陳秀雄

（中水珠江規(guī)劃勘測設(shè)計有限公司，廣東 廣州 510610）

1 水利水電工程施工中砼裂縫產(chǎn)生的原因

1.1 溫差過大引發(fā)的裂縫

溫差是引發(fā)水利水電工程裂縫產(chǎn)生的直接原因，如果在混凝土施工過程中內(nèi)外部的溫差過大，就會增大砼裂縫發(fā)生的概率。由于水泥是混凝土施工過程中必不可少的原材料，其本身的性質(zhì)相對特殊，當水泥遇水將產(chǎn)生反應(yīng)，此過程是放熱過程，在此反應(yīng)下，砼內(nèi)部溫度無法及時散發(fā)，而外部溫度跟不上此變化，使得內(nèi)外部存在較大的溫差，且砼本身具有極為明顯的熱脹冷縮特性，一旦其內(nèi)外應(yīng)力超過了砼自身可以承受的強度極限，就會產(chǎn)生裂縫。

溫差所引發(fā)的砼裂縫極為常見，在水利水電工程中，溫度差所造成的裂縫主要包含了：混凝土使用中的水化熱反應(yīng)，內(nèi)外極大的溫度差異，導(dǎo)致了裂縫的形成；混凝土施工結(jié)束以后，在模具的拆除過程中，由于存在濕度及溫度的變化，混凝土的表面溫度突然降低，因此，濕度及溫度差異形成，一旦混凝土本身無法適應(yīng)這種濕度及溫度的變化，就會導(dǎo)致裂縫的出現(xiàn)。此外，當混凝土內(nèi)部形成了其固有的溫度以后，一旦其達到極限的狀態(tài)，受到厚度、密度等的影響，就會使得混凝土內(nèi)部的熱量無法及時散發(fā)，進而導(dǎo)致溫度裂縫的出現(xiàn)。對水利水電工程而言，溫差裂縫多產(chǎn)生于分洪閘、攔河壩等各類工程中，因此，在水利水電工程中，要減少溫度裂縫的產(chǎn)生，主要是要在混凝土施工過程中加強對溫度的控制與管理。

1.2 塑性收縮產(chǎn)生的裂縫

塑性收縮也是水利水電工程施工過程中造成裂縫的主要原因。由于混凝土凝固是散熱的過程，這就會使得混凝土中的水分逐步蒸發(fā)，一旦混凝土內(nèi)部的水分流失，混凝土體積就會隨之發(fā)生一定的變化，混凝土體積與塑性收縮裂縫的規(guī)模存在著直接的聯(lián)系，體積越大，也就說明塑性收縮現(xiàn)象越明顯，塑性收縮裂縫也就越大。對混凝土收縮過程而言，由于外部環(huán)境可能會對混凝土產(chǎn)生一定的約束力，也就導(dǎo)致了混凝土收縮應(yīng)力的出現(xiàn)，一旦混凝土自身的抗拉強度極限值無法滿足混凝土的收縮應(yīng)力，就會引發(fā)塑性收縮裂縫的出現(xiàn)。

一般情況下，對混凝土施工而言，塑性收縮裂縫的出現(xiàn)難以徹底消除。塑性收縮裂縫多是在混凝土施工過程中產(chǎn)生的，但是，對有些水利水電工程而言，其塑性收縮裂縫也往往出現(xiàn)在施工結(jié)束后的5～10 年，因此，從塑性收縮裂縫產(chǎn)生的時間來看，水利水電工程中塑性裂縫的出現(xiàn)與水利工程的使用年限之間并沒有直接的關(guān)系，這種裂縫的出現(xiàn)主要是由混凝土施工方法選用不當、配合比設(shè)計不當?shù)仍斐傻?。一般情況下，當混凝土出現(xiàn)塑性裂縫以后，混凝土的抗拉性能等大大降低，有些時候還會導(dǎo)致一些有機質(zhì)進入裂縫內(nèi)部，使得混凝土內(nèi)部的鋼筋產(chǎn)生銹蝕等現(xiàn)象，因此，一旦不注意對塑性裂縫的控制與管理，就會嚴重影響混凝土結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性。

