水工涵闸混凝土结构裂缝成因及预防措施

李 明 聊城市河道工程管理处段长，工程师

一般在水利工程建设中，最为关键的环节就是混凝土结构施工。一旦混凝土结构出现裂缝，会影响整体施工进程。由于混凝土结构的底板及墩墙等处较易发生裂缝，因此，相关工作人员一定要综合考虑多重因素，并以相关理论为依据展开施工设计，结合实际情况降低设计漏洞风险，进一步增强建筑的抗裂效能。

在建筑工程实施之前，工作人员首先要对施工环境、气候以及地基等多种因素进行调查研究，尤其在规范地基等方面做好严格把控。地基对于施工建设而言属于基础设施，也是此项工程能否顺利实施的重要保障，因此，确保地基质量符合施工规范是施工的关键环节。在建筑施工中，施工单位要建立严格的监察体系，严抓每个环节，降低混凝土结构发生裂缝的概率。与此同时，在实际运行过程中会出现无法避免的情况，如超载、超重等，此时工作人员要以温度变化为依据，调整施工方案，避免混凝土结构出现裂缝。

1 水工涵闸混凝土结构

在水工涵闸混凝土结构当中，导致裂缝的因素在于这几种：（1）建筑设计结构不规范；（2）混凝土温度温差较大，使得裂缝现象出现；（3）整体工程施工质量的不达标；（4）使用次数较多。

在实际的工程建设实施期间，施工的操作流程不按照规定的标准去执行，那么会造成整个水工涵闸就会形成“枣核形”的裂缝现象出现，裂缝形成的状况是先从混凝土的外部到其内部逐渐向内发展，然后随着时间的推移，裂缝的现象逐渐变大。主要的原因还是在于水工的涵闸墩墙位置比较小，出现裂缝现象的是很常见的现象，裂缝现象越严重，那么墩墙的结构就会越脆弱。在建筑工程中，对混凝土浇筑的过程中，裂缝也是最常见的现象，产生裂缝的因素还是和环境、温度有着紧密的联系，当温度越高时，裂缝的宽度就会逐渐变大。

2 水工涵闸混凝土结构产生裂缝的危害

2.1 影响结构的稳定性

通常，由于受到较多因素的影响，水工涵洞在日常运行过程中极易出现“枣核型”裂缝。要想避免出现该类裂缝，需对裂缝进行详细研究，并优化以往解决措施，结合实际情况制定相应的处理方案。在工程实际运行过程中，该裂缝会出现在混凝土的表面并有蔓延趋势，如不采取相关措施，裂缝就会迅速扩大。如此一来，随着时间的推移，会出现贯穿性的裂缝，给混凝土建筑带来严重的质量影响。随着温度的变化，贯穿性裂缝的宽度会不断加大。

在水工涵闸施工过程期间，如果出现贯穿性裂缝，很难在短时间内制定妥善的处理方案，由此错失弥补良机，裂缝宽度会迅速增大，甚至会导致混凝土的表层脱落，造成更为严重的后果，影响工程结构及整体施工质量。剪切式裂缝是混凝土结构受到超过最大承载力的压力时所产生的，一旦出现这种裂缝，会对整体结构的剪应力产生影响，降低整个工程项目的安全性[1]。

2.2 导致结构的使用功能不正常

堆石坝混凝土易受到外界温度变化因素的影响，从而出现各种裂缝，一旦出现裂缝，就会影响整个混凝土面板的质量，甚至会对工程设备的防渗漏功能产生影响。需要重点关注的是，如果在挡水工程项目中出现裂缝，会严重影响挡水工程项目的质量，限制蓄水位的发展，降低整体工程项目的质量。

2.3 对工程的耐久性形成负面影响

水工涵洞工程项目的实际施工过程中经常会出现混凝土裂缝，不仅影响工程的整体美观性，而且严重威胁工程项目质量。混凝土裂缝又分为内部裂缝和外部裂缝，如果存在内部裂缝，会给混凝土内部的钢筋结构造成不良影响，导致钢筋生锈，降低工程项目的耐久性，同时会使混凝土结构的体积膨胀，最终使混凝土表面剥落，影响工程项目的正常使用[2]。外部裂缝，即呈现于工程表面的裂缝，一方面影响工程的整体观赏性，另一方面由裂缝引起的墙体脱落会造成一系列安全隐患。

