水利工程施工控制混凝土裂縫技術(shù)研究

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摘要：當(dāng)前水利工程是我國重要的基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)之一，對社會(huì)經(jīng)濟(jì)的穩(wěn)步發(fā)展起到了重要的影響。然而，在實(shí)際的水利工程施工中，經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)混凝土裂縫問題，引起人們高度重視。通常裂縫的產(chǎn)生是由于混凝土受到一系列因素影響所致，此類裂縫的存在，直接影響了水利工程的承載能力和耐久性，尤其是防水性方面，對水利工程的安全穩(wěn)定造成嚴(yán)重威脅。為此，本文針對水利工程施工中的混凝土裂縫問題進(jìn)行分析，明確產(chǎn)生裂縫的原因，最后由此提出混凝土裂縫控制技術(shù)以供參考。

關(guān)鍵詞：水利工程；混凝土裂縫；控制技術(shù)

引言

水利工程建設(shè)過程中，會(huì)應(yīng)用到許多材料，混凝土就是必不可少的材料之一，混凝土對整個(gè)水利工程的質(zhì)量與安全，具有非常重要的影響。所以，在水利工程施工時(shí)，應(yīng)當(dāng)高度重視混凝土裂縫問題。如果在水利工程中出現(xiàn)裂縫，將對整個(gè)工程產(chǎn)生重要的影響，甚至影響正常運(yùn)行和降低使用期限，從而影響工程的可靠性。所以，應(yīng)當(dāng)重視水利工程的裂縫問題，致力于提高水利工程的穩(wěn)定性，這樣才能切實(shí)保障水利工程的質(zhì)量。

1水利工程中混凝土產(chǎn)生裂縫的原因

1.1由于沉陷產(chǎn)生的裂縫

水利工程中通常在冬季容易出現(xiàn)沉陷裂紋，由于冬季溫度較低，當(dāng)凍土開始解凍后，就會(huì)導(dǎo)致混凝土內(nèi)部的結(jié)構(gòu)出現(xiàn)沉裂情況。而且這種情況產(chǎn)生的裂紋是比較深的，嚴(yán)重的甚至?xí)霈F(xiàn)錯(cuò)位的現(xiàn)象，由于這種情形出現(xiàn)的沉降裂紋較寬，對沉降量起到最為直接的影響。但是一般的情況下，只有沉陷裂紋可以導(dǎo)致沉降量發(fā)生變化。在水利工程中還應(yīng)當(dāng)注意，混凝土地基不均勻的情況，在進(jìn)行回填時(shí)，由于密實(shí)程度的問題，會(huì)導(dǎo)致模板支撐間的距離加大，引起沉降不均勻情況，從而出現(xiàn)裂縫。

1.2由于溫度因素產(chǎn)生的裂縫

混凝土很容易受到溫度變化的影響，當(dāng)外界溫度的發(fā)生變化的時(shí)候，必將對混凝土產(chǎn)生一定的影響，從而影響混凝土的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，導(dǎo)致內(nèi)部結(jié)構(gòu)發(fā)生變化。這種情況是由于混凝土內(nèi)部和外部溫差產(chǎn)生了熱脹冷縮現(xiàn)象，導(dǎo)致內(nèi)外結(jié)構(gòu)發(fā)生變化，從而出現(xiàn)的裂縫現(xiàn)象。水泥容易受水的影響，當(dāng)水泥加水時(shí)就會(huì)產(chǎn)生水化熱量，如果混凝土結(jié)構(gòu)內(nèi)外溫度差異超過二十五度，將致使混凝內(nèi)外結(jié)構(gòu)產(chǎn)生拉力，導(dǎo)致裂縫的產(chǎn)生，因此必須高度重視溫度應(yīng)力對混凝土的影響。根據(jù)筆者在南京市六合區(qū)山湖水庫管理所工作過程中，出現(xiàn)的問題談一下實(shí)際經(jīng)驗(yàn)。由于該水庫為中型水庫，大壩全長1100米，在2010年完成除險(xiǎn)加固后，迎水坡面及防浪墻壓頂為混凝土材料，由于沒有設(shè)計(jì)變形縫，所以在每年夏季高溫時(shí)段，因溫度應(yīng)力導(dǎo)致混凝土表面分段出現(xiàn)熱漲隆起現(xiàn)象，后來采取了切縫后灌填可伸縮瀝青類變形，使問題得到處理。

