yàn)樗こ痰鼗刭|(zhì)不穩(wěn)定、土質(zhì)疏松、工程地基填充不均勻而產(chǎn)生地基下陷，而不同層次、程度的地基沉降會(huì)影響混凝土受力不均勻而產(chǎn)生裂縫。此外，水利工程基礎(chǔ)承載力不達(dá)標(biāo)也會(huì)造成混凝土基礎(chǔ)下沉產(chǎn)生混凝土裂縫。這類混凝土裂縫被統(tǒng)稱為沉陷裂縫。

沉陷混凝土裂縫可以表現(xiàn)為貫穿性裂縫與深進(jìn)型裂縫兩種，裂縫呈現(xiàn)形式主要是因?yàn)榛炷脸料莘较蛟斐傻模渲辛芽p程度比較深的混凝土裂縫還常伴隨著不同程度的混凝土錯(cuò)位，而且混凝土下沉幅度越大混凝土裂縫深度與寬度會(huì)越大。此外，沉陷裂縫還會(huì)隨著基板沉降程度的增加而不斷發(fā)展，有的沉陷裂縫甚至?xí)斐蓴嗔眩绊懝こ痰馁|(zhì)量。

水利工程中的沉陷裂縫在冬季施工的水利工程中常見(jiàn)，原因是冬季水利工程施工中溫度過(guò)低地質(zhì)存在凍土層，外部溫度升高時(shí)凍土層解凍，會(huì)有程度不均勻的基板下陷，影響混凝土質(zhì)量。

2.溫度裂縫

混凝土溫度裂縫主要是因?yàn)榛炷潦┕きh(huán)節(jié)產(chǎn)生水化熱反應(yīng)，而混凝土養(yǎng)護(hù)措施不及時(shí)到位而產(chǎn)生。一般而言，水利工程施工建設(shè)中會(huì)有大體積混凝土施工，大體積混凝土施工要點(diǎn)比較繁雜，尤其是混凝土裂縫防控要點(diǎn)密集。大體積混凝土施工受混凝土體積影響，在施工前后混凝土體內(nèi)部都會(huì)產(chǎn)生水化熱，如水化熱排放不及時(shí)便會(huì)使混凝土溫度升高，與土體內(nèi)部高溫不同的是混凝土外部散熱快，自然處于自然狀態(tài)，這樣內(nèi)外部溫差的存在是混凝土溫度裂縫產(chǎn)生的直接原因。

水利工程混凝土溫度裂縫也是因?yàn)榛炷潦軠夭钣绊懚鵁崦浝淇s不均勻，混凝土內(nèi)部拉力達(dá)到混凝土拉力極限而形成裂縫。此外，水利工程混凝土溫度裂縫因?yàn)槭軠囟纫蛩赜绊懮闪芽p分布具有不規(guī)則性，而且裂縫處理難度較大。

3.干縮裂縫

水利工程混凝土養(yǎng)護(hù)過(guò)程中也會(huì)產(chǎn)生混凝土裂縫，該類混凝土裂縫是干縮裂縫。混凝土養(yǎng)護(hù)工作伴隨著混凝土硬化過(guò)程，該過(guò)程中混凝土硬化會(huì)受到各種外部環(huán)境的干擾，內(nèi)部因?yàn)榭諝饬魍ㄊ芟匏至魇П容^緩慢，混凝土內(nèi)外形成濕度差距，會(huì)直接導(dǎo)致混凝土硬度變化不一致，從而產(chǎn)生干縮裂縫。

水利工程混凝土干縮裂縫危害較大，會(huì)直接導(dǎo)致工程周邊水體進(jìn)入工程裂縫中，深入土體中的水體會(huì)改變混凝土水灰比等，降低工程混凝土穩(wěn)定性，進(jìn)而影響水利工程的質(zhì)量。水利工程干縮裂縫多分布在工程混凝土土體表面，而且裂縫呈平行線狀分布或網(wǎng)狀分布，且干縮裂縫寬度較小，較易修復(fù)。

4.塑性收縮裂縫

塑性收縮裂縫與干縮裂縫一樣產(chǎn)生于工程硬化養(yǎng)護(hù)過(guò)程中。塑性收縮裂縫是由于混凝土硬化過(guò)程中表面水分流失較快，但是因?yàn)楸韺踊炷林苯优c外界環(huán)境接觸，因而水分流失也會(huì)存在一定差異，這便增加了塑性收縮裂縫產(chǎn)生的可能性。

塑性收縮裂縫具有不規(guī)則性，而且裂縫本身具有寬度變化。一般水利工程受周邊水體的影響，混凝土內(nèi)部會(huì)產(chǎn)生一定負(fù)壓，負(fù)壓會(huì)影響混凝土在硬化不完全的條件下表面收縮，混凝土結(jié)構(gòu)性能被改變，工程結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性也受影響。

二、混凝土裂縫危害

混凝土裂縫產(chǎn)生會(huì)直接影響水利工程質(zhì)量，引發(fā)工程滲漏，進(jìn)而降低工程安全與使用性能。一般而言，水利工程混凝土裂縫會(huì)隨著工程使用而不斷發(fā)展，而且混凝土裂縫產(chǎn)生會(huì)改變工程混凝土強(qiáng)度，工程使用安全性能降低。

