水利工程混凝土裂縫產(chǎn)生的原因及防治措施

水利工程混凝土裂縫產(chǎn)生的原因及防治措施

Summary：水利工程建設(shè)項(xiàng)目長(zhǎng)期效益的發(fā)揮，需要施工質(zhì)量的支持，在長(zhǎng)期的水利工程項(xiàng)目運(yùn)維實(shí)踐過程中，水利工程項(xiàng)目常見的質(zhì)量病害之一為混凝土結(jié)構(gòu)裂縫?；炷翞橹饕乃こ添?xiàng)目施工材料，但限于溫度、外界環(huán)境等因素的影響，可能導(dǎo)致混凝土結(jié)構(gòu)性能出現(xiàn)不良變化，最終出現(xiàn)結(jié)構(gòu)裂縫。文章將在分析水利工程中常見混凝土裂縫種類及成因的基礎(chǔ)上，具體分析水利工程施工中混凝土裂縫防治的關(guān)鍵技術(shù)及實(shí)施要點(diǎn)。Keys：水利工程；混凝土裂縫；防治技術(shù)引言混凝土裂縫是水利工程施工中常見的質(zhì)量問題，一旦出現(xiàn)混凝土開裂現(xiàn)象，就會(huì)受外界條件影響造成腐蝕。長(zhǎng)此以往，鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)承載能力將會(huì)減弱，水利工程項(xiàng)目的應(yīng)用年限也會(huì)明顯縮短，嚴(yán)重時(shí)甚至?xí)?duì)周邊居民或工程人員的生命安全帶來(lái)風(fēng)險(xiǎn)。為此，水利工程單位應(yīng)加大對(duì)混凝土裂縫的關(guān)注程度，探究混凝土裂縫產(chǎn)生的根本原因，并結(jié)合實(shí)際工程狀況采取針對(duì)性的防治措施，提高水利工程項(xiàng)目建設(shè)安全性，保障相關(guān)建筑物的應(yīng)用安全。1水利工程施工中混凝土裂縫類型及成因1.1混凝土塑性收縮裂縫塑性收縮裂縫主要產(chǎn)生原因是混凝土凝固環(huán)節(jié)當(dāng)中的散熱與蒸發(fā)作用，一旦混凝土整體體積較大，散熱與蒸發(fā)作用也會(huì)隨之明顯。部分水利施工過程中，外界環(huán)境會(huì)對(duì)收縮中的混凝土產(chǎn)生一定的約束力，在此作用下，混凝土?xí)哂幸欢ǖ氖湛s應(yīng)力。一旦這類收縮應(yīng)力高于混凝土極限抗拉強(qiáng)度，就會(huì)引發(fā)塑性裂縫。裂縫問題對(duì)水利工程建筑有著較大的負(fù)面影響。在建筑施工階段，混凝土結(jié)構(gòu)就容易出現(xiàn)裂縫，即使在建筑初期避免了裂縫的出現(xiàn)，水利工程建筑運(yùn)行的5～10年也普遍會(huì)發(fā)生裂縫問題。這并非由于水利工程建筑的自然老化，而是建筑初期施工質(zhì)量控制不足造成的后果。水利工程混凝土裂縫直接影響混凝土結(jié)構(gòu)的抗拉性能，有害物質(zhì)也會(huì)從裂縫處進(jìn)入混凝土內(nèi)部，對(duì)建筑內(nèi)部結(jié)構(gòu)造成腐蝕，降低混凝土結(jié)構(gòu)整體穩(wěn)定性。對(duì)于水利工程來(lái)說，擋水混凝土結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性與嚴(yán)密性直接決定了水庫(kù)等建筑的防滲透效果。如因結(jié)構(gòu)破壞而出現(xiàn)嚴(yán)重的滲漏現(xiàn)象，不僅會(huì)降低水利工程蓄水能力，還可能對(duì)周邊環(huán)境乃至居民安全造成重大威脅。混凝土重力壩對(duì)于裂縫的承受能力有限，一旦該區(qū)域裂縫貫穿深度或?qū)挾瘸隹煽胤秶?，就?huì)導(dǎo)致壩體壓力值激增，降低大壩的抗滑能力，一旦發(fā)生地震災(zāi)害，容易引起大壩坍塌事故，不僅使水利工程建設(shè)失去原有意義，還會(huì)造成環(huán)境破壞甚至人員傷亡現(xiàn)象。