張冠杰 王福本

摘 要：我國大部分地區(qū)的水量常年徘徊在泛濫和稀缺之間，水利工程是關(guān)系到經(jīng)濟發(fā)展和社會安定的重要基礎(chǔ)建設(shè)工程，在實際施工和運維過程中，混凝土裂縫問題層出不窮，嚴重影響水利工程的質(zhì)量和使用年限，本文從水利工程中混凝土構(gòu)件出現(xiàn)裂縫的原因入手，探討防治混凝土構(gòu)件出現(xiàn)裂隙的措施。

關(guān)鍵詞：水利工程；混凝土裂縫；施工技術(shù)；質(zhì)量控制

引言：水利工程項目施工過程中，混凝土構(gòu)件出現(xiàn)裂縫是比較重要且常見的施工問題，對水利工程整體質(zhì)量和運行安全有巨大的負面影響，容易引起工程運行安全事故，威脅水系下游城市、村莊的安全，縮短工程使用壽命，對資金造成高額浪費。因此，采用防治措施預防裂縫出現(xiàn)在水利工程混凝土構(gòu)件上，和對已出現(xiàn)裂縫的混凝土構(gòu)件進行修補是非常重要的施工部分。

1.水利工程中混凝土構(gòu)件出現(xiàn)裂縫的原因

1.1 地質(zhì)原因

水利工程受水系特征影響，通常修建在相對偏遠地區(qū)，地質(zhì)條件復雜。水利工程一般在冬季枯水期進行施工修建，以備夏季豐水期的挑戰(zhàn)和沖擊，是我國水利工程修建的通常模式。經(jīng)過實際施工建設(shè)和后期運維采集數(shù)據(jù)，我們發(fā)現(xiàn)傳統(tǒng)水利工程項目施工中忽略了地下水對水利工程的沖擊和影響，也忽略了地下水活動帶來的周邊地質(zhì)條件變化，導致冬季修建的水利工程混凝土構(gòu)件在夏季遭受地上水系和地下水系的雙重夾擊，雙重作用下導致水利工程地基部分出現(xiàn)設(shè)計考慮外的沉降現(xiàn)象，造成上層建筑物因外力作用產(chǎn)生裂縫，引發(fā)質(zhì)量和安全問題。

1.2 溫度原因

混凝土澆筑完成后需要一段時間的靜置等待構(gòu)件硬化，在此期間混凝土內(nèi)部會產(chǎn)生一種變化，即水熱化。這種變化使混凝土內(nèi)部溫度在短時間內(nèi)快速升高，又無法在同一時間內(nèi)對外散熱，造成混凝土內(nèi)外出現(xiàn)溫度差，過大的溫度差會連帶產(chǎn)生溫度應(yīng)力，溫度應(yīng)力的存在使原本只需要承受拉伸力作用的混凝土結(jié)構(gòu)受力增加。在靜置初期混凝土所承受的溫度應(yīng)力對構(gòu)件本身影響非常小，隨著靜置時間增長，最終在混凝土構(gòu)件表面形成非常細小的裂隙，隨著水流的不斷沖刷逐漸形成裂縫并繼續(xù)擴大，終會導致工程質(zhì)量和安全事故。除此之外，因混凝土內(nèi)部溫度升高導致水分過快蒸發(fā)，而澆水養(yǎng)護工作沒有及時跟上會導致因缺乏水分形成裂縫；冬季施工過程中混凝土溫度過低，內(nèi)部水分結(jié)冰，導致混凝土在熱脹冷縮的作用下出現(xiàn)裂縫。

1.3 受力變形

水利工程混凝土結(jié)構(gòu)受力變形主要受到內(nèi)外兩部分力的作用，第一，外力作用主要體現(xiàn)為體積較大的混凝土構(gòu)件整體受力不均勻，導致構(gòu)件出現(xiàn)瞬間性斷裂。第二，內(nèi)力作用主要體現(xiàn)在兩方面，體積較大的混凝土構(gòu)件因散熱和蒸發(fā)速度過快，導致混凝土構(gòu)件失溫收縮，自身產(chǎn)生收縮壓力，導致裂縫產(chǎn)生；混凝土自身含水量快速下降，例如養(yǎng)護過程中沒有及時補充水分，混凝土出現(xiàn)干裂現(xiàn)象，導致出現(xiàn)裂縫。

2.防治混凝土構(gòu)件出現(xiàn)裂隙的措施

2.1 提前排除地質(zhì)原因

在水利工程規(guī)劃設(shè)計階段，對選定地區(qū)地質(zhì)情況進行詳細、準確的勘察和評估，確定該地區(qū)是否適宜建立水利工程或有哪方面需要技術(shù)填補空缺，為后續(xù)水利工程項目的規(guī)劃和設(shè)計提供充分的前期數(shù)據(jù)，提高設(shè)計圖紙、技術(shù)的科學合理程度，盡量避免因地質(zhì)條件、地下水活動等原因造成混凝土結(jié)構(gòu)出現(xiàn)裂縫，或采用針對性技術(shù)和手段防止裂縫的出現(xiàn)。