3 水工涵闸混凝土结构产生裂缝的原因

3.1 水化热因素

所谓水化热因素，指的是将水泥与水混合在一起会发生化学反应产生一定的热量，同时搅拌过程会额外增添热量。由于混凝土的特殊性，热量难以及时散发，混凝土的内部依旧留存一部分热量。外界处于非恒温状态时，混凝土的散热能力会随着气温的变化而变化。当混凝土的承受力远高于预期时，表面就会出现裂缝。

3.2 混凝土浇筑环境温度的变化

在混凝土结构施工期间，施工进程受气温影响较大，尤其是高温天气，无法正常展开混凝土浇筑工作，混凝土内部温度也会随气温变化而上升，散热速度减缓，从而直接引发混凝土结构出现裂缝[3]。

3.3 外界因素的约束

进行混凝土结构施工时，外界因素的影响力是显著的，能在一定程度上约束施工。受其影响，此时的混凝土闸墩会出现相应的压应力，如果压应力减少，闸墩就会受压应力影响形成混凝土裂缝，难以保证整体稳定性。

3.4 混凝土收缩现象

混凝土浇筑作业的凝固阶段最为关键。混凝土凝固时会产生一部分水分，这些水分并非固定不变，如果受时间及其他因素影响导致水分减少，会直接导致混凝土出现收缩现象，一旦收缩时的混凝土结构受气温等因素影响，极易形成裂缝。

4 水工涵闸混凝土裂缝预防措施

4.1 合理选择混凝土的材料

进行混凝土结构施工时，材料筛选及配比至关重要，应加强对原材料的管理，首选热量较低的水泥及热学性能较高的粗骨料，同时严格控制原料比例，便于控制混凝土内部温度，避免混凝土出现裂缝[4]。

4.2 合理确定混凝土的浇筑时间

进行混凝土建设施工时，要充分考虑气温的影响因素，尽量减少夏季工作时间，避免在高温时期施工。由于混凝土散热能力较弱，当外界处于高温状态时，会阻碍混凝土散热。甚至由于气温过高，混凝土热量逐步上升，加大凝固的难度系数，出现裂缝的概率会随之增加。因此，建设施工时要对气温等因素进行调查研究，制定科学合理的浇筑时间，尽量避免高温作业，使混凝土的热量挥发速度得到保证。

4.3 对钢筋施加预压应力

由于混凝土可塑性较弱，抗拉性能不高，因此，在混凝土实际应用过程中应选择钢筋等材料进行辅助，减少拉力影响。拉伸时，需确定钢筋拉用力是否处于可承受范围内，尽量避免混凝土结构出现裂缝[5]。

4.4 适当降低混凝土的温度

在混凝土施工过程中，为确保混凝土内部温度得到有效控制，降低散热难度，施工前期必须保证混凝土处于低温状态。浇筑混凝土时，可以利用低温水与之材料配制，或者对粗骨料进行冷处理、搅拌混凝土过程中加入适量冰屑等，降低混凝土自身温度。与此同时，混凝土的运输过程也至关重要，在运输过程中必须完善防护措施，尽可能满足混凝土材料的低温需求，为后期实际施工打下坚实基础，保证建筑施工质量符合相关标准，从而推动混凝土结构施工可持续发展[6]。

4.5 其他预防裂缝的措施

除了以上几条预防裂缝的对策之外，还有一种方法就是在进行实际的施工阶段，对混凝土设置一床能的浇带处理工作，在对混凝土进行搅拌工作期间，可以加入一定剂量的MgO来处理，在这一过程中，相关工作人员也要时刻关注实际场地的环境状况，将环境、天气的变化进行有效的掌握，尽可能控制好有裂缝现象的出现，同时也要选择合适的防裂组合形式，使得水工涵闸混凝土结构的裂缝现象逐渐减少，确保整个水利工程的顺利展开，促进企业的可持续的发展。

5 结语

为保证混凝土结构施工符合质量标准，工作人员必须在施工前期对环境、气温等影响因素进行研究分析，并针对裂缝产生的原因进行模拟实验，结合实际情况提出相应的解决措施。由于裂缝形成的原因不同，呈现方式也完全不同，其中贯穿性裂缝的影响最为严重。施工管理者要重视对施工人员的培训，提升其专业技术能力，并提前制定应急预案及防范措施，定期检查水工涵闸混凝土结构质量，提升工程综合效果。加强混凝土结构施工管理，有利于推动水利工程发展，避免出现裂缝现象，有利于提高人们生活质量以及工作环境安全系数，减少安全隐患。