水利施工中混凝土裂缝控制技术3篇

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（一）

一、混凝土裂缝分类及产生原因

水利工程混凝土裂缝根据不同的裂缝影响因素主要分为沉陷裂缝、温度裂缝、干缩裂缝、塑性收缩裂缝四种，每种混凝土裂缝产生的外部影响因素各有不同，要进行混凝土裂缝有效防控需充分了解混凝土裂缝产生的外部影响因素，进而从影响因素出发进行防控。

1.工程沉陷裂缝

一般情况下，水利工程施工或使用过程中会因为水利工程地基地质不稳定、土质疏松、工程地基填充不均匀而产生地基下陷，而不同层次、程度的地基沉降会影响混凝土受力不均匀而产生裂缝。此外，水利工程基础承载力不达标也会造成混凝土基础下沉产生混凝土裂缝。这类混凝土裂缝被统称为沉陷裂缝。沉陷混凝土裂缝可以表现为贯穿性裂缝与深进型裂缝两种，裂缝呈现形式主要是因为混凝土沉陷方向造成的，其中裂缝程度比较深的混凝土裂缝还常伴随着不同程度的混凝土错位，而且混凝土下沉幅度越大混凝土裂缝深度与宽度会越大。此外，沉陷裂缝还会随着基板沉降程度的增加而不断发展，有的沉陷裂缝甚至会造成断裂，影响工程的质量。水利工程中的沉陷裂缝在冬季施工的水利工程中常见，原因是冬季水利工程施工中温度过低地质存在冻土层，外部温度升高时冻土层解冻，会有程度不均匀的基板下陷，影响混凝土质量。

2.温度裂缝

混凝土温度裂缝主要是因为混凝土施工环节产生水化热反应，而混凝土养护措施不及时到位而产生。一般而言，水利工程施工建设中会有大体积混凝土施工，大体积混凝土施工要点比较繁杂，尤其是混凝土裂缝防控要点密集。大体积混凝土施工受混凝土体积影响，在施工前后混凝土体内部都会产生水化热，如水化热排放不及时便会使混凝土温度升高，与土体内部高温不同的是混凝土外部散热快，自然处于自然状态，这样内外部温差的存在是混凝土温度裂缝产生的直接原因。水利工程混凝土温度裂缝也是因为混凝土受温差影响而热胀冷缩不均匀，混凝土内部拉力达到混凝土拉力极限而形成裂缝。此外，水利工程混凝土温度裂缝因为受温度因素影响生成裂缝分布具有不规则性，而且裂缝处理难度较大。

3.干缩裂缝

水利工程混凝土养护过程中也会产生混凝土裂缝，该类混凝土裂缝是干缩裂缝。混凝土养护工作伴随着混凝土硬化过程，该过程中混凝土硬化会受到各种外部环境的干扰，内部因为空气流通受限水分流失比较缓慢，混凝土内外形成湿度差距，会直接导致混凝土硬度变化不一致，从而产生干缩裂缝。水利工程混凝土干缩裂缝危害较大，会直接导致工程周边水体进入工程裂缝中，深入土体中的水体会改变混凝土水灰比等，降低工程混凝土稳定性，进而影响水利工程的质量。水利工程干缩裂缝多分布在工程混凝土土体表面，而且裂缝呈平行线状分布或网状分布，且干缩裂缝宽度较小，较易修复。

4.塑性收缩裂缝

塑性收缩裂缝与干缩裂缝一样产生于工程硬化养护过程中。塑性收缩裂缝是由于混凝土硬化过程中表面水分流失较快，但是因为表层混凝土直接与外界环境接触，因而水分流失也会存在一定差异，这便增加了塑性收缩裂缝产生的可能性。塑性收缩裂缝具有不规则性，而且裂缝本身具有宽度变化。一般水利工程受周边水体的影响，混凝土内部会产生一定负压，负压会影响混凝土在硬化不完全的条件下表面收缩，混凝土结构性能被改变，工程结构稳定性也受影响。

二、水利工程混凝土裂缝防控措施探讨

从上文的分析介绍中，我们了解到水利工程混凝土裂缝的产生主要原因有温度、水文地质等，笔者认为进行水利工程混凝土裂缝防控需要基于混凝土的影响因素进行措施探讨。

1.工程混凝土施工与养护环节温度控制

水利工程混凝土裂缝防控需要基于混凝土配合比试验，着重减少混凝土配置中的水泥用量，降低混凝土水热化程度，还可以适当添加适当的外加剂，在降低混凝土水热化反应活性的同时提升工程混凝土的使用性能。在保证混凝土使用性能的基础上，将混凝土的内外部温度控制在统一水平，可以有效降低混凝土裂缝产生几率。此外，混凝土温度控制还要进行施工浇筑过程中的温度控制，将混凝土施工过程中的温度控制系统化、定时化，充分利用自然条件，采用降温或保温措施及合理拆模等科学方法进行混凝土裂缝防控。