1.3 砼塑性坍落引發(fā)的裂縫

坍落度是混凝土施工質(zhì)量評價的重要指標，混凝土塑性坍落也會引發(fā)混凝土裂縫的出現(xiàn)。通常情況下，塑性坍落裂縫多發(fā)生在澆筑結(jié)束以后的2～5h 內(nèi)，在此階段，混凝土尚處于塑性狀態(tài)下，一旦出現(xiàn)滲水等問題，再加上受到重力等的影響，就會使得混凝土材料出現(xiàn)下沉現(xiàn)象，而鋼筋、模板等會對混凝土下沉產(chǎn)生一定的約束，而此時，在混凝土的上部分，會出現(xiàn)與鋼筋長度方向相一致的裂縫。

1.4 材料質(zhì)量不達標引起的裂縫

在混凝土施工過程中，由于其混凝土是由多種材料所構(gòu)成的混合物，因此，混凝土的施工質(zhì)量會受到這些材料質(zhì)量的影響。近年來，隨著我國建筑行業(yè)的蓬勃發(fā)展，建材市場也逐步發(fā)展，即使是同一種材料，在性能、質(zhì)量等方面也存在著一定的差異性，因此，這就使得在混凝土施工過程中，需要嚴格進行混凝土材料的篩選。當前，在我國水利水電工程施工過程中，有些工程單位為實現(xiàn)成本的控制，選用了一些劣質(zhì)材料，這些材料的性能較差，無法滿足水利水電混凝土施工的基本要求，有時會引發(fā)混凝土裂縫的出現(xiàn)，對混凝土結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性與安全性等極為不利。

2 水利水電施工中砼裂縫防治措施

2.1 合理選擇混凝土配合比

從混凝土原材料的構(gòu)成來看，其包含了水泥、砂石、膨脹劑、骨料與水等，在正式的混凝土施工開始之前，有關(guān)施工人員需要根據(jù)混凝土的質(zhì)量標準與要求，做好混凝土試配工作，確定最佳的混凝土配合比。在混凝土配合比的設(shè)計過程中，要減少混凝土裂縫的出現(xiàn)，需要在保證混凝土性能符合水利水電工程施工要求的基礎(chǔ)上，盡量減少混凝土施工中水泥的用量，可以用外加劑等來替代水泥的作用，比如粉煤灰等，嚴格將水膠比等控制在合理的范圍內(nèi)。從粉煤灰的使用來看，其應(yīng)用減少了水泥的使用，大大提高了混凝土的和易性，在施工過程中減小了水泥水化熱的不利影響。一般情況下，在混凝土施工中一些易發(fā)生裂縫問題的位置，要增加限裂鋼筋等的設(shè)置，以提高此處混凝土的抗拉強度，延緩裂縫的發(fā)生。

2.2 溫度裂縫的防治措施

從混凝土裂縫的發(fā)生原因來看，溫度裂縫最為常見，其主要是在混凝土施工過程內(nèi)外部較大的溫差所造成的。為減少此種裂縫的出現(xiàn)，需要在混凝土施工過程中嚴格控制溫度，避免溫差過大，主要從以下方面來進行：（1）降低混凝土本身的發(fā)熱量，由于水泥的水化熱現(xiàn)象是混凝土本身熱量的主要來源，因此，在混凝土施工過程中，要盡量選用水化熱反應(yīng)較弱的水泥，比如普通硅酸鹽低熱水泥等，這種類型的水泥在混凝土施工中的應(yīng)用可以有效控制混凝土內(nèi)部的溫度。從應(yīng)力場分布的差異性來看，有關(guān)施工人員需要根據(jù)其分布的具體情況，進行施工范圍等的確定，進而選擇與應(yīng)力場相適應(yīng)的混凝土，在混凝土原材料中添加一定量的粉煤灰、減水劑等，以達到控制溫差的作用。（2）降低混凝土入倉溫度。由于在水利水電混凝土施工過程中，混凝土的用量較大，因此，其混凝土的拌制等往往是在距離施工現(xiàn)場一定范圍的配制站完成的，當拌制結(jié)束以后，需要經(jīng)由一段時間的運輸方可進行混凝土澆筑施工等，因此，在這種情況下，需要對澆筑溫度等加以嚴格控制，盡量在晝夜溫差較大的春秋季節(jié)來進行澆筑。（3）提升混凝土散熱的速率。混凝土澆筑過程中，澆筑溫度對混凝土裂縫的產(chǎn)生也有著直接的影響，因此，澆筑過程中需要對澆筑溫度、厚度等加以科學(xué)控制，提高混凝土澆筑過程中的散熱速度。

