水利水电大体积混凝土浇筑裂缝及防裂

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【摘要】随着我国经济的快速发展，各行各业都得到了前所未有的进步，尤其是水利水电工程，然而随着工程项目的逐渐增多，一些问题如大体积混凝土浇筑裂缝严重影响了水利水电工程项目的安全性和稳定性。由于该工程项目特殊的地位，有关单位专门成立了研究机构来进行分析、治理。本文首先介绍了混凝土浇筑裂缝的危害，然后分析了裂缝产生的类型及原因，最后结合实际案例给出了相应的解决措施，希望本文的工作能为从事相关工作的人员提供一定的指导和帮助。

【关键词】水利水电工程；大体积混凝土浇筑裂缝；混凝土施工

引言

与其他工程相比，水利水电工程项目的施工具有一次性、交叉性，该工程对基础的建设需要高度重视，不仅要包含地下施工，而且需要水下施工，因此技术难度较大，一般情况下地基采用混凝土施工，良好的地基建设可以防止漏水问题的出现，此外，水电站在洪水时期需要承担一定的水压，在建设初期一旦出现大面积裂缝就会给后期的防洪工作带来巨大的威胁。水利水电工程投资成本高、风险大，因此必须高度重视大体积混凝土浇筑裂缝，防止出现溃堤事故发生，从而保证人民生命和财产安全。在实际的工程项目中，混凝土工程特别容易出现裂缝，通常情况下随着混凝土体积的增加，裂缝出现的概率成倍增加，经过大量的实践证明如果在混凝土浇筑过程中采取科学合理的措施可以有效的降低裂缝发生的概率，从而为整个水利水电工程项目顺利开展奠定坚实的基础。我国混凝土施工的规章规范明确规定，混凝土工程可以有少量的裂缝，但不可超过总面积的1%，为了充分发挥水利水电工程项目的作用，并确保工程质量安全，应尽全力保证混凝土工程质量。表1为水利水电工程出现事故问题的表格。从表1中可以看出坝体发生严重裂缝在整个事故中占比很大，即大体积混凝土浇筑裂缝需要给与高度重视。

1水利水电混凝土浇筑裂缝危害

水利水电工程施工中混凝土裂缝问题非常普遍，其带来的危害非常严重。①混凝土裂缝会明显降低混凝土结构的使用寿命，影响其结构强度；②大面积混凝土结构发生裂缝将增加钢筋受腐蚀的概率，对钢筋承受压力、渗透率、寿命等影响较大。最终威胁到整个工程的质量安全，给人们的生产生活带来较大威胁，有关部门必须深入分析混凝土裂缝出现的原因，给出必要的防裂对策。另外，值得一提的是当混凝土出现细小裂缝时，一旦水的压力增大将逐渐增加裂缝的深度和大小，最终将整个混凝土工程破坏，工程实际中混凝土裂缝不可能完全根除，但通过科学的发可以将危害降低到最低。

2水利水电混凝土浇筑混凝土裂缝类型及形成原因

混凝土裂缝产生的类型及原因：水利水电工程项目施工中，早期出现混凝土裂缝的类型及原因可归纳为如下几种：①混凝土发生收缩产生了裂缝。这种裂缝的产生是比较常见的一种，收缩的种类有干燥收缩、沉降收缩等，当然这些裂缝产生的根本原因是混凝土体收缩。目前，导致混凝土体出现收缩的因素有两点：a.游离的水蒸发，在工程建造过程中混凝土浇筑加入的水量为水泥需要水量的3倍左右，这样便产生了大量的游离水，当混凝土浇筑后，这些多余的水会发生蒸发，从而出现蒸发收缩问题。b.由于水泥水化的原因即混凝土收缩，这种情况下发生的收缩是游离水蒸发收缩的0.3左右。需要指出的是混凝土收缩在所难免，这也是水利水电工程一定会出现裂缝的原因，经过大量的实践表明：合理的选用水泥材料、控制混凝土用水量、骨料、添加剂等能够降低混凝土收缩发涩会难过的几率。②温度产生的裂缝。某些地区，昼夜温度差异较大，混凝土体内外将出现比较大的温度差，这样就会降低混凝土体的硬度。当混凝土保护时期如果温度下降的大，混凝土体表面就会因为温差大而出现大面积裂缝，一般情况下这种原因产生的裂缝深度非常小约为4mm左右，混凝土体内部依然完好。混凝土体形成以后，其内部会发出大量的热，这些热的来源主要是水化原因，混凝土体本身的导热系数比较差，这样混凝土体表面和内部就会出现温度差，当混凝土体积比较大时，内外温度相差会更大。大概混凝土浇筑完成两天后，内部温度会达到70℃左右，巨大的温差会在混凝土表面产生较大作用力，最终导致裂缝的出现，这种裂缝常出现在混凝土浇筑完成1~2月，且裂缝非常的深，将对混凝土结构产生严重的破坏，甚至威胁整个水利水电工程项目的安全。③沉陷裂缝。水利水电工程的地基位于水下，当地基出现不稳定时就会发生不均匀的沉降，最终会导致裂纹的出现。尤其是那些配筋量较少、刚度比较差的混凝土体，在侧面最容易发生裂缝，与此同时，模板刚度不够、模版拆除时间过早也是造成沉降裂缝出现的主要原因，随着裂缝的不断加深将会在整个混凝土体结构中出现贯穿性裂痕，严重的将出现错位问题。④其他早期施工出现裂缝的原因。除了上述介绍的三种之外，施工中发生模版脱落、吊装措施不到位、预制的板抽出时间不合适等都会引起混凝土体塌陷，并最终形成裂缝。此外，建造水利水电工程地基选用的构件或垫木等不合格，当收到外部冲击时会发生形变，最后导致混凝土体出现大面积的裂缝。施工初期产生的混凝土体裂缝可以通过改善施工工艺来减少裂缝出现的概率。