2.完善工程混凝土影响因素检测，改善工程的约束条件

改进水利工程混凝土限制条件需要先进行工程合理的分缝分块，还要进行工程地基的有效处理，为水利工程提供扎实良好的地基条件，减少工程地基波动性，进而避免混凝土裂缝的产生。完善水利工程混凝土各影响因素的检测，还要进行系统化的施工流程制定，还要就施工环节制定完善的技术要点标准，以便于水利工程施工中的混凝土裂缝防控。裂缝防控工作还应该基于混凝土自身的性能进行裂缝防控，强化混凝土的初期养护。混凝土的初期养护主要就混凝土的水热化反应进行混凝土表面拉应力处理，通过人为手段参与改变混凝土温度变化规律，形成混凝土养护过程中温度梯级变化规律，并在混凝土修复过程中进行梯级过渡，以保证工程结构的完整性。

三、结语

本文着重阐述了水利工程混凝土裂缝问题，就混凝土的裂缝种类、产生原因、治理措施与防控措施进行了探讨。笔者认为混凝土作为工程的基石，其质量直接影响工程的安全使用性能，裂缝的产生会影响工程经济效益与社会效益的实现，进行裂缝防控措施探讨，能保证工程质量，综合提升工程安全性能。

作者：李向东 单位：淮河水利水电开发总公司

（二）

一、关于干缩裂缝控制环节的分析

在混凝土建设过程中，裂缝问题是比较常见的问题，其影响了混凝土建筑的自身稳定性，导致了混凝土建筑的老化。该环节涉及了混凝土的温度、干缩、钢筋材料等问题。特别是混凝土材料的影响，如果不能具备优秀质量的钢筋、砼材料，是难以确保混凝土整体建设质量的提升。在水利枢纽洞室衬砌过程中，通过对相应工程混凝土设计标准的深入分析，进行整体施工模块的优化，确保其泵送体系的健全，实现其内部各个应用环节的协调。这需要我们进行泵送环节、洞内浇筑环节、洞外拌和环节等的协调，实现裂缝的有效控制。混凝土的干缩裂缝主要是由于毛细管压力造成的。毛细管孔隙在干燥过程中逐步失水，产生很大的毛细管张力，混凝土体积产生收缩，由于混凝土周围存在约束，内部又有拉应力，当拉应力超过混凝土材料抗拉强度时，便产生了干缩裂缝。降低混凝土单位用水量：用水量的增加势必使剩余水增加，因此，从确保混凝土耐久性出发，应降低混凝土单位用水量。在该建设应用过程中，水泥材料的影响是非常重要的，受到混凝土的收缩性的影响，要选择恰当的水泥材料。因为不同的混凝土具备不同的收缩值。一般来说，矿渣水泥的伸缩值最大，普通水泥次之。在混凝土的建设过程中，也要进行混凝土周围约束环境的控制。这样对于混凝土的拉应力的适应性保持是非常有好处的，从而避免其过大的拉应力的出现，拉应力增大而使混凝土干裂，因此，应减少混凝土的分仓长度，以使混凝土内部拉应力能够充分释放。添加膨胀剂：适量添加膨胀剂后可以使混凝土体积膨胀，在混凝土内部产生压应力，部分抵消了混凝土因毛细孔隙干燥而产生的拉应力，从而起到控制干缩裂缝的作用。在混凝土建设过程中，要通过对混凝土自身质量的控制，以降低裂缝的出现频率。这又涉及到高强混凝土的自身水泥强度问题，当然，该环节的开展也要进行适宜的水泥用量的搭配，从而避免其开裂现象的严重性。所谓的高强混凝土就是具备较高的体积，有利于促进混凝土的整体稳定性，其不一定是高性能混凝土。当然，受到收缩变形的影响，混凝土的抗裂能力会受到一定的变化，这种变化有利于混凝土的抗裂性能，通过对高强混凝土的应用，可以提升混凝土的整体性能。比如可以采用高效减水剂和超细活性掺和料来提高混凝土的密实性和抗渗能力。泵送施工工艺要求的坍落度和水泥用量均较大，必须用掺加外加剂的方法来达到既减水又不使混凝土坍落度损失过大的目的以及添加超细活性掺和料来达到降低水化热、改善与提高混凝土性能和节约水泥的目的。因混凝土中掺加粉煤灰技术尚处于探索阶段，固替代量并不很大，只有15%，但根据有关资料，混凝土中单方水泥用量每增减10kg，水化热相应升降1～1.2℃。

