水利工程混凝土裂缝成因及预防对策

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摘要：近年来，随着我国基础设施建设的深入推进和不断发展，作为基础设施建设的水利工程也取得了长足的发展。而在水利工程建设中，混凝土裂缝对于整个水利工程的建设质量与使用耐久性将产生严重的直接影响，也逐步成为水利工程施工中重点关注的关键点。基于此，本文从加强水利工程混凝土裂缝防治的必要性开始入手，针对水利工程混凝土裂缝的生成原因进行了多角度的深入分析，并结合笔者水利工程施工实践提出了针对混凝土裂缝生成的预防对策，以期能够为从事水利工程项目施工的同行同业者们在实际项目的建设施工中有效预防混凝土裂缝的生成提供帮助。

关键词：水利工程施工；混凝土裂缝；成因；预防对策

1引言

水利工程施工中混凝土裂缝病害作为普遍存在的一种常见病害，对于整个水利工程的建设质量有着极为不利的负面影响，其事关项目的建设成效。因此，在水利工程施工中，如何有效减少与规避混凝土裂缝的产生，严格把控水利工程混凝土施工质量，是项目技术管理人员所需要重点关注的问题。

2加强水利工程混凝土裂缝防治的必要性

随着我国水利工程建设的不断深入发展，在水利工程项目施工中，混凝土的裂缝防治作为整个水利工程质量的关键控制点，其裂缝的防治已逐渐成为项目管理者推进工作的重中之重。一方面，可防止水利工程内部结构遭到破坏。混凝土裂缝作为水利工程施工中常见的质量现象，其短期的裂缝或不明显的裂缝对水利工程的质量和外观将产生一定的影响。对于长期的裂缝或短期内不及时进行防治的裂缝，外部雨水或其他有害杂质进入裂缝后，将导致混凝土结构的钢筋材料被锈蚀，从而大大降低了混凝土结构的整体稳定性与强度。因此，加强对水利工程混凝土裂缝的防治，可有效地防止工程主体内部结构遭到破坏。另一方面，可有效避免安全事故的发生，提升水利工程的建设质量。在水利工程项目施工中，混凝土裂缝若出现渗漏，将导致工程主体结构产生变形，严重时将会引发坍塌等各类安全事故。加强混凝土裂缝的防治，做好整个水利施工过程管控，对整个水利工程质量的提升具有重要的促进作用。

3水利工程混凝土裂缝的生成原因

3.1混凝土质量及施工技术原因引起的裂缝。水利工程的施工是一项复杂的系统工程，在水利工程施工中对混凝土及施工材料的要求极为严格。若施工用的水泥、砂石及掺料等存在质量问题，或者施工用的混凝土配合比不符合规范要求等将对混凝土的质量产生严重的负面影响。同时，在一些大型水利工程施工中，施工技术措施是否符合规范要求，施工设备是否符合相关标准要求，施工人员的素质是否满足混凝土施工技术的要求，都会对混凝土的施工质量产生重要的影响。3.2混凝土收缩引起的裂缝。首先，在水利工程施工阶段受水泥水化热及外部气温的作用，极易引起混凝土应力收缩而产生混凝土收缩裂缝。该裂缝极少的交叉产生，多是呈有规则的条状，在结构的变截面处产生，并与主体的受力钢筋平行。此种裂缝在大体积混凝土的柱梁、板等构件发生较多，尤其是暴露在大气中的构筑物，该种类型的裂缝产生的危害较大。其次，在混凝土凝固的过程中，因水汽蒸发或散热体体积收缩引起的裂缝。若在凝固的过程中混凝土的正常收缩受到干扰，当收缩应力大于其能够承受的强度，或者受到外部挤压等超过了混凝土的抗压能力范围，也会使水利工程混凝土产生收缩裂缝。3.3超出荷载引起的裂缝。在水利工程施工中，若混凝土施工构件受到不当的施工荷载，或者上部建筑物在下部建筑物未满足施工条件的情况下进行施工时，极易产生超载裂缝。在超出荷载作用下将产生内力弯矩，此时极易出现垂直于构件纵轴的裂缝。若构件在较大的剪力作用下，也极易产生向上下延伸的斜裂缝。3.4沉降引起的裂缝。在施工过程中因地基差异沉降或构件结合不良极易引起裂缝的产生，或者剪应力超过设计强度要求也会引起裂缝的产生。这种裂缝的产生多在桩基沉降不均匀的水利基础工程或水利墙体产生。这种裂缝的大小与地基的不均匀沉降值有关，沉降的裂缝越大越难以处理。因此，在水利工程初期的设计时，必须对施工周围土体进行先期探测，并在施工过程中及时观测施工主体沉降变化情况。3.5温差引起的裂缝。混凝土内外部温差较大或者温差的不良变化，是导致混凝土裂缝产生的主要原因。混凝土在浇筑、振捣完成后，对混凝土的散热也有其规定要求。当混凝土内部的温度过高，在收缩的过程中将会收缩加快，当超过混凝土的承压能力就会导致裂缝的产生。反之，当混凝土内部温度过低，孔隙水凝结致使混凝土膨胀，也会导致混凝土裂缝的产生。