1.2溫差裂縫外界溫度差異會(huì)導(dǎo)致混凝土材料及結(jié)構(gòu)內(nèi)外溫差增加，且混凝土材料中一般占比較大的為水泥材料，其具有一定的水化熱，當(dāng)混凝土內(nèi)外部溫差較大時(shí)，混凝土內(nèi)部的壓力將增加，內(nèi)外溫差加大，導(dǎo)致混凝土產(chǎn)生結(jié)構(gòu)應(yīng)力，從而出現(xiàn)溫差裂縫。此外，在施工過程中，施工人員也要注重加強(qiáng)對(duì)施工溫度的把控和混凝土結(jié)構(gòu)的養(yǎng)護(hù)，一旦保溫措施不到位，也將導(dǎo)致混凝土內(nèi)部溫度上升。在冬季，混凝土內(nèi)部水溫會(huì)降低，且受到滲透壓力的影響，久而久之將出現(xiàn)結(jié)構(gòu)裂縫。1.3沉陷裂縫顧名思義，所謂沉陷裂縫，即因沉陷而導(dǎo)致的裂縫。此類裂縫的出現(xiàn)主要是由于結(jié)構(gòu)地基土質(zhì)不均、松軟，或回填土不實(shí)或浸水而造成不均沉降所產(chǎn)生的裂縫。實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)表明，此類型的裂縫大多數(shù)出現(xiàn)在冬季施工過程中。沉陷裂縫主要呈現(xiàn)出貫穿狀的形態(tài)，對(duì)水利工程總體穩(wěn)定性有一定影響，裂縫較為嚴(yán)重時(shí)，甚至還可能導(dǎo)致混凝土錯(cuò)位，并且在這個(gè)過程中，沉陷裂縫的嚴(yán)重程度會(huì)進(jìn)一步加劇。地基變形穩(wěn)定之后，沉陷裂縫也基本趨于穩(wěn)定，裂縫寬度一般不會(huì)再進(jìn)一步擴(kuò)大。2水利工程混凝土裂縫的防治措施2.1加強(qiáng)材料質(zhì)量把控（1）合理選材?；炷两Y(jié)構(gòu)施工質(zhì)量與混凝土材料質(zhì)量密切相關(guān)，一旦材料質(zhì)量出現(xiàn)問題，即使后續(xù)施工過程中通過技術(shù)性措施也很難進(jìn)行補(bǔ)救，因此要在施工前期就強(qiáng)化對(duì)施工材料質(zhì)量的把控。一般情況下，在選擇混凝土材料時(shí)，應(yīng)以干縮性小、強(qiáng)度高為基準(zhǔn)，同時(shí)要確保具備質(zhì)量檢驗(yàn)證書。常用的水泥材料為硅酸鹽水泥、普通硅酸鹽水泥等，在水泥等材料進(jìn)入施工現(xiàn)場(chǎng)后，要加強(qiáng)現(xiàn)場(chǎng)保管，避免材料出現(xiàn)潮濕、曬傷以及腐蝕等情況。此外，混凝土原材料中還包括砂石、摻料等，對(duì)于上述材料也要嚴(yán)格做好施工強(qiáng)度的計(jì)算，要確保選擇的砂石、摻料等粒徑均勻、配置合理。（2）嚴(yán)格控制配合比?；炷亮芽p產(chǎn)生的原因具有一定的差異性與多樣性，其中，導(dǎo)致混凝土結(jié)構(gòu)出現(xiàn)裂縫的一個(gè)關(guān)鍵原因在于混凝土本身配合比不科學(xué)。作為施工人員，要加強(qiáng)對(duì)配合比的控制，對(duì)于選擇的施工原材料，包括水泥、砂石、添加劑等，應(yīng)依據(jù)混凝土設(shè)計(jì)強(qiáng)度等級(jí)、工程所處環(huán)境以及結(jié)構(gòu)斷面等基本特征、水泥品種和強(qiáng)度等級(jí)等，同時(shí)要結(jié)合砂石料的規(guī)格及表觀密度等合理地對(duì)配合比進(jìn)行控制。對(duì)于部分較為特殊的施工部位，對(duì)混凝土材料有較高的要求，可適當(dāng)?shù)靥砑油饧觿?，但也要?qiáng)化對(duì)材料配合比的合理把控，真正做到提高混凝土材料質(zhì)量。（3）加強(qiáng)攪拌控制。