二、混凝土裂缝控制方案的优化

在水化热开裂问题中，要针对水泥水化热的性质展开分析，受到其热量的影响，混凝土的内外温度的差异是比较大的，再受到温度应力的影响，其会产生一系列的裂缝。裂缝的出现在某些季节的施工模块中比较频繁，在夏季施工过程中，其中午温度都是比较高的，特别是露天存放的石子其表面温度是非常高的。受到混凝土水化热的影响，其内部具备非常高的温度。为了更好的进行混凝土水化开裂问题的控制，可以进行以下措施的应用，骨料降温模式的应用，比如进行洒水降温模式、凉棚搭盖模式的应用。在水化热开裂问题解决过程中，在混凝土浇筑前购入冰块，砸成粒径约3cm的小块加入砼生料中，充分拌合后量取出机口温度，根据出机口温度来确定加冰量。实际工作中，出机口的控制温度为18℃，混凝土单方用冰量在60kg左右。因冰块破碎工作量较大，粒径也很难控制，加入冰块后还需延长拌和时间，降低了混凝土浇筑速度，为克服该问题，实际工作中多采用拌和水降温的方法，即把冰块稍加破碎后放入拌和水池中来降低水温。用此方法，通常能够把拌和用水的温度降至摄氏3～7℃左右。受到白天温度的影响，需要保证各种降温模式的协调，从而实现混凝土入仓温度的控制，确保其夜间浇筑模式的优化，比如针对后夜浇筑模式展开分析优化，确保气温的控制，保证温控体系的健全。通过对上述应用模式的协调，可以进行砼入仓温度的控制。为了满足工作的需要，工作中多把其他工序的施工安排在白天进行，而把混凝土浇筑安排在夜间进行。通过以上温控措施，水利枢纽洞室衬砌工程夏季混凝土出机口温度控制在18℃以内，入仓温度控制在28℃以下，有效地控制了温度裂缝的产生。受到砼材料性质及其自身施工环境的影响，在早期阶段中砼的水化热影响比较大，特别是在普通硅酸盐水泥材料的应用过程中，该模块的水化热程度比较大，受到泵送施工工艺的影响，也会出现较大的水化热反应。在浇筑过后一段时间，其内部温度会处于不断上升的状态，这就需要我们钢模板操作模式的优化，进行表面混凝土温度的控制，实现其水灰比比例的优化。一般来说，在浇筑完毕后的18个小时，就可以进行钢模板的表面洒水降温模式的应用。在拆模完毕后，要进行混凝土表面全天候养护方案的优化，进行钢模板表面洒水降温情况的深入对比观察。控制钢筋锈蚀引起的裂缝，钢筋锈蚀后体积膨胀2～4倍，对周边混凝土产生压力，可能产生顺筋裂缝，甚至脱落，从而影响建筑物的使用。而钢筋锈蚀多为气蚀、电离引起。因此，本工程自一开始就注意了钢筋的锈蚀问题，并从以下几个方面对钢筋锈蚀加以控制。钢筋出厂时，其表面有一层致密的氧化薄膜，可以对钢筋起到一定的保护作用，但该薄膜遇水或受潮后因水的微酸性而脱落，使钢筋酸性氧化而锈蚀。因此，钢筋原材料和加工后的半成品均应作防潮处理。具体的做法是架空放置和上盖防水雨布。为了更好的避免混凝土问题，进行钢筋安装模式的优化是非常必要的，需要做好钢筋安装的清理工作，实现其表面的积极清洁。针对其发生锈蚀的部位，进行砂布及其钢丝刷的应用，进行混凝土建设环节与混凝土应用环节的协调，避免由于其电离情况而导致的钢筋锈蚀问题。在施工过程中，通过对砼水灰比的控制，可以提升混凝土的和易性。通过对混凝土的振捣，可以实现对致密性的控制，实现混凝土炭化速度的优化，当然，在应用过程中，也要避免钢筋的长时间的空气接触。为防止洞室Ⅳ类围岩区的围岩变形对洞室衬砌混凝土的影响而使之产生裂缝，在洞室开挖支护阶段就已对Ⅳ类围岩区进行了锚杆支护，锚杆布置型式为梅花状，直径20mm，长3m，间排距1.251×1.25m；混凝土衬砌后，对周边围岩进行固结灌浆。为保证锚杆和固结灌浆的施工质量，还要对锚杆进行抗拔力试验，对固结灌浆进行压水和超声波检查试验。