2.2 溫度原因防治

對于溫度原因?qū)е禄炷翙C構(gòu)出現(xiàn)裂縫的情況，主要從三個方向進行防止和解決。第一，對于由于水熱化導致裂縫的情況，盡量采用水熱化程度較低的水泥進行施工，降低混凝土內(nèi)部和外部的溫度差，降低溫度應(yīng)力的大小，最大程度上降低溫度應(yīng)力對混凝土構(gòu)件的受力影響。第二，針對水分蒸發(fā)過快的情況，應(yīng)當對混凝土構(gòu)件使用降溫處理，降低因溫度導致水分蒸發(fā)的效率，及時對混凝土構(gòu)件進行補水養(yǎng)護，減小裂縫產(chǎn)生的幾率和比例。第三，針對內(nèi)部水分結(jié)冰的混凝土構(gòu)件，可以采用護圍保溫和養(yǎng)護的形式，降低因溫度過低內(nèi)部水分結(jié)冰導致混凝土構(gòu)件產(chǎn)生裂縫的幾率?？傊诙具M行水利工程混凝土構(gòu)件施工的過程中要保持對溫度的穩(wěn)定和范圍控制，采用空氣加熱的形式加熱整體混凝土構(gòu)件周邊溫度，縮減混凝土內(nèi)外溫度差，避免結(jié)冰；采用冰水降溫等形式縮小混凝土內(nèi)外溫度差，并進行水分補充，避免混凝土散熱過程中速度過慢導致熱漲現(xiàn)象或水蒸氣過度蒸發(fā)導致干裂現(xiàn)象。

2.3 受力變形防治

根據(jù)混凝土構(gòu)件受力變形的原因，主要從以下幾方面進行受力變形防治工作：第一，通過工程項目啟動前對工程周邊地質(zhì)條件數(shù)據(jù)采集和分析，尋找合適的地基處理技術(shù)，對水利工程地基部分進行加固和穩(wěn)定作業(yè)，避免因地基不均勻沉降導致上層建筑物出現(xiàn)瞬間性裂縫。第二，根據(jù)施工現(xiàn)場需求和施工標準選擇更加適合的混凝土配置材料，通過添加減水劑、降低水灰比等形式控制水灰比來提高混凝土強度，從增加混凝土構(gòu)件自身強度的方面降低混凝土裂縫的產(chǎn)生。第三，面對體積較大的混凝土構(gòu)件時通過保溫、通風、養(yǎng)護等方式，對混凝土散熱和內(nèi)部水蒸發(fā)速度進行控制，避免混凝土構(gòu)件因失溫產(chǎn)生收縮收縮，自身產(chǎn)生收縮壓力，導致裂縫產(chǎn)生；避免混凝土構(gòu)件因內(nèi)部溫度過高，自身差生膨脹，導致裂縫產(chǎn)生；避免混凝土自身含水量快速下降，養(yǎng)護過程中及時根據(jù)混凝土機構(gòu)表現(xiàn)情況進行水分補充，避免混凝土出現(xiàn)干裂現(xiàn)象，避免出現(xiàn)裂縫。

3.對已出現(xiàn)裂縫的混凝土施工技術(shù)

除防治外，針對已出現(xiàn)裂縫的混凝土構(gòu)件要采用有針對性的施工技術(shù)和措施進行補救和填充。目前業(yè)內(nèi)常用的有高壓噴射防滲施工、劈裂灌漿防滲施工、自凝灰漿防滲施工等技術(shù)，其目的主要是填補已經(jīng)出現(xiàn)裂縫的混凝土構(gòu)件部分，并在裂縫之外制造一層防滲墻來提高混凝土構(gòu)件的施工質(zhì)量和安全程度。其中高壓噴射是采用高壓破壞脆弱區(qū)域結(jié)構(gòu)，使噴射入的漿液與原有結(jié)構(gòu)緊密結(jié)合，提高強度和承載力；劈裂防滲是運用漿液壓力在混凝土結(jié)構(gòu)中劈出縱向裂縫并關(guān)注漿液，形成結(jié)構(gòu)內(nèi)部的防滲層并填補結(jié)構(gòu)已形成的裂縫；自凝灰漿是采用水泥、膨脹土、緩凝劑等材料結(jié)合混凝土結(jié)構(gòu)特性，對混凝土結(jié)構(gòu)中的裂縫進行有效填補并形成防滲層。

結(jié)束語：綜上所述，水利工程中混凝土構(gòu)件出現(xiàn)裂縫的原因主要集中在地質(zhì)、溫度、受力三個方向，施工建筑單位要對水利工程項目現(xiàn)場進行實際考察并進行模擬，確定混凝土構(gòu)件受到最大影響的來源，并進行具有針對性的防治工作，盡量避免混凝土裂縫的產(chǎn)生，減小混凝土裂縫對工程質(zhì)量和安全的影響。

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