摘 要：砼裂縫是影響水利工程大體積砼澆筑施工質(zhì)量最常見問題之一。水利工程質(zhì)量控制的一個重要因素就是防止大體積砼澆筑開裂現(xiàn)象的發(fā)生。由于水利工程的特殊性，防止大體積砼開裂的難度和意義十分重大。文章圍繞水利工程大體積砼澆筑施工中的有關(guān)問題進(jìn)行討論，分析了大體積砼開裂的影響因素，探討了大體積砼的質(zhì)量控制措施，并就砼開裂問題提出了具有針對性的防范措施，僅供水利工程同行參考。

關(guān)鍵詞：水利工程；砼裂縫成因；控制措施

引言

通過大量統(tǒng)計數(shù)據(jù)和實驗研究顯示，砼工程具有很強的裂縫形成因素。砼體積越大，形成裂縫的幾率也越大。盡管如此，只要采取有效措施，就能將裂縫形成因素控制在可以接受的范圍內(nèi)，從而對建筑質(zhì)量和使用安全提供保障。這也是砼工程得以順利實施的重要原則。我國砼施工規(guī)范對砼裂縫有著明確規(guī)定，某些結(jié)構(gòu)在特殊條件下可以存在一定程度的裂縫。從實際施工角度講，砼澆筑施工應(yīng)嚴(yán)格控制施工質(zhì)量，采取一切有利措施防止裂縫發(fā)生，盡可能地保障砼的質(zhì)量，從而保障工程質(zhì)量安全。

1 水利工程混凝土澆筑砼裂縫類型及形成原因

1.1 施工早期形成的砼裂縫類型及形成原因

1.1.1 收縮裂縫

收縮裂縫是混凝土裂縫中最常見的種類之一，分為塑性收縮裂縫、沉降收縮裂縫和干燥收縮裂縫三種。砼體收縮是形成收縮裂縫的根本原因。引發(fā)砼體收縮的原因有兩種：一是游離水蒸發(fā)收縮。砼澆筑施工時，出于砼澆搗技術(shù)上所致，砼實際加入水量要遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于水泥發(fā)生水化作用所需的水量，游離水一般為水化作用需水量的4至5倍。當(dāng)砼澆筑完成，多余游離水分蒸發(fā)后會在砼體內(nèi)部形成許多毛細(xì)孔，引發(fā)砼體收縮。這種情況稱之為游離水蒸發(fā)收縮。另一種收縮為水泥水化作用引發(fā)收縮。這種收縮稱之為砼自收縮（或稱砼干縮）。從收縮程度上看，砼自收縮是游離水蒸發(fā)收縮的10%到20%。從上述討論我們也能夠得出砼收縮產(chǎn)生裂縫的不可避免性。大量實驗和統(tǒng)計數(shù)據(jù)表明，砼收縮結(jié)束后收縮率一般為0.2%至0.45%。砼收縮值大小和水泥品種，用量、拌和水量，骨料規(guī)格，振搗密實性和養(yǎng)護好壞有關(guān)。在濕潤環(huán)境下進(jìn)行養(yǎng)護的砼收縮率要比養(yǎng)護條件干燥的砼收縮率低6%至8%。

1.1.2 溫度裂縫

（1）內(nèi)約束裂縫。內(nèi)約束裂縫是由于砼體內(nèi)外存在較大溫差，產(chǎn)生應(yīng)力超過砼承受極限引起的。比如砼養(yǎng)護期間氣溫急劇下降，導(dǎo)致砼表面溫度迅速下降7到10℃時就會在砼表面形成裂。這種裂縫深度往往只有3毫米左右，砼體內(nèi)部依然保持完整。（2）外約束裂縫。砼澆筑后會因水化作用放出大量熱。由于砼導(dǎo)熱系數(shù)低，致使砼內(nèi)部溫度要比表層溫度高。砼體積越大，這種差異越明顯。當(dāng)砼澆筑72小時后，砼體內(nèi)部溫度可達(dá)到80℃左右。巨大的溫差使得砼表面產(chǎn)生拉應(yīng)力，當(dāng)拉應(yīng)力大于砼抗拉強度時，形成溫度裂縫。外約束裂縫一般在施工結(jié)束后2～3個月時比較常見，發(fā)生在砼結(jié)構(gòu)中部的情況較多。裂縫深度很深，甚至形成貫穿，嚴(yán)重破壞砼結(jié)構(gòu)的整體性。

1.1.3 沉陷裂縫

當(dāng)砼結(jié)構(gòu)坐落位置沒有處理過的回填土或松軟地基上時，砼澆筑完成后，地基受水浸泡在建筑作用力下發(fā)生不均勻沉降就會導(dǎo)致砼裂縫的產(chǎn)生。特別是平臥生產(chǎn)的鋼筋砼構(gòu)件（如薄腹梁），由于側(cè)向剛度差，配筋少。最易引起弦、腹桿或梁的側(cè)面產(chǎn)生裂縫。此外，模板剛度不能滿足要求，模板支撐間距過大、支撐底部沒有緊固到位或拆模時間過早，也是產(chǎn)生沉降裂縫的原因之一。沉陷裂縫深度較深，也有貫穿結(jié)構(gòu)，發(fā)生裂縫地方與沉陷方向一致。裂縫寬度與沉降值成正比。當(dāng)沉陷裂縫較大時，會形成一定的錯位。