三、结束语

在水利枢纽洞室衬砌建设中，通过对混凝土裂缝防范环节的优化，可以保证水利建设整体应用效益的提升，从而满足现实工作的需要。

作者：金永杰 单位：哈尔滨地顺建设开发有限公司

（三）

一、水利建设时期的缝隙导致的不利现象

当开展水利建设工作的时候，材料的缝隙会导致其发生渗漏问题。在外力的干扰下，缝隙会变大，如果水分进入到里面的话，其构造就会因为水解而改变形状。因为缝隙问题，二氧化碳会渗透到混凝土内部并且与水泥水化产物发生化学反应，产生碳酸钙物质，混凝土在碳化时，会加剧混凝土的收缩，导致混凝土碳化，造成混凝土裂缝的产生；尤其在潮湿的环境中，水泥中的化学成分会与空气中的二氧化碳发生反应，造成混凝土的碱度降低，钢筋纯化膜破坏，钢筋锈蚀加重，影响钢筋的刚性和强度。同时，缝隙的发生，还会使得拉力变弱。此时导致裂纹更为严重，干扰到建筑体的使用，有时候还会导致一些无法弥补的现象出现。

二、应对缝隙的措施

2.1气温条件

水利工程在混凝土的施工过程中，混凝土的浇筑温度要视当时工地的气温变化而变化，一定要严格依据温度的变化适时调整施工条件，保证混凝土的质量。根据混凝土自身存在的特性，施工方案要严格根据施工工地的实际情况制定，在施工过程中要充分考虑各种特殊情况，实施的改进施工方案，譬如在混凝土的浇筑过程中经常会有模板变形的情况，施工单位应该派专人对模板进行看护，如果发现模板有变形、位移现象。应该，说即停止混凝土浇筑，并及时进行修理恢复模板；特别是在冬季施工时。要注意气温对施工材料的影响，冬季混凝土的入模温度应该不低于10℃，夏季的混凝土入模温度应该不高于25℃，通过严格控制混凝上制作的加工过程，确保混凝土的质量。

2.2材料的选择

一个工程项目质量的高低与施工材料的选择是否正确直接相关。为此，在水利工程混凝土的制作前，一定要注意加强对水泥和掺台料的选择和管理，施工单位在选购相关材料时，为了降低混凝土制作过程中的内部热量，避免内外温度差距过大，采购人员应该选择水化热较低的水泥。并尽量降低单位的水泥用量。水泥的强度等级应该与混凝土的强度等级保持一致，尽量不选择硬性水泥或者强度过高的水泥，尽量选择细度较差的水泥作为原材料，提高混凝土的抗裂性能。另外，还要高度重视对骨料的选择，按照国家普通混凝土用碎石或卵石质最及检验方法的相关规定进行选择，同时确保混凝土原材料的配合比例符合混凝土的制作标准。为了减少混凝土裂缝的产生，施工人员需要增强混凝土的抗压力度。为此，一定要加强对混凝土的振捣，在振捣的过程中，一方面要保证均匀排列，严格按照顺序振实，不得出现遗漏的现象，不宜于过振，振捣的间距最好是300mm。时间则以15-30s为宜；另一方面，如果泌水在粗骨料、水泥钢筋下部生成水分和空隙，则需要进行二次振捣，时间间隔一般是25min左右，或者在混凝土振捣后尚未恢复塑性状态时进行，以增加混凝土的密实度，避免水利施工过程中混凝土裂缝的产生。

2.3积极地开展养护工作

当拆模之后，要使用草苫子等对其开展养护活动，而且要充分的浇水。刚开始浇筑的时候，就应该像是对待小孩子一样，要细心的关爱。之所以开展养护活动，不单单的是为了防止缝隙出现，还可以确保其后期的时候具有高度的稳定性，确保其受力性好。

三、结束语

缝隙现象是目前水利建筑的构造中非常容易出现的一种问题。其发生不但会降低建筑的防渗性特点，干扰到其正常使用，同时还会导致材料出现生锈现象，使得其无法长久的使用，干扰到材料的受力性特征。因此，要对其缝隙现象认真的分析，合理的对待，在建设的时候，要使用多种方法来应对缝隙现象，这样才可以确保构件稳定持久。

作者：张晓祥 杨志春 章正江 单位：博大建设有限公司