1.3溫差過大致使收縮不良產(chǎn)生的裂縫

在水利工程施工中，對混凝土凝固階段應(yīng)當(dāng)起到應(yīng)有的重視，因?yàn)檫@是混凝土是否符合標(biāo)準(zhǔn)的重要階段。溫差對混凝土凝固階段有著直接的影響，如果在凝結(jié)過程中，出現(xiàn)過大的溫差，會(huì)導(dǎo)致混凝土內(nèi)部結(jié)構(gòu)應(yīng)力發(fā)生變化，從而出現(xiàn)裂縫。所以在混凝土凝結(jié)過程中，應(yīng)當(dāng)注意控制好溫差，因?yàn)榛炷聊Y(jié)時(shí)，會(huì)導(dǎo)致溫度下降，從而使混凝土裂縫加大，最終對水利工程造成影響。

1.4由于異常變形導(dǎo)致的裂縫

水利工程施工中的異常變形情況，主要是混凝土的收縮引起的。當(dāng)混凝土沒有完全凝固時(shí)，直接在受到陽光直射，會(huì)導(dǎo)致收縮現(xiàn)象。如果是大面積工程施工中，應(yīng)當(dāng)注意水分流失的情況，如果在這個(gè)時(shí)候在空氣濕度較低，會(huì)出現(xiàn)收縮的現(xiàn)象，從而產(chǎn)生裂縫。

2水利工程施工中混凝土的裂縫控制技術(shù)應(yīng)用舉措

2.1關(guān)于施工材料的質(zhì)量控制

在水利工程施工中，混凝土施工會(huì)用到許多材料， 主要有水泥、砂、石子和水，還有外加劑等，這些都是混凝土施工的主要材料。如果想要最后形成混凝土，就應(yīng)當(dāng)將這些材料依照一定比例進(jìn)行混合，所以在混合時(shí)應(yīng)當(dāng)注意這些材料的配比，因?yàn)檫@些材料配比情況會(huì)對混凝土的質(zhì)量產(chǎn)生重要的影響。首先，是對水泥的選擇。在選擇水泥時(shí)，一定要注意市場上的水泥品種和種類，選擇適合水利工程施工方案的水泥，一般在水利工程中，應(yīng)當(dāng)選擇標(biāo)號(hào)較高的水泥，這樣比較適合在水利工程中使用，而且效果較好。其次，對于細(xì)骨料砂子選擇。在進(jìn)行細(xì)骨料砂子選擇時(shí)，要注意雜質(zhì)的含量問題，在進(jìn)行砂子選擇時(shí)，要選擇那些含泥量較低的沙子，同時(shí)對于含有害物質(zhì)的砂子，應(yīng)當(dāng)避免使用，從而保證混凝土的質(zhì)量。再次，對于粗骨料和石子的選擇。選擇粗骨料時(shí)，應(yīng)當(dāng)選擇含泥量較少的粗骨料，同時(shí)注意粒徑及顆粒級配，對此類問題都要進(jìn)行充分的考量，這樣才能切實(shí)提高混凝土質(zhì)量。對于石子的選擇方面，尤其是對受力部位石子選擇時(shí)，應(yīng)當(dāng)避免使用白云石和石灰石，因?yàn)榇祟愂邮苓^煅燒，應(yīng)當(dāng)避免使用。同時(shí)也要注意石子的直徑問題，應(yīng)當(dāng)選擇直徑在兩厘米左右的石子。最后，外加劑的選擇。在選擇外加劑時(shí)，要嚴(yán)格注意外加劑的性能和質(zhì)量情況，同時(shí)要注意生產(chǎn)廠家以及合格證的問題，這些都是選擇外加劑應(yīng)當(dāng)注意的事項(xiàng)。

2.2在混凝土凝固和澆筑過程中，注意溫度的控制

溫度對混凝土具有重要的影響，所以在混凝土凝固和澆筑中，應(yīng)當(dāng)嚴(yán)格控制溫度，從而減少裂縫的出現(xiàn)。首先，在水泥方面，應(yīng)當(dāng)選擇水化熱反應(yīng)較小的水泥，根據(jù)施工季節(jié)修改組成混凝土的配合比例。當(dāng)溫度較高時(shí)，可以進(jìn)行降溫處理或者修改混凝土的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，這樣可以最大程度的避免水分揮發(fā)而引起內(nèi)部結(jié)構(gòu)發(fā)生變化。當(dāng)溫度降低時(shí)，可以有效的避免溫度對混凝土造成的影響。但是溫度過高，就應(yīng)當(dāng)在現(xiàn)場采用加入冰塊等方式進(jìn)行降溫，以減少裂縫的出現(xiàn)。其次，在澆筑工藝上，應(yīng)當(dāng)根據(jù)混凝土實(shí)際情況選擇適合的澆筑工藝。進(jìn)行混凝土澆筑施工時(shí)，針對大體積的混凝土澆筑施工，應(yīng)當(dāng)采用分層分段的方式，此類方式的優(yōu)點(diǎn)在于能夠從某種程度上加速熱量的散播。