在完成混凝土配比后，要對(duì)混凝土材料進(jìn)行充分?jǐn)嚢瑁訌?qiáng)對(duì)攪拌過程的控制，在攪拌過程中，要關(guān)注混凝土材料本身的整體性與均勻程度，確保與相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)相符，以最大程度降低混凝土出現(xiàn)離析的概率。對(duì)于部分降水量較為豐富的施工場(chǎng)所而言，要關(guān)注當(dāng)?shù)貧夂虻臐駶?rùn)性，基于此，在對(duì)材料進(jìn)行運(yùn)輸時(shí)，應(yīng)避免水分滲入混凝土材料中。對(duì)運(yùn)輸至現(xiàn)場(chǎng)的施工材料，要時(shí)刻關(guān)注其含水率，嚴(yán)格把控?cái)嚢柽^程，確保充分均勻攪拌，且攪拌后，混凝土材料各項(xiàng)性能符合后續(xù)灌注等施工要求。2.2加強(qiáng)施工監(jiān)測(cè)加強(qiáng)施工監(jiān)測(cè)，便于對(duì)水利工程施工情況進(jìn)行更透徹的了解。由于水利工程環(huán)境相對(duì)于一般土木工程施工環(huán)境要復(fù)雜，并且對(duì)結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性的要求更高，這時(shí)候需要加強(qiáng)對(duì)水利工程混凝土變形程度以及溫濕度情況展開系統(tǒng)監(jiān)測(cè)，并記錄好相應(yīng)的數(shù)據(jù)，以便于在整個(gè)施工中及時(shí)了解混凝土的變化情況，科學(xué)防治裂縫，以確保工程質(zhì)量得到較好保障。從筆者從業(yè)經(jīng)驗(yàn)來(lái)看，加強(qiáng)施工監(jiān)測(cè)，對(duì)于混凝土質(zhì)量的提升是頗有益處的，特別是在避免混凝土體出現(xiàn)貫穿式裂縫方面效果顯著。2.3裂縫產(chǎn)生后的處理措施一是填充法。當(dāng)出現(xiàn)的裂縫寬度大于0.5mm時(shí)，要以裂縫邊線為基準(zhǔn)，對(duì)其進(jìn)行鑿槽處理，一般控制槽頂寬度為10cm，同時(shí)要將水泥砂漿、環(huán)氧砂漿、彈性環(huán)氧砂漿、聚合物水泥砂漿等密封材料填充其中。同時(shí)要觀察鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)中的鋼筋狀態(tài)是否出現(xiàn)腐蝕，若已經(jīng)存在腐蝕，則要在開鑿時(shí)首先處理生銹部分，并將水泥砂漿或環(huán)氧樹脂砂漿等材料填充其中。二是注入法。壓力注入法（灌漿法）與真空吸入法都屬于常見的注入法。當(dāng)裂縫較深較細(xì)時(shí)，常使用灌漿法。灌漿時(shí)，要合理地選擇灌漿材料，依據(jù)裂縫修補(bǔ)環(huán)境，對(duì)水泥漿材、普通環(huán)氧漿材、彈性聚氨酯漿材等進(jìn)行科學(xué)選擇。當(dāng)處理表面裂縫時(shí)，則常使用真空注入法，需要使用真空泵，在縫內(nèi)形成真空環(huán)境，并在其中注入漿液材料。三是表面覆蓋法。該方法適用于較為細(xì)微的表面裂縫，根據(jù)裂縫嚴(yán)重程度不同，可針對(duì)性地選用涂覆裂縫部分及全部涂覆兩種。在涂覆之前，要首先對(duì)裂縫表面進(jìn)行打毛處理，確保表面附著物全面清理和沖洗干凈，待完全干燥后，可對(duì)表面氣孔進(jìn)行填充，常用的填充材料為樹脂材料，最后在表面覆蓋修補(bǔ)材料。3結(jié)語(yǔ)混凝土裂縫是水利工程建設(shè)中面臨的重要問題，可能會(huì)引起水利工程建筑滲漏現(xiàn)象，尤其是對(duì)于水庫(kù)等，滲透問題將對(duì)水利工程企業(yè)乃至周邊居民造成巨大的影響。不僅如此，混凝土裂縫的出現(xiàn)還會(huì)加速混凝土鋼筋的腐蝕效果，提高混凝土碳化程度，縮短材料的使用年限，可能引起建筑物承載能力的下降。對(duì)此，水利工程施工人員要深入分析混凝土裂縫產(chǎn)生的原