4水利工程混凝土裂缝的预防对策

4.1严抓混凝土原材料选取，优化配合比设计。（1）对混凝土原材料进行试拌，在保证混凝土硬化后达到设计强度及要求的和易性和耐久性的基础上计算各种材料的用量。（2）水泥应选择普通硅酸盐水泥且不得低于32.5级，粗骨料依据试拌结果可采用二级配，尽可能地减少水泥用量，可添加一级粉煤灰，按规范要求将水胶比控制在允许的范围之内。掺入的粉煤灰可有效改善混凝土的和易性，对减少混凝土收缩，提高混凝土抗腐蚀性具有良好的促进作用。（3）要在裂缝易发部位布置钢筋。例如，在裂缝易发生的孔洞周围，或者转角处布置适量钢筋，减少混凝土承担的拉应力，以有效控制裂缝的产生及扩大。（4）要注意降低工程结构的约束度，在保证混凝土中钢筋保护层符合规定的基础上，厚度尽可能地取最小值，以减少混凝土裂缝的发生。4.2采取适宜的有效预防措施。（1）塑性收缩裂缝的预防措施。在原材料的选择时一般选用干缩值较小，且强度较好的硅酸盐或普通硅酸盐水泥，要严格控制混凝土的水灰比。在浇筑混凝土前，要将施工基层和模板用水均匀湿透，并在表面及时覆盖薄膜进行保护（也可在混凝土的表面喷洒养护剂），以保证混凝土的湿度。在高温和大风天气进行施工时，要做好防风和遮阳措施，以防止裂缝的产生。（2）沉降裂缝的预防措施。在水利工程施工时，保持施工地基的稳定性尤为重要。若施工地基为松软土时，在施工前必须进行夯实并采取必要的加固措施。在施工中模板要保证具有足够的强度和刚度及较强的支撑力，同时在施工时要保证地基均匀受力。模板要在规定的时间内进行拆模，拆模的顺序要严格按照规定执行。（3）温度裂缝的预防措施。为有效减少与避免温度差所造成的温差裂缝，可优先选用水化热较低的矿渣水泥，减少因水泥水化热而造成的温度差，或有效控制和减少浇筑层厚度，通过分层浇筑提高每个浇筑层的散热能力减少混凝土内外温差，或通过加强振捣提高混凝土密实度，提高水利工程混凝土的抗裂性能，或通过延长混凝土养护时间，通过外部保温保湿，减缓混凝土的散热速度，防止因快速降温而导致的温度裂缝。（4）避免混凝土基础不均匀沉降。为有避免混凝土基础的不均匀沉降，应对施工工序进行合理安排，并有效减轻结构自身及其附属物的重量，或通过改善混凝土结构的措施来进行裂缝预防。4.3加强混凝土的养护管控。对混凝土进行养护不仅能预防初期产生裂缝，对后期混凝土的稳定性也具有一定的促进作用。首先，在混凝土拆模后要及时铺草浇水或挂草帘进行养护保湿，以保障其后期承压能力及强度符合规范要求。其次，要加强混凝土表面保护层厚度，防止钢筋锈蚀问题的产生。在水利工程混凝土施工中，要严格控制混凝土的密实度，防止空气进入，也可在混凝土表面涂刷聚合水泥砂浆、环氧树脂等防腐层。也可选择抗腐蚀性强的混凝土材料或钢筋材料。要严格避免使用碱骨料，必须使用时可选择优质骨料或选择含碱量低的水泥，并采用中性水进行拌和。4.4注重施工项目的动态管控。一是，要注重加强技术管理。要在水利工程施工中建立健全技术交底责任制，加强对水利工程混凝土质量的检验、监督和管理，并严格按照施工技术规范及质量标准进行检验。二是，要注重实施全面质量管理。要在工程施工中突出以质量为中心，重点以预防为主，围绕水利工程混凝土施工质量树立全员质量管理意识，以有效提高整体水利工程质量。三是，加强对混凝土温差的控制。在施工时必须将温差控制在合理的区间范围内，并根据施工季节与当天温度情况调节混凝土搅拌时的温度。在冬天必要时用温水进行搅拌，夏天尽量避开正午时间，可在清晨或傍晚进行。搅拌地点与浇筑地距离应符合规定要求，以防止运输途中热量的散发。四是，强化对项目施工人员的管控。要求施工专业技术人员要取得相应的资格证书，具有良好的职业道德操守。并且，在水利工程混凝土施工中应严格按照规范要求进行作业，不错乱工序，不偷工减料。

5结语

混凝土裂缝是水利工程中最常见，也是危害最大的一种质量问题，其不仅影响着水利工程的施工安全与质量，甚至会因长期水流冲击而造成坍塌，对人们生命安全产生极大的威胁。因此，为确保水利工程混凝土的施工质量，项目部要树立预防为主的管控意识，，不断优化施工方案设计，加强项目管理，严格把控混凝土裂缝的产生，消除一切潜在的质量隐患，为水利工程的质量保驾护航。

参考文献：

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[2]艾尔肯・阿布力米提.水利施工中的混凝土裂缝的原因分析及防治研究[J].珠江水运,2014(14):43~44.

[3]徐爽.浅析水利施工中混凝土裂缝的原因及防治措施科技创新与应用[J].2016(27):240.

作者:张魏巍 单位:安徽省交通航务工程有限公司