2.3 塑性裂縫防治措施

塑性裂縫在水利水電工程施工中極為常見，該種裂縫的防治主要從以下方面來進行：（1）嚴格根據(jù)混凝土施工的質(zhì)量標準與要求，對施工材料等加以科學(xué)選擇，尤其是要保障材料的質(zhì)量能夠滿足工程要求。以水泥為例，在水泥材料的選擇上，應(yīng)盡量選用干縮值小、高強度的水泥，比如普通硅酸鹽水泥的性能最優(yōu)。（2）水灰比的控制過程中，要根據(jù)混凝土的質(zhì)量要求，進行水灰比例的確定。為實現(xiàn)對塑性裂縫的有效控制，在混凝土的配置過程中往往需在其中加入一定量的高效減水劑等，使得該材料可以替代水泥與水的作用，保證混凝土的強度。（3）混凝土澆筑開始之前，需首先在模板上灑水，保持模板的濕度，隨后開始混凝土澆筑。（4）如果在混凝土澆筑過程中，周圍溫度較高、風力大，此時，需要進行必要的降溫與擋風等處理，一旦處理不到位，會引發(fā)混凝土的結(jié)構(gòu)性破壞。

2.4 砼裂縫處理方法

當水利水電工程施工過程中出現(xiàn)了砼裂縫以后，有關(guān)人員要立即針對此裂縫問題加以必要的處理，一旦裂縫處理不及時會嚴重影響后期工程施工的順利進行。當工程施工中出現(xiàn)砼裂縫以后，有關(guān)施工人員要立即對裂縫問題加以觀察，分析其類型、大小、可能的發(fā)展方向等，進而確定最佳的砼裂縫修復(fù)方式。針對砼裂縫問題，有關(guān)人員要制定完善的裂縫治理流程與對策（見圖1）?？傊?，在砼裂縫問題出現(xiàn)以后，要嚴格根據(jù)此修復(fù)處理流程來進行裂縫的修復(fù)?；鶎犹幚硎亲顬榛A(chǔ)的處理環(huán)節(jié)，其直接影響著混凝土砼裂縫的處理成效，因此，相關(guān)施工人員必須重視此環(huán)節(jié)的修復(fù)處理。當砼裂縫基礎(chǔ)修復(fù)完成以后，有關(guān)施工人員要立即對裂縫加以土樁、耐火噴漆、砂漿涂抹等處理，保持混凝土結(jié)構(gòu)表面的平整性，保障其處理效果。

圖1 砼裂縫處理流程

3 結(jié)束語

水利水電工程作為我國重要的基礎(chǔ)工程項目，其與經(jīng)濟社會發(fā)展、人們生產(chǎn)生活等息息相關(guān)，因此，有關(guān)人員在施工過程中需要重視砼裂縫的控制，尤其是在容易引發(fā)裂縫問題的環(huán)節(jié)，要及時采取必要的控制措施，從源頭上減少裂縫現(xiàn)象的發(fā)生，提高水利工程混凝土結(jié)構(gòu)施工的整體效果，從而保證工程設(shè)計使用壽命。