高增龍
(榆林市清水工業(yè)園供水有限責(zé)任公司,陜西 榆林 719300)
隨著“一帶一路”倡議的實施,我國基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)力度不斷加大,特別是水利工程,是其中最重要的內(nèi)容之一。近些年我國持續(xù)加大水利投資規(guī)模,充分說明了我國對于水利工程建設(shè)的重視程度,如圖1 所示。
圖1 近些年水利工程管理固定資產(chǎn)投資規(guī)模
水利工程施工過程中混凝土是最為主要的材料,但是混凝土的特殊結(jié)構(gòu)決定了其容易發(fā)生裂縫,這也是影響水利工程運行最為嚴(yán)重的危害之一,會對整個工程質(zhì)量以及使用壽命造成嚴(yán)重影響。所以一定要對水利工程施工混凝土裂縫給予足夠重視,同時采取相應(yīng)技術(shù)措施進(jìn)行解決。
對于水利工程來說,其施工過程中主要有兩方面原因會造成混凝土裂縫:一是混凝土自身理化性質(zhì)的改變而出現(xiàn)的裂縫;二是混凝土施工過程中受到外部因素影響所引發(fā)的混凝土裂縫??偟膩碚f,混凝土裂縫原因、形式如表1 所示。
混凝土自身理化性質(zhì)的改變所引發(fā)的裂縫主要包括沉降裂縫、收縮裂縫、塑性裂縫3 種類型。
(1)沉降裂縫。此種裂縫主要發(fā)生在混凝土初凝過程中,主要是由于混凝土配置時配比設(shè)計不夠合理造成的,例如混凝土中粗細(xì)集料配比不合理、水灰比配比不合理、混凝土攪拌過程中粗料較多而振搗不夠充分等,都會造成混凝土表面產(chǎn)生裂縫。
表1 混凝土裂縫原因及形式
(2)收縮裂縫。此種裂縫產(chǎn)生的原因在于混凝土凝固時會發(fā)生收縮,此過程產(chǎn)生的力量會和混凝土本身的約束力相互作用而產(chǎn)生裂縫。此種裂縫的產(chǎn)生和混凝土材料性質(zhì)相關(guān),多出現(xiàn)在混凝土配筋率相對較高的構(gòu)件中。除此之外,若是對已成型的混凝土重新澆筑也會引發(fā)此種裂縫。
(3)塑性裂縫。此種裂縫主要是指混凝土澆筑后,混凝土還處在塑性收縮情況下,其內(nèi)部顆粒會受到重力影響而浮動。一旦此種浮動受到鋼筋骨架以及模板的限制且無法解除時,就容易順著鋼筋長度方向產(chǎn)生裂縫。
(1)施工環(huán)境引發(fā)的裂縫。水利工程施工所處環(huán)境較復(fù)雜,受到各種因素的影響容易引發(fā)裂縫,其中最主要的就是溫度裂縫。溫度裂縫一般發(fā)生在混凝土工程的后期,特別是在體積較大的混凝土表面以及溫差較大的區(qū)域發(fā)生較多。此種裂縫主要是由于混凝土內(nèi)外存在較大溫差,內(nèi)外熱脹冷縮程度不同會在混凝土表面產(chǎn)生相應(yīng)拉應(yīng)力而產(chǎn)生的。除此之外,水利工程所處區(qū)域地質(zhì)較為松散或者不均勻、壓實度較差等都會造成混凝土結(jié)構(gòu)的不均勻沉降而引發(fā)沉降裂縫。
(2)施工工藝引發(fā)的裂縫。此種裂縫主要是由于施工中沒有按照標(biāo)準(zhǔn)工藝和流程而引發(fā)的混凝土裂縫。例如混凝土攪拌不均勻不充分、振搗不夠密實等都會引發(fā)離析問題,從而引發(fā)混凝土裂縫;鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)施工時的保護(hù)層厚度不夠,就容易造成鋼筋銹蝕,從而造成混凝土內(nèi)部發(fā)生膨脹應(yīng)力,進(jìn)而造成混凝土裂縫。
混凝土原材料的質(zhì)量直接決定著混凝土配置后的質(zhì)量情況,同時也是造成混凝土自身產(chǎn)生裂縫的重要原因之一,所以水利工程施工過程中一定要有效控制混凝土原材料的質(zhì)量。
(1)混凝土原材料中最主要的材料就是水,其質(zhì)量直接影響著水利工程質(zhì)量,所以一定要避免采用工業(yè)廢水或者沒有進(jìn)行處理的污水進(jìn)行混凝土配置。
(2)混凝土制作中水泥是最為重要的材料,現(xiàn)階段市場上水泥的類型非常多,這就造成了水泥選擇時存在著較大的不確定性。所以在選擇水泥時一定要有效控制水泥性能,要對水泥的特性進(jìn)行深入了解,確保其符合水利工程施工的需要。對于水利工程來說,一般采用普通硅酸鹽水泥,此種水泥適合用在陰冷的施工環(huán)境當(dāng)中,具有安全性高、抗?jié)B能力強、耐寒性好、干縮性小等優(yōu)勢。
