水利工程施工混凝土产生裂缝成因及防治措施

2020-01-19肖雄中国水利水电第八工程局有限公司

环球市场 2020年27期

肖雄中国水利水电第八工程局有限公司

水利工程是重要的民生工程之一，当下中国群众的生活质量在不断提升，水利工程在其中发挥了调节水资源、利用水资源的重要作用。钢筋混凝土依然是目前水利工程中重要的结构形式，具备着材料价格低廉、性能优越的特点。但是混凝土材料容易产生裂缝，处理起来十分困难，费用较高，并且对工程整体稳定性和后期使用的安全性也会造成影响，我所参与建设的鸡鸠水库、三河口水利枢纽、河口水库等工程均出现过此类问题。因此，在水利工程施工中，需要对混凝土裂缝进行严格的控制和处理，以免其对于水利工程的质量产生更为严重的影响。

一、水利工程施工过程中混凝土出现裂缝的原因

（一）管理以及监督体系的缺失

造成水利工程混凝土施工过程中产生裂缝的原因有很多，其中最主要的就是在施工过程中缺乏具体的管理及监督机制，由于我国的水利工程施工起步较早，在施工过程中有一些传统的观念一直被人们沿用，因此缺乏创新精神，在现阶段施工过程中仍然采用那一套老的方法以来进行施工，这给施工带来了很大的问题，使得施工的管理不符合当前的时代发展趋势[1]。并且在混凝土施工过程中缺乏具体问题具体分析的精神，缺乏那种严谨的态度，现阶段有很多公司在水利工程的混凝土施工过程当中，有一套自己的管理体系，但是有的公司管理体系大多是对于其他公司的生搬硬套，有的公司虽然有自己的管理体系，但却没有真正落实到施工中，因此这些管理及监督体系无异于一纸空文。要想更好的解决，在水利工程施工过程中，对于混凝土裂缝进行更好处理，首先必须要搭建一套完整科学的监督以及管理体系，才能保证施工过程更加的安全有效。

（二）材料的选择

原材料是一切工程的基础，对于这类问题的探讨，应当首先从材料选择入手。水泥是混凝土制作的重要原料，决定着混凝土的质量，决定着工程能否安全运行。在实际开展水利施工时，如果施工人员对水泥的性质及使用要求缺乏了解，无法做到合理使用混凝土，就会导致裂缝问题出现，影响工程施工的效果。水泥早期的抗裂性差，而且强度较高，会释放出很多热量。热量的不断累积导致混凝土内部的温度不断上升，内外的温差越来越大，随着压应力与拉应力的产生，如果无法保证两种力量的协调，便会随之产生裂缝。其二是要合理规划材料配比。因为混凝土是利用多种原材料制作成的复合型材料，原材料的配比稍有变化，便可能影响材料整体的质量。随着水利工程规模不断扩大，混凝土材料用量越来越大，水泥的用量也自然更大。而随着水泥用量不断加大，混凝土制作过程中的用水量也会随之提升，这会导致材料整体伸缩性更强，裂缝问题出现的概率也更大[2]。但是因部分施工人员的疏忽，导致混凝土原材料配比出现问题，便会影响使用效果，引发裂缝问题。

（三）材料的配合比例

原材料的配比需要做好科学性的分析、设计，混凝土中的水泥、砂石料、水和添加剂的用量需要严格按照相关规定执行，如果在施工中没有按照严格配比的形式开展相应的工作就会导致混凝土的整体性能受到影响。另外配比中的砂率和水灰比都是十分关键的影响因素之一，需要综合性的考虑。包括混凝土的外加剂也需要进行合理的选择和数量上的控制，随意的配比和添加剂的使用往往会导致混凝土裂缝的产生。

（四）施工工序不合理

一般来说，大型水工机构都会采取分层浇筑混凝土的方法施工，在浇筑完第一层混凝土之后再进行第二层混凝土浇筑，这样才不会出现因混凝土浇筑结构过大而无法开展施工的问题[3]。但这种分层浇筑的方法，需要严格控制好每层混凝土的厚度和量，也要注意浇筑间隔时长，一旦这三个量控制不好，就会导致混凝土出现质量问题，例如浇筑间隔过长，超出下层混凝土初凝时间，就会导致两层混凝土结合不紧密，从而出现冷缝。除此以外，施工人员在施工中随意添加水分，会严重破坏混凝土的配比度，影响混凝土性能。在混凝土浇筑完成后，要及时进行养护，否则会因为混凝土内外温差过大而产生裂缝。