2.3注意混凝土的配比和施工環(huán)節(jié)控制

在進(jìn)行混凝土材料配比中，要注意結(jié)合原材料特點(diǎn)和水的使用量問題，同時(shí)也要注意控制砂率和水膠比。在進(jìn)行混凝土配置時(shí)，可以考慮在混凝土中加入一定量的粉煤灰，這樣能夠保證混凝土的質(zhì)量，使混凝土更加符合和易性要求，可以很大程度的改善混凝土的質(zhì)量。在混凝土經(jīng)過初期的凝固階段以后，可以進(jìn)行再次的液化，去除多余的水膜和粗大骨料，這樣可以使混凝土結(jié)構(gòu)更加穩(wěn)固，減少沉陷裂縫的情況出現(xiàn)。如果施工中出現(xiàn)溫度變化，可以在混凝土表面蓋一層膜，可以起到保溫保濕的作用，避免混凝土水分快速流失，減少出現(xiàn)收縮情況和溫度變化而產(chǎn)生裂縫的概率。

2.4解決裂縫出現(xiàn)的技術(shù)方法

解決混凝土裂縫問題，主要有三種技術(shù)方法：第一，表面覆蓋法。這是比較常用的，用特殊的薄膜和草簾直接覆蓋在混凝土表面，效果非常的好，所以在當(dāng)前的水利工程中使用較多這種方法主要是沿著整個(gè)裂縫結(jié)構(gòu)切割成V或U型槽，運(yùn)用密封材料進(jìn)行填充，然后用樹脂充填混凝土表面的氣孔，再用修補(bǔ)材料涂覆表面。第二，裂縫填充法。第三，材料注入法。主要是將特殊材料滲透到裂縫中，主要有真空吸入法和灌漿法兩種。灌漿法一般是用環(huán)氧樹脂、水泥和甲基丙烯酸冷液對裂縫進(jìn)行注漿。真空吸入法是用真空泵，將裂縫中的空氣抽干，然后將加固材料加入到裂縫中。

3工程實(shí)例分析

3.1工程概況

南京市六合區(qū)山湖水庫管理所，為中型水庫，大壩全長1100米，在2010年完成除險(xiǎn)加固后，迎水坡面及防浪墻壓頂為混凝土材料。由于沒有設(shè)計(jì)變形縫，在每年夏季高溫時(shí)段，因溫度應(yīng)力導(dǎo)致混凝土表面分段出現(xiàn)熱漲隆起現(xiàn)象，后來采取切縫后灌填可伸縮瀝青類變形，問題得到處理。具體闡述如下：

3.2裂縫成因分析

從混凝土材料角度分析，采用的混凝土材料屬于市場上常見的水泥、砂子、石子等，結(jié)合材料質(zhì)量選取不同的添加劑，并且不同調(diào)配比例也將導(dǎo)致不同的混凝土強(qiáng)度。從化學(xué)角度分析，水與水泥混合后產(chǎn)生水化熱量，導(dǎo)致混凝土溫度變化。如果在此情況下溫度急劇攀升，形成較大內(nèi)外溫差，將激發(fā)溫度應(yīng)力，從而破壞混凝土應(yīng)力狀態(tài)，最終形成裂縫。而這也是山湖水庫大壩迎水坡面及防浪墻壓頂裂縫產(chǎn)生的原因，再加上未設(shè)置變形縫，最終由于溫度應(yīng)力產(chǎn)生裂縫。

3.3整改方式及效果

山湖水庫大壩迎水坡面及防浪墻壓頂產(chǎn)生混凝土裂縫后，建設(shè)單位及時(shí)將這一問題反饋至設(shè)計(jì)部門，并要求設(shè)計(jì)部門提出相應(yīng)的解決辦法。后來采取切縫后灌填可伸縮瀝青類變形材料，切縫的目的是為了解決混凝土板塊熱脹冷縮的特性，而使用瀝青灌縫是為了解決水害，防止水從切縫滲入下層，從而避免深層次破壞問題產(chǎn)生。

4結(jié)束語

為了避免水利工程中出現(xiàn)裂縫，應(yīng)當(dāng)加強(qiáng)材料管理和溫度控制，同時(shí)運(yùn)用合理的施工技術(shù)，減少裂縫問題出現(xiàn)和對裂縫進(jìn)行修復(fù)。由于水利工程，對國計(jì)民生具有重要的影響，所以確保水利工程的安全、可靠是非常重要的。

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作者：郭永洲 單位：南京市六合區(qū)水務(wù)局