(3)除了水和水泥外,混凝土配置時還需要摻入粉煤灰以及添加劑等物質(zhì)。一般情況下,粉煤灰的含量要占到混凝土總量的1/4 以內(nèi),以此來確保混凝土質(zhì)量。
(4)混凝土配置中骨料的選擇是最為重要的環(huán)節(jié)之一,一定要確保骨料的可靠性,并且要將含砂率控制在合理范圍內(nèi)。水利工程中的骨料可以采用反擊破碎機軋制而成的碎石料,通過必要試驗確定合格之后才可使用。
(1)根據(jù)水利工程具體情況以及相應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定確定混凝土配合比,之后配置相應(yīng)量混凝土進(jìn)行工程試驗,明確混凝土配合比準(zhǔn)確與否,最后還要按照混凝土試驗情況確定混凝土最終的配合比。
(2)嚴(yán)格控制混凝土的攪拌過程?;炷恋臄嚢枨闆r直接影響著混凝土的質(zhì)量,在攪拌時一定要考慮混凝土運輸時長以及外部環(huán)境因素對于混凝土的影響,對于坍落度進(jìn)行有效控制。
(3)完成混凝土制作后需要及時將其運輸?shù)绞┕^(qū)域,確保澆筑工藝的順利實施。需要確保運輸裝置的連續(xù)性,防止出現(xiàn)澆筑現(xiàn)場材料供應(yīng)不足的問題。水利工程施工程序相對復(fù)雜,在混凝土運輸設(shè)備管理方面容易出現(xiàn)某些問題,因此在混凝土運輸過程中需要實時關(guān)注設(shè)備的安全運行,避免發(fā)生突發(fā)情況而造成各方損失。
對于水利工程來說,加強混凝土施工質(zhì)量控制是避免混凝土裂縫的必要手段。
(1)水利工程對于混凝土澆筑工藝具有較高的要求,在混凝土澆筑施工時一定要確保施工結(jié)構(gòu)合理性,防止出現(xiàn)澆筑裂縫的問題。在混凝土澆筑時需要采取分層澆筑的方式來進(jìn)行,同時要確保分層澆筑時不同層混凝土澆筑的有效銜接。因此一定要制定出較為合理的澆筑施工方案,確?;炷潦┕ふ麄€過程的連續(xù)性和有效性。在進(jìn)行混凝土澆筑施工時需要將水利工程結(jié)構(gòu)作為整體考慮,制定出針對性的分層澆筑方式。在實施此種方案時需要逐層進(jìn)行澆筑施工工藝,確保結(jié)構(gòu)覆蓋范圍的合理性。在具體操作時需要從相對較短的一側(cè)開始澆筑,平穩(wěn)地向長邊進(jìn)行推進(jìn)。對于較特殊的情況,也可以采用從中間向兩側(cè)或從兩側(cè)向中間的方式進(jìn)行澆筑。此方案在具體實施時相對復(fù)雜,對于混凝土澆筑設(shè)備具有較高要求。另外,還可以采取分層澆筑的方案,從底層向上逐層澆筑,逐漸完成其他各層澆筑。此種方案主要應(yīng)用在結(jié)構(gòu)相對適中、澆筑整體范圍廣泛的結(jié)構(gòu)當(dāng)中。
(2)通過二次振搗法確保振搗有效性。通過二次振搗能夠使得混凝土重新液化,這樣就能夠有效消除混凝土所具有的粗大骨料以及多余水膜,能夠減少混凝土沉陷裂縫以及塑性裂縫的產(chǎn)生。
(3)加強混凝土的養(yǎng)護(hù)。完成混凝土澆筑后要加強對混凝土工程保溫、保濕的控制,可以在混凝土表層覆蓋保溫膜來避免混凝土溫度的外散,這樣能夠有效控制混凝土溫度裂縫、收縮裂縫的產(chǎn)生。針對不同類型的混凝土要采取不同的措施實施養(yǎng)護(hù)。若是混凝土的硬度以及彈性都比較小,那么在完成澆筑之后要立即實施養(yǎng)護(hù),可以通過噴壺灑水的方式來進(jìn)行,始終保持混凝土表面的濕潤,提升混凝土澆筑工藝質(zhì)量;若是混凝土的硬度以及彈性相對較大,那么可以在混凝土澆筑過后12h 利用噴水方式進(jìn)行養(yǎng)護(hù),確保混凝土表面的濕潤性。
對于出現(xiàn)裂縫的混凝土要采取必要的技術(shù)措施實施修補,現(xiàn)階段較為常用的混凝土修補方法主要有注入法、充填法、表面覆蓋法等。一般情況下,混凝土裂縫可以分為死縫、活縫、增長縫幾種類型,對于死縫來說可以通過剛性材料進(jìn)行填充,此種方式并不會影響水利工程質(zhì)量;對于活縫,可以通過彈性材料實施填充,能夠避免混凝土縫隙的擴展;對于增長縫,先要控制混凝土縫隙的擴展,之后按照縫隙性質(zhì)采用對應(yīng)材料實施修復(fù)。
水利工程涉及的內(nèi)容較多,在混凝土施工過程中也容易受各種因素的影響而產(chǎn)生裂縫,會對整個工程質(zhì)量造成較大影響。鑒于此,文章分析了混凝土裂縫產(chǎn)生的原因,并在此基礎(chǔ)上提出了混凝土裂縫的控制技術(shù),以期通過文章的研究,能夠給相關(guān)工作人員控制水利工程施工混凝土裂縫提供一定參考。