文/胡亞林 葛洲壩三峽建設(shè)工程有限公司 湖北宜昌 443000
水利水電工程中混凝土裂縫是較為常見(jiàn)的質(zhì)量問(wèn)題,施工單位需采用合理施工技術(shù),有效預(yù)防并合理治理混凝土裂縫,提升混凝土結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度,保障水利水電工程的功能發(fā)揮。因此,對(duì)水利工程中混凝土裂縫施工技術(shù)具有實(shí)踐意義,可提升水利水電工程質(zhì)量,促進(jìn)當(dāng)?shù)亟?jīng)濟(jì)發(fā)展。
水利水電工程中混凝土裂縫包括塑性裂縫、沉陷裂縫、溫度裂縫及干縮裂縫四種。塑性裂縫是指混凝土終凝期間,內(nèi)部水分流向表面,使混凝土體積收縮,引發(fā)混凝土裂縫,在大風(fēng)或悶熱氣候條件下易發(fā);沉陷裂縫是指混凝土結(jié)構(gòu)的地基不穩(wěn)定或模板支撐不足,使混凝土出現(xiàn)不均勻沉降,引發(fā)的混凝土裂縫;溫度裂縫是指混凝土內(nèi)外溫差過(guò)大引發(fā)的混凝土裂縫;干縮裂縫是指混凝土養(yǎng)護(hù)期間避免水分蒸發(fā),引發(fā)的干縮變形問(wèn)題,增強(qiáng)混凝土表面應(yīng)力,導(dǎo)致干縮裂縫的出現(xiàn)。
上述裂縫出現(xiàn)的原因可總結(jié)為三點(diǎn):其一,混凝土材料問(wèn)題,施工單位選擇的混凝土材料質(zhì)量不佳,混凝土結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性與質(zhì)量偏低,易引發(fā)沉陷裂縫;其二,溫度問(wèn)題,混凝土結(jié)構(gòu)的主要材料為水泥,水泥會(huì)在混凝土拌合中產(chǎn)生水化熱,提升混凝土結(jié)構(gòu)內(nèi)部的溫度。而水利水電工程采用的混凝土為大體積混凝土結(jié)構(gòu),內(nèi)部熱量散失效率偏低,內(nèi)外溫差較大,極易引發(fā)溫度裂縫;其三,養(yǎng)護(hù)不足,施工單位對(duì)養(yǎng)護(hù)工作的認(rèn)識(shí)不足,導(dǎo)致混凝土強(qiáng)度、含水量和溫度不符合標(biāo)準(zhǔn)要求,易引發(fā)塑性裂縫及干縮裂縫。
針對(duì)水利水電工程中出現(xiàn)的多種混凝土裂縫,施工單位可通過(guò)規(guī)范施工預(yù)防。而在實(shí)際水利水電工程施工中,預(yù)防技術(shù)的應(yīng)用并不會(huì)完全避免裂縫的出現(xiàn),對(duì)于難以避免的混凝土裂縫,施工單位可選擇合理治理技術(shù),規(guī)避裂縫的不利影響。
本文將某水利水電工程為例,分析混凝土裂縫預(yù)防技術(shù)的應(yīng)用,為其他施工單位開(kāi)展施工提供實(shí)踐參考。該水利水電工程位于農(nóng)村地區(qū),河道長(zhǎng)度為20公里,施工單位在夏季施工,施工條件較惡劣,極易產(chǎn)生混凝土裂縫,施工單位采用如下措施,有效規(guī)避裂縫的出現(xiàn)。
第一,加強(qiáng)材料控制。在混凝土施工中,施工單位需做好材料控制工作,合理選擇材料,開(kāi)展多次混凝土試驗(yàn),明確最佳配比,預(yù)防混凝土裂縫的出現(xiàn)。水利水電工程中混凝土施工采用的材料包括水泥、砂石、骨料和外加劑等,施工單位需結(jié)合工程需求,選擇相應(yīng)規(guī)格與種類的施工材料。以某水利水電工程為例,施工單位選擇強(qiáng)度等級(jí)為P.O32.5的硅酸鹽水泥;細(xì)度模數(shù)為2.6的細(xì)骨料;粒徑在5-10mm的粗骨料;選擇粉煤灰和硅粉作為摻和料;選擇緩凝劑和膨脹劑作為外加劑,通過(guò)合理材料選擇,可降低水泥產(chǎn)生的水化熱,提升混凝土結(jié)構(gòu)強(qiáng)度,避免裂縫的出現(xiàn)。