混凝土裂縫發(fā)生水體滲漏會(huì)降低混凝土堿度，侵蝕混凝土中的鋼筋，降低鋼筋強(qiáng)度，混凝土內(nèi)部整體應(yīng)力也會(huì)隨之改變，水利工程經(jīng)濟(jì)效益也受到影響。現(xiàn)階段，水利工程混凝土裂縫造成的并發(fā)反應(yīng)便是滲漏，混凝土滲漏會(huì)影響混凝土水灰比，造成混凝土碳化進(jìn)而加速混凝土裂縫的產(chǎn)生，還會(huì)降低混凝土對(duì)鋼筋的保護(hù)性，鋼筋受外力侵蝕不斷增加直至銹蝕，長(zhǎng)期作用會(huì)降低工程的結(jié)構(gòu)安全性能。

水利工程混凝土裂縫對(duì)工程具有嚴(yán)重的慢性侵蝕作用，進(jìn)行及時(shí)的混凝土裂縫處理與防控具有重大的現(xiàn)實(shí)意義?；炷亮芽p的長(zhǎng)期存在與發(fā)展會(huì)影響水利工程結(jié)構(gòu)，并對(duì)工程結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性、安全性及整體性造成隱患。

三、水利工程混凝土裂縫處理技術(shù)

現(xiàn)階段，水利工程混凝土裂縫問(wèn)題頻發(fā)，水利工程施工與使用環(huán)節(jié)都將混凝土裂縫問(wèn)題作為工作開(kāi)展的重點(diǎn)，并同步采取了水利工程混凝土裂縫處理技術(shù)。當(dāng)前，應(yīng)用比較廣泛的混凝土裂縫處理技術(shù)有兩種，一種是混凝土表面修補(bǔ)處理法，另一種是裂縫灌漿與嵌縫封堵處理法。

混凝土裂縫表面修補(bǔ)處理法主要應(yīng)用于存在裂縫但是結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性能良好的水利工程表面混凝土外表修復(fù)。該裂縫處理方法是將水泥漿、環(huán)氧膠泥等均勻涂抹在混凝土表層裂縫處或在表面涂刷油漆、瀝青等防腐材料，從而防護(hù)混凝土新表層。

混凝土裂縫灌漿與嵌縫封堵處理法主要是進(jìn)行工程性能的大范圍修補(bǔ)，該方法采用的主要材料為水泥漿、環(huán)氧樹(shù)脂、甲基丙烯酸酯等，該技術(shù)應(yīng)用中主要是借助材料進(jìn)行裂縫填充修補(bǔ)，在當(dāng)前工程管理中應(yīng)用較廣，但是要注意防止再度開(kāi)裂的發(fā)生。

四、水利工程混凝土裂縫防控措施探討

從上文的分析介紹中，我們了解到水利工程混凝土裂縫的產(chǎn)生主要原因有溫度、水文地質(zhì)等，筆者認(rèn)為進(jìn)行水利工程混凝土裂縫防控需要基于混凝土的影響因素進(jìn)行措施探討。

1.工程混凝土施工與養(yǎng)護(hù)環(huán)節(jié)溫度控制

水利工程混凝土裂縫防控需要基于混凝土配合比試驗(yàn)，著重減少混凝土配置中的水泥用量，降低混凝土水熱化程度，還可以適當(dāng)添加適當(dāng)?shù)耐饧觿?，在降低混凝土水熱化反?yīng)活性的同時(shí)提升工程混凝土的使用性能。在保證混凝土使用性能的基礎(chǔ)上，將混凝土的內(nèi)外部溫度控制在統(tǒng)一水平，可以有效降低混凝土裂縫產(chǎn)生幾率。此外，混凝土溫度控制還要進(jìn)行施工澆筑過(guò)程中的溫度控制，將混凝土施工過(guò)程中的溫度控制系統(tǒng)化、定時(shí)化，充分利用自然條件，采用降溫或保溫措施及合理拆模等科學(xué)方法進(jìn)行混凝土裂縫防控。

2.完善工程混凝土影響因素檢測(cè)，改善工程的約束條件

改進(jìn)水利工程混凝土限制條件需要先進(jìn)行工程合理的分縫分塊，還要進(jìn)行工程地基的有效處理，為水利工程提供扎實(shí)良好的地基條件，減少工程地基波動(dòng)性，進(jìn)而避免混凝土裂縫的產(chǎn)生。完善水利工程混凝土各影響因素的檢測(cè)，還要進(jìn)行系統(tǒng)化的施工流程制定，還要就施工環(huán)節(jié)制定完善的技術(shù)要點(diǎn)標(biāo)準(zhǔn)，以便于水利工程施工中的混凝土裂縫防控。

裂縫防控工作還應(yīng)該基于混凝土自身的性能進(jìn)行裂縫防控，強(qiáng)化混凝土的初期養(yǎng)護(hù)?；炷恋某跗陴B(yǎng)護(hù)主要就混凝土的水熱化反應(yīng)進(jìn)行混凝土表面拉應(yīng)力處理，通過(guò)人為手段參與改變混凝土溫度變化規(guī)律，形成混凝土養(yǎng)護(hù)過(guò)程中溫度梯級(jí)變化規(guī)律，并在混凝土修復(fù)過(guò)程中進(jìn)行梯級(jí)過(guò)渡，以保證工程結(jié)構(gòu)的完整性。

五、結(jié)語(yǔ)

本文著重闡述了水利工程混凝土裂縫問(wèn)題，就混凝土的裂縫種類、產(chǎn)生原因、治理措施與防控措施進(jìn)行了探討。筆者認(rèn)為混凝土作為工程的基石，其質(zhì)量直接影響工程的安全使用性能，裂縫的產(chǎn)生會(huì)影響工程經(jīng)濟(jì)效益與社會(huì)效益的實(shí)現(xiàn)，進(jìn)行裂縫防控措施探討，能保證工程質(zhì)量，綜合提升工程安全性能■

（作者單位：淮河水利水電開(kāi)發(fā)總公司 233001）