试论如何在水利工程施工中对混凝土裂缝进行有效控制

付丙林,张永芝

（赣榆县水利建筑安装工程公司,江苏 连云港 222100）

1 引言

影响水利工程质量的因素有很多，最常见也是最严重的便是混凝土裂缝问题。为了保证顺利施工，就需要在设计时充分考虑可能出现的裂缝问题。导致这一现象发生的原因有很多，对水利工程的影响也不一样。所以说在解决好混凝土裂缝的同时也就保证了混凝土的质量，同时也为施工提供了保障。作为主要的施工问题，混凝土裂缝与变形约束之间存在一系列问题，正是这些缺陷导致混凝土表现出非均匀特性，在此基础上再经过载荷、温差等作用后就形成了宏观可见的混凝土裂缝。虽然想要完全消除混凝土裂缝是不可能的，但是我们可以通过采取相关措施来最大限度的保证工程质量，也就能够延长水利构筑物的使用寿命。

2 混凝土裂缝的成因

2.1 非正常变形

正常情况下，混凝土材料在浇筑过后的一段时间内会逐渐凝固成一个整体。非正常变形就是指在这期间出现的塑性收缩现象，即由于混凝土材料长期暴露在室外受温度、太阳灼晒、空气流动等因素影响，使其内部水分不断减少，最后出现异常变形情况。比如说，有一块很大的建设面积，刚浇筑完成的混凝土还没来得及完全凝固就因干燥天气出现了非正常变形，这时往往就需要返工，既耽误工程进度又增加了建设成本。因为塑性变形导致的混凝土裂缝在几十厘米至几米之间，会大大降低工程质量。所以在进行水利工程施工工作之前，必须综合考虑天气、温度、季节的外在因素。

2.2 温度变化

相比于早起建设的一些中小型水利工程，现在的水利工程都趋向于大型建设项目，以满足社会对水资源的大量需求。所以在进行大型水利工程施工时就会使用许多大体积混凝土，使得摊铺及浇筑过程的混凝土用量大大增加，也就使施工过程中更容易出现混凝土裂缝的情况。其实，大面积施工时混凝土的质量并未发生变化；但是凝固时的水化热现象会使材料内外层出现温差（最大可达五摄氏度），极易出现裂缝情况。对于温度这一因素，施工时应当考虑在内。

2.3 地质变动影响

一般来说，水利工程的施工地点多在人口较少的偏僻地域，这些地方有着类似于原生态地区的复杂地质构造，在一些特殊季节就可能会出现地质变动现象。比如说，地下水在夏季的运动较为频繁，这些水文地质活动会对水利建筑造成冲击，使坝体的底层建筑承受巨大的力载荷。如果坝体不够牢固，无法承受这些水文地质活动带来的冲击就会首先在坝体上部出现沉降裂缝现象，同时，大大减弱了混凝土结构的抗渗透能力。严重时水资源会直接渗透到水利建筑内部，使得水利构筑物的使用性能大打折扣，甚至可能出现坍塌现象。

2.4 材料因素

2.4.1 水泥质量

作为混凝土的主要组成部分，水泥质量的好坏对混凝土质量的影响巨大，所以说要根据施工要求和施工现场情况选择合适的水泥型号。如果施工人员不能很好的把握水泥的现场特性，就会使水利工程出现瑕疵，影响工程质量。需要强调的是水泥早期的强度高但是抗裂性差，尤其是经过水化热现象后会使混凝土内部聚集热量，使混凝土结构内外表面的温差进一步加大；在这个过程中混凝土内外表面会分别出现压应力及拉应力，在拉应力超过表层混凝土的极限抗拉强度时，就会出现混凝土裂缝现象。

2.4.2 原材料的混合

我们经常会误认为水泥材料是影响混凝土质量的唯一因素或者说是主要因素，然而，事实告诉我们在混凝土原材料混合不当的情况下同样会出现混凝土裂缝，严重时还可能使水利构筑物坍塌。导致混合不当的原因主要有三个：首先，在刚开始搅拌混凝土时应控制在5～35mm，搅拌于混凝土中的石粒子直径应该在20～35之间，含沙率保持在0.35左右，可是实际操作时很难完全按照标准进行使得原料配合的比例不合适进而产生混凝土裂缝；其次，由于含沙率、水灰比的不同，可能会出现混凝土的保水性不达标、沁水、离析等现象，同时也会增加混凝土的收缩量；最后，需要说明的是混凝土中添加剂的使用需要引起施工人员的重视，如果过度忽视添加剂本身的特性、不结合实际情况进行选择，就可能会因为使用添加剂过多而出现裂缝。比如说，常温下应该使用碱水型的添加剂，到了冬季就该换用减少抗冻的复合型添加剂。