第二,加強(qiáng)溫度控制。由于該水利水電工程的施工時(shí)間在夏季,環(huán)境溫度偏高,結(jié)合水泥產(chǎn)生的水化熱,混凝土內(nèi)外溫差較大,極易產(chǎn)生溫度裂縫。施工單位在混凝土內(nèi)部設(shè)置冷卻水管及傳感器,可實(shí)時(shí)檢測(cè)混凝土內(nèi)部的溫度,在內(nèi)外溫差即將超過(guò)25℃時(shí),向冷卻水管中通入冷卻水,降低混凝土內(nèi)部溫度。同時(shí),在開(kāi)展混凝土拌合施工前,施工單位用冷水對(duì)碎石進(jìn)行初步處理,降低其溫度;在混凝土澆筑施工結(jié)束后,施工單位需做好混凝土養(yǎng)護(hù)工作,在混凝土表層放置多個(gè)軟水管,軟水管表面覆蓋薄膜或土工布,定期通水,避免混凝土表面水分流失引發(fā)混凝土裂縫。
第三,加強(qiáng)施工監(jiān)測(cè)。通過(guò)上述分析可知,混凝土強(qiáng)度、溫度和含水量等因素,會(huì)引發(fā)混凝土裂縫。施工單位需加強(qiáng)施工過(guò)程中的強(qiáng)度、溫度及含水量檢測(cè),在混凝土溫度與含水量不符合標(biāo)準(zhǔn)時(shí),采取降溫、加熱或?yàn)⑺幚?;在混凝土?qiáng)度符合水利水電工程要求時(shí),可拆除混凝土模板,完成混凝土結(jié)構(gòu)施工[1]。
第一,填充技術(shù)。填充技術(shù)是指通過(guò)填充材料填補(bǔ)混凝土結(jié)構(gòu)的縫隙,常用于裂縫寬度較大、深度較小的混凝土結(jié)構(gòu),具有施工便捷、成本偏低等優(yōu)勢(shì)。在上述水利水電工程中,施工單位采用該技術(shù)治理裂縫,在裂縫部位開(kāi)V型槽,槽體內(nèi)填充樹(shù)脂砂漿材料,完成裂縫的修補(bǔ)。
第二,加固技術(shù)?;炷亮芽p加固技術(shù)有圍套加固技術(shù)和鋼箍加固技術(shù)兩種,前者是在混凝土結(jié)構(gòu)外側(cè)設(shè)置鋼筋混凝土圍套,可提升結(jié)構(gòu)承載力,規(guī)避裂縫的影響,該技術(shù)常用于混凝土裂縫嚴(yán)重,且結(jié)構(gòu)外側(cè)尺寸允許的情況;后者是指在混凝土裂縫附近設(shè)置U形鋼套箍,避免混凝土裂縫惡化,該技術(shù)常用于混凝土裂縫對(duì)結(jié)構(gòu)產(chǎn)生安全威脅的情況。
第三,注入技術(shù)。該技術(shù)是指將修補(bǔ)材料注入裂縫內(nèi)部,實(shí)現(xiàn)修補(bǔ)裂縫的目的,常用于混凝土裂縫寬度較小,深度較大,但并未威脅到混凝土結(jié)構(gòu)安全的情況。在注入修補(bǔ)中,施工人員需將其余混凝土結(jié)構(gòu)封住,再將細(xì)管道放置于裂縫中,利用電動(dòng)泵向管道中輸送低粘度環(huán)氧樹(shù)脂材料。如果混凝土裂縫存在滲漏、活動(dòng)等現(xiàn)象,不可采用注入技術(shù)[2]。同時(shí),施工單位可向混凝土裂縫中注入丙烯酰胺等聚合物,這類物質(zhì)會(huì)與水產(chǎn)生反應(yīng),生成泡沫材料或者固體沉淀物,實(shí)現(xiàn)修補(bǔ)裂縫的目的,非常適用于水利水電工程。
綜上所述,水利水電工程中混凝土裂縫種類較多,施工單位需注重施工操作的規(guī)范性。通過(guò)本文的分析可知,施工單位需加強(qiáng)施工中的材料與溫度控制,做好施工監(jiān)測(cè)工作,避免裂縫的出現(xiàn)。針對(duì)工程中已出現(xiàn)的混凝土裂縫,可結(jié)合實(shí)際狀況,選擇填充技術(shù)、加固技術(shù)、注入技術(shù),修補(bǔ)裂縫,保障工程質(zhì)量。