1.1.4 其它施工裂縫

除以上情況外，施工早期還存在如下若干種裂縫：由于滑模施工、構(gòu)件制作脫模及運輸、堆放、吊裝不當(dāng)產(chǎn)生各種裂縫；后張預(yù)應(yīng)力構(gòu)件和預(yù)制空心板抽芯時間選擇不當(dāng)，導(dǎo)致砼塌落或拉裂形成的裂縫；構(gòu)件吊裝時吊點定位不準(zhǔn)形成的裂縫；構(gòu)件堆放時支撐墊木擺放位置不當(dāng)，或懸挑過長，構(gòu)件運輸時受到劇烈震動和沖擊形成的裂縫；側(cè)向剛度差的構(gòu)件（如薄腹梁）在吊裝時因未采取側(cè)向臨時加固措施，造成彎距過大，應(yīng)力集中等情況而使構(gòu)件吊裂形成的裂縫；滑模施工中，安裝模板沒有錐度，導(dǎo)致砼表面拉裂形成的裂縫；模板提升時間過長。砼與模板粘接，水平開裂形成的裂縫；砼表面施工中，抹壓施工不當(dāng)，使表面出現(xiàn)龜裂產(chǎn)生裂縫。

1.2 施工后期形成的砼裂縫類型及形成原因

（1）構(gòu)件承受載荷超出構(gòu)件承受能力極限形成的裂縫。當(dāng)構(gòu)件承受的均布載荷或集中載荷超過設(shè)計要求時，會形成內(nèi)力彎矩，嚴(yán)重時產(chǎn)生構(gòu)件縱軸相垂直裂縫?；蛘呤艿郊袅^大時產(chǎn)生斜裂縫，并向沿縱向發(fā)展。（2）建筑基礎(chǔ)發(fā)生不均勻沉陷引發(fā)裂縫。這種裂縫會隨著沉陷程度加深而逐漸發(fā)展擴大。（3）鋼筋混凝土所處環(huán)境條件極其惡劣。比如長期遭受水體侵蝕情況下，由于砼保護層厚度有限，特別是砼孔隙較多的情況下，水中氯離子與氧會和鋼筋發(fā)生氧化還原反應(yīng)，生產(chǎn)氧化鐵，使得金屬部分體積增大外脹，對周圍砼形成擠壓，最終導(dǎo)致砼脹裂現(xiàn)象的發(fā)生。

2 砼裂縫防范措施的若干建議

2.1 優(yōu)化設(shè)計

設(shè)計是工程建設(shè)的基礎(chǔ)。要從源頭加強裂縫防范，必須要從設(shè)計著手。在設(shè)計階段就要充分考慮裂縫產(chǎn)生的影響因素，盡可能通過科學(xué)設(shè)計降低裂縫形成幾率。比如要針對砼硬化過程中溫度、濕度變化產(chǎn)生裂縫進(jìn)行設(shè)計，設(shè)計時要盡量降低混凝土收縮時產(chǎn)生應(yīng)力。常用辦法為在適當(dāng)位置設(shè)置脹縮縫和施工縫。對于砼收縮導(dǎo)致構(gòu)件間形成的相互載荷要做好處理，要選擇適宜的構(gòu)件結(jié)構(gòu)和截面幾何形狀，防止因收縮引起的應(yīng)力集中。鋼筋可有效抑制砼的變形。抑制能力取決于鋼筋與混凝土間的粘結(jié)力。粘結(jié)力越大，抑制越強。為充分發(fā)揮鋼筋的抑制能力，應(yīng)選用直徑小、間距較密的鋼筋形式，不宜采用光圓鋼筋。

2.2 減小水灰比

水灰比對砼裂縫的影響很大。水灰比越大，砼硬化收縮越大，越容易產(chǎn)生裂縫。因此，為減少裂縫產(chǎn)生的可能性，應(yīng)在滿足施工要求基礎(chǔ)上，適當(dāng)下調(diào)水灰比。

2.3 控制水泥用量

在水灰比一定的情況下，水泥含量越高，砼干縮率越大。這是因為砼干縮主要來源于水泥漿的干縮。同時減少用水量和水泥用量，對于改善干縮，提高砼的抗裂性會更為有效。

2.4 科學(xué)養(yǎng)護

砼養(yǎng)護要嚴(yán)格遵循養(yǎng)護作業(yè)規(guī)范，維持養(yǎng)護所需的溫度、濕度等條件，做好保溫、保濕措施。砼強度達(dá)標(biāo)，養(yǎng)護期滿后方可停止養(yǎng)護。

3 結(jié)束語

砼體裂縫是砼澆筑施工中最常見的一種質(zhì)量病害。水利工程更是裂縫發(fā)生幾率較高的地方。砼一旦發(fā)生開裂，不但抗?jié)B能力會下降，損害建筑物使用功能，還會導(dǎo)致砼內(nèi)鋼筋發(fā)生銹蝕、碳化，導(dǎo)致建筑物承載能力下降，從而縮短使用壽命。為保障使用期限內(nèi)建筑使用質(zhì)量安全，就必須做好裂縫防范措施。基于砼裂縫產(chǎn)生的不可避免性，在處理裂縫問題時要根據(jù)具體情況具體分析。科學(xué)、合理設(shè)計、實施防控措施，既保證工程施工質(zhì)量安全，又可控制施工成本和施工周期，從而實現(xiàn)工程建設(shè)經(jīng)濟效益和施工質(zhì)量的和諧統(tǒng)一。

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