3 混凝土裂缝的防治措施

3.1 常见裂缝的防护

3.1.1 干缩裂缝

为了降低水利工程中水泥的用量，通常会使用中低热度的水泥和粉煤灰水泥。要想解决混凝土干缩裂缝问题就需要在使用时控制好水灰比，同时必要时依据实际情况添加适量的减水剂。另外，混凝土搅拌过程中原料调配的比例也十分重要，在实际进行搅拌施工时混凝土的用水量一定不要超过设计计算时的用水量。在这些问题都得到解决的基础上，就可以进行混凝土的前期养护工作，可以酌情延长养护时间。

3.1.2 温度裂缝

与干缩裂缝相同，为了避免出现温度裂缝就必须控制好原材料的选择、使用以及混凝土搅拌时的混合比例。除此之外，还需要对搅拌工艺进行改进以降低混凝土的浇筑温度、改善加工性能。比如说，在进行搅拌工作时加入适量的具有减水、增塑、缓凝作用的添加剂可以改善混合物的流动性以及推迟混合过程中热峰的出现时间。温度裂缝的产生受季节及地域影响较大，在温度较高的时节可以采取相关措施来降低混凝土的温度，比如遮阳板等；而在寒冷季节就要进行保温处理，避免混凝土因为冷却太快出现裂缝。科学的施工工序也十分重要，在进行大面积施工时应该采取“分块浇筑”的方式以便于混凝土的散热。另外，大面积浇筑时可以在混凝土内部铺设冷却管道并在其中通入水或气体，这样做可以减小混凝土内外层的温度差。

3.2 混凝土防裂缝的一般流程

3.2.1 正确选材

二点四的砂料细度模数在水利施工时是较为理想的数值，含泥量则应该控制在百分之一以内，针片状碎石的含量要低于百分之十。同时应该尽量使用低水化热的水泥作为原材料，有效加强对原材料质量的控制，防止出现收缩裂缝。选材是整个施工过程的第一步，同时也是非常重要的一步；一旦所选材料不合格，即使设计的再合理也不可能达到预期效果，所以一定要结合实际进行对水泥的选择。

3.2.2 混凝土的调配

在混凝土的调配过程中加入适量的粉煤灰以及减水剂可以改善混凝土的实用性能，同时应该对泵内的流动度进行监测以确保搅拌效果最佳。在进行正式搅拌前可以先用原材料进行试拌，这样做的目的是在了解水泥特性的同时可以最大限度的降低水泥的使用量。另外，搅拌时要注意按照规范控制好水胶比，粗骨料主要为二级配。再者，如果想要增强混凝土的抗腐蚀性可以在搅拌时加入一定量的粉煤灰。

3.2.3 防止不均匀现象的发生

为防止不均匀现象的发生，就必须在科学的施工工序下尽可能减轻水利构筑物的质量。前面我们也说过了，整体质量也越大也就越容易出现混凝土裂缝，所以除了有效承力结构外，设计时应该避免多余结构的出现。当然，不能一味的降低水利构筑物的质量，质量过低会使整体稳定性不足，设计时应该充分考虑实际情况。

3.2.4 碾压工作

通常在浇筑工作完成后都会对浇筑区域进行碾压作业，来巩固浇筑效果。双轮冲击压路机的作业宽度以4m为计算单元，每通过两次记为一遍。单轮冲击压路机的压实宽度以通过一次的轮宽为基准。实际操作时，冲压次数约为15遍左右，为保证碾压效果可以进行多次冲压，但冲压次数不宜低于15遍。

3.2.5 混凝土的养护

前面几条说的都是在施工前期的注意事项，接下来要说说水泥浇筑完成后的养护问题。刚浇筑完成的混凝土结构比较脆弱，极易受到外界条件的影响。比如说温度、湿度等都是影响水利工程最终效果的外在因素，有时看护不当还会使未完全凝固的混凝土被人行走、留下脚印，所以在施工现场应该设置必要的指示牌，方便人员来往。在做好相应的保护措施后，通常会避免早期裂缝的出现，同时也会对混凝土的后期凝固大有好处，不光可以降低裂缝出现的可能性还会使混凝土的抗负载能力及强韧性大大加强。

4 结语

综上所述，混凝土裂缝是水利施工中最常见到的问题之一，也是在水利工程中主要的危害。针对混凝土裂缝的成因进行有效防治就可以大大降低出现裂缝的风险，同时提升水利建筑的使用寿命、降低经济成本。混凝土裂缝的防治措施有很多，具体使用什么方法应该依据实际情况而定。另外，合理的对浇筑区域进行碾压作业可以很好地利用旧混凝土地面，使浇筑后的混凝土强度等其他性能得到改善。

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