3混凝土裂缝防范措施的若干建议

3.1优化设计

无论是水利水电工程建设还是房屋建设，图纸设计是最重要的部分，为了强化对裂缝的控制，需要严格控制设计图纸。①在设计阶段就需要综合考虑裂缝出现的因素，选用科学合理的方法来降低裂缝出现的概率；②混凝土体硬化时应严格控制周围内部和外部环境的温度差、湿度差，对不同温度进行等级划分，并根据不同等级制定相应的施工策略。另外，设计时需要考虑到混凝土热胀冷缩，以尽量降低因温度问题产生的应力，从而降低裂缝的产生概率。对于水利水电工程已形成的裂缝可以设置相应的施工缝，后期进行集中处理。混凝土收缩不可避免，因此可以选择恰当的构件和截面，并合理处理相互载荷，避免混凝土收缩时应力过于集中造成严重的事故。钢筋在混凝土体中的作用非常大，它能显著增加混凝土与钢筋间的粘结力，从而抑制混凝土体的形变量，随着粘结力的加大，这种抑制能力越强。

3.2浇筑要求

水利水电工程关系到国家的长治久安，因此建设过程中需要对施工的各个阶段进行严格控制。①严格控制原料质量。施工中原材料的选择十分关键，它往往决定了一个工程是否合格，水泥需要选用正规厂家、细砂和骨料要符合国家的规章规范，施工选用的原料含泥量不得高于1%，这样能够极大的降低混凝土出现裂缝的几率。②浇筑时间的选取必须合理，要尽量避开高温、大风、大雨天气，因为以上天气不利于混凝土凝合。如果一定要在这样的天气下进行施工，那需要做好相应的防湿、防高温、防暴晒措施。③严格控制施工的过程。混凝土体混凝土产生裂缝消除的办法可选用振捣法，但是振捣所需要的时间有严格的要求，过长或过短都将影响混凝土硬度；振捣过程完成后可选用压光方法降低混凝土中多余水量。④优化混凝土配合方案。在粉煤灰中加入减水剂，采用水泥泵进行输送，用这样的方案可极大的降低裂缝的出现，建设阶段为了降低水泥收缩、控制混凝土裂缝，可以适当提高混凝土的和易度。

3.3做好后期养护工作

混凝土体浇筑完成后并不是就结束了，后期的养护工作也很重要，通过良好的养护能够有效降低混凝土水化速度，从而降低混凝土体内部温度升高的速度，根据国家有关规定混凝土保温保湿养护时间最短需要半月时间，只有良好的后期防护和施工技巧才能够尽量降低混凝土发生干裂，防止因干缩而出现裂纹。我们国家在水利水电工程后期防护工作方面规章规范非常欠缺，这也是为什么每年都会出现一系列问题原因所在，事实证明处理问题的成本远远高于维护成本。有关部门应该注重这方面的研究，以便从不同方面确保工程质量安全，使水利水电工程更加经久耐用。

4案例分析

以某地区水利水电工程为例：该工程主要由大坝和泄水闸构成，大坝高15.5m，坝长为1135m，工程采用明渠导流，在大体积混凝土浇筑设计过程中充分考虑了裂缝产生的条件，施工中测量原料中含水量，发现略高于最优含水量，最后采取了一系列措施降低了原料水份含量，大体积混凝土体浇筑完成后裂纹出现量极少，证明该方法非常有效。在对水利水电工程进行养护时掀开其表面发现大坝的表面和侧面出现不同程度裂缝且裂缝的深度和宽度都较大，在经过反复确认之后证实该裂缝属于表面裂缝，对其进行封闭处理并和上层混凝土进行浇筑加固处理。出现裂缝的原因有很多种其中还包括材料自身出现裂缝，外部环境因素造成的因素，大部分裂缝出现的原因是由于温度变化出现的收缩，还会由于施工环节中的外因造成，需要对其设计以及配合比和原材料施工以及后期养护和温度控制上进行综合分析并进行治理。

5结束语

混凝土体出现裂缝在工程施工中是非常常见的，尤其是水利水电工程发生的概率更高，一旦混凝土体出现裂缝，水的渗透能力必定会加强，将严重腐蚀混凝土体内部的钢筋，从而严重降低建筑物的使用寿命。为了确保水利水电工程项目的安全需要做好相应的裂缝防止措施，必须从根源上降低裂缝出现的几率，可以通过合理设计、科学防护控制，将工程质量和经济效益统一。

参考文献

[1]曹滨.大体积混凝土温度裂缝控制及常见病害处理[J].中国科技博览，2016（02）：34~35.

[2]陈丕凌.水利水电大体积混凝土施工温度裂缝控制[J].建筑与文化，2015（02）：22~23.

[3]张少峰.大体积混凝土温度裂缝的控制[J].土木工程，2015（09）：67~68.

作者：李斌 单位：中国电力建设集团有限公司