二、混凝土裂缝的控制措施

（一）建立一套完整的符合工程实际的管理以及监督体系

要想保证在水利工程施工过程中混凝土浇筑质量，首先必须要建立一套完整的、符合工程实际的管理及监督体系，这套管理及监督体系必须要结合工程实际状况来进行具体的试验，对于一些先进的经验可以借鉴，但是在借鉴的过程中必须要加入自己工程的一些东西进去，不会使得这些管理及监督体系成为一纸空文。除此之外，在管理体系进行制定的过程中，上层领导必须发挥带头作用，深入工程的基层，了解工程施工过程中存在的各种问题，最终进行汇总，建立完整的管理及监督机制[6]。基层工作人员必须要积极的提出自己的建议，不能有一点的马虎，也不能出现瞒报漏报的现象，最终经过多方面的努力，最终可以形成一套完整的管理体系，对于整个工程的方方面面进行监管，让工程更好的进行下去。

（二）材料的选择

在混凝土施工过程中，材料的选择与工程施工效率及质量有直接关系。在实际的工程施工过程中，只有做好材料选择，才能保证后续施工的顺利进行。混凝土的制作过程中，首先应当重视对于水泥及掺和料的选择。因为通过合理使用水泥与掺和料，能够降低混凝土内部的热量[4]。一般情况下，为了避免混凝土温度过高，在确保水泥强度等级要跟混凝土的强度符合标准要求的前提下可以选择低水化热的水泥，降低水化热。其次要对水泥的细度做好选择，以保证水泥的性能优势得以体现，保证混凝土的抗裂能力。

（三）选择合理配合比

根据混凝土的性能选择合适的材料进行严格的试验，确定合理的混凝土配合比。在满足混凝土性能的前提下，适当削减水泥用量，选用合适的掺合料代替，降低水化热。科学使用外加剂，以防止出现热胀冷缩等一系列的问题。

（四）合理安排混凝土施工工序

首先，要制定相关施工计划，结合实际施工情况调整施工工序，灵活变通，保障实际施工合理顺畅。采用科学合理的施工手段和先进的管理经验安排混凝土浇筑施工，有效预防大体积混凝土浇筑过程中产生裂缝。特别是水利工程这种大体积混凝土结构，可以采取分层、分块的浇筑方式进行浇筑施工，这种浇筑方式避免了一次性浇筑大尺寸可能诱发的混凝土结构温度应力问题，分层分块能有效降低大体积混凝土结构所受到的外界约束力，保障混凝土结构的散热功能有效发挥，也能确保混凝土的伸缩特性有所保障，降低了混凝土结构裂缝的发生概率。其次，要控制好浇筑的时间间隔和混凝土铺层厚度，严谨对待分层浇筑，掌握好水分流失时间，确保层级之间能紧密缝合。并且要彻底控制好混凝土浇筑的材料混合配比，这样才能保证混凝土结构层与层之间，块与块之间密度相同，缝合链接紧密无气孔、缝隙，避免混凝土结构裂缝频发的现象。最后，在开展混凝土施工要结合自然环境因素，及时采取措施调整，保障混凝土浇筑质量。

（五）混凝土施工过程质量控制

砂石料仓采用隔板隔开，避免骨料混仓。拌和系统严格按照试验配合比进行拌和，称量系统需定期校正。混凝土运输过程中严禁私自加水，需采取防雨防晒措施，超过混凝土允许间隔时间需将混凝土料做废料处理。混凝土入仓后及时进行平仓振捣，振捣务必要充分，切忌漏振过振。仓面要采取防雨措施，每小时降雨量超过3mm需停止浇筑，将已入仓的混凝土振捣充分，然后采用防雨布遮盖，超过允许间隔时间则按施工缝处理。

（六）做好混凝土后期养护工作

施工完毕后全面加强混凝土定期养护工作十分重要，大部分混凝土裂缝产生都与养护有关系。做好养护工作可以提高混凝土强度、减少裂缝。在后期养护当中，可以在混凝土表面涂刷一层低膨胀水泥，提高表面抗拉性，还可以填充一些微小裂缝。建议安排专人负责混凝土表面勘察，及时记录混凝土的内外温度和导水温度，保证混凝土抗压性能。后期养护中，由于水利工程施工环境恶劣，基础工程可能会产生不均匀沉降，因此应减少混凝土结构上的承载物，降低内外部形变应力，从而改善沉降状况。