水工建筑物混凝土裂缝产生的原因分析及防治对策

水工建筑物混凝土 裂 缝 产生的 原因分析及防治对策

黄永春

江苏熙利建设有限公司 江苏省南京市 210000

摘要：近年来，随着现代化产业经济的快速发展，我国更加重视加强水利工程建设，不断修订和优化水利工程各项施工技术规范和标准。按照水工建筑物的施工规范，针对常见水工混凝土底板、墩墙等部位存在裂缝的常见原因进行分析，研究产生表面裂缝、贯穿性裂缝的原因。本文将分析混凝土内外差异、收缩比、温度差等因素，并依据水利工程施工的特点，提出水工建筑物施工中对混凝土中的材料、温度、施工工艺、监控、验收等环节进行分析，为更好的提高水利工程建筑物混凝土裂缝的防治提供参考。

关键词：水利工程建筑物；裂缝原因；防治操作

引言

水利工程建设是我国的基础民生建设，在水工建筑物混凝土施工过程中，受到不同外界条件和内在因素影响，需要根据不同情况合理调整混凝土的施工方式，重点对产生混凝土裂缝的温度、湿度、收缩度等因素进行分析。在施工中注意采取温控、防裂等措施管理，结合设计和施工规范要求，通过使用优质材料、优化配合比设计、在大体积混凝土施工中使用预埋冷却管道降温、加强成品养护等措施，最大程度地降低混凝土裂缝的产生。

1 水利工程混凝土温差裂缝产生的原因

1.1 混凝土内外温差变化较大

在日常工程施工中，当混凝土浇筑和凝固过程时，水泥水化过程中将释放水化热，由于混凝土内部的热量无法散发，因此在混凝土结构内外将会产生较大的温度差，在温度作用下，混凝土内部产生较大的应力。特别是在大体积混凝土施工中更易发生，加之表面钢筋配置不合理，内部温差较大产生较大的应力，这些应力大部由混凝土承担，造成裂缝问题产生。

1.2 混凝土内部收缩变化较大

混凝土内部水化温度散去后，随着冷凝和混凝土收缩，尽管不受外力影响，混凝土内部也会产生收缩变形，内部钢筋约束，相互制约导致收缩严重，混凝土内部产生拉应力，拉应力超出混凝土允许的范围的时候，就会导致裂缝侧产生。

1.3 混凝土温度突变导致的变化

水利工程混凝土构件在浇筑完毕后，如果覆盖不及时，外露面会直接暴露在大气环境中，受太阳暴晒或冷暖空气侵害，导致混凝土随着外界温度的差异其内部温度产生非线性的变化。受外部约束条件的影响，内部局部产生拉应力作用，导致温差裂缝产生。混凝土浇筑完毕后，如果突然出现降温等问题，冷凝空气会直接导致混凝土表面的温度降低。另外受外界温度差异、地温变化等环境因素影响，混凝土也会有裂缝的产生。

2 水利工程混凝土防裂防控的对策方案

2.1 初始设计上优化调整

水利工程混凝土工艺设计应根据施工区域的不同进行合理调节。分析气候变化差异对混凝土产生的影响，采用合理的配合比设计，合理调节混凝土入仓温度，注意产生裂缝的不同部位差异大小，尽量避免保护层受外部温度的影响，进而产生的裂缝。按照水利工程建筑物不同部位的结构特点，采取合理设计浇筑带和设置伸缩缝，合理划分大体积混凝土结构浇筑分块，施工中增加混凝土的散热面积，采用二次浇筑的方法。采用合理的混凝土结构设计，通过在混凝土设计中使用聚集丙烯纤维材料，混凝土表面设置钢筋网等措施提高混凝土的整体抗拉水平。施工技术人员在审查施工设计图时，可根据实际施工经验，发现设计不合理的地方应及时联系设计人员进行沟通，进行设计优化和改进。

2.2 材料品种的设计

水利工程建设施工中，需要使用大量的建筑材料，目前水工建筑物大量采用现浇结构，因此混凝土材料的使用量较大。根据不同区域环境的差异，在混凝土配合比设计时，需要考虑温度、湿度的变化，结合大体积混凝土施工的情况，选用符合水化热特点的配合比。采用掺合料配合比的，注意粉煤灰等掺合料的设计比例，注意调整配合比中粉煤灰、水、水泥的用量关系。在混凝土粗骨料设计时，需要根据混凝土部位的不同，采用不同的颗粒级配和最大粒径。骨料设计还需要注意满足泵送操作要求，合理确定细砂、中砂配比，获取小面积程度内的空隙，降低水泥用量，增加混凝土的抗拉力强度。

2.3 施工过程的控制

水工建筑物混凝土施工中，根据施工作业要求，需要对现场混凝土进行开仓报验，确定混凝土质量。通过测定坍塌度或扩散度确定配合比是否符合设计，注意差异性变化，及时通知搅拌站进行调整。混凝土搅拌站在操作过程中，需要对操作人员进行培训，关键岗位人员均应持证上岗，通过定位、定量、定责等进行分工。施工中根据不同部位，为保证浇筑和振捣质量，对端模位置、拐角部位、钢筋密度过密的部位，注意制定专项方案等，做好振捣操作。采取专业班组在技术人员指挥下操作。一层混凝土灌注完毕后，需要插入振动泵振动，应注意振捣厚度，每层控制在30cm范围内为合理，垂直调整距离范围，控制间距不超过60cm合适，注意插入的层深度在5cm-10cm之间。施工人员需要边振捣边观察，保证振捣效果。在对梁柱等交叉钢筋过密处部位浇筑时，为了保证施工整体质量水平，需要拟定采取有效的措施，结合混凝土搅拌效果，做集中振捣，并注意混凝土坍落度的调节。对底板等混凝土浇筑操作分层操作，厚度控制在30cm，采用缓凝结措施操作，保证混凝土浇筑分布在合理范围内，在混凝土初凝前保证上层混凝土搭接，并注意前后搭接顺序。对钢筋过密部位，采用钢筋撬棍撬开处理，混凝土灌注完成后，再安排钢筋工对偏位的钢筋进行调节恢复。所有部位都需要密实操作，保证混凝土无下沉、平整。振捣时，需要调整振捣棒的位置，避免碰撞到模板、钢筋，施工中还应注意管道、预埋件等埋设。振捣过程中，需要认真的对施工区域进行划定，明确责任分工。混凝土入仓前需要对木模板表面进行洒水湿润处理，防治模板表面干燥吸水使表面混凝土失水过快。浇筑底部混凝土施工前，需要对顶端钢筋进行覆盖，防止混凝土粘结附着杂质。注意混凝土灌注位置的调节，控制入模量，保证满足整体要求。混凝土灌注过程中，每50m³混凝土测试一次混凝土坍落度，确保混凝土质量均匀。

2.4 施工过程监测

水利工程施工中，加强建筑物混凝土温度调节，防止混凝土裂缝产生，需要对控制数据进行监测认定。根据现场的情况，采用反馈评估分析方式，保证工程可以顺利进行。建筑混凝土浇筑施工中，需要注意各要素水平的定期评估，结合养护操作规范，对抗裂作用进行认定分析。施工过程中需要注意混凝土的差异分析，采取预防裂缝措施，杜绝不合理操作。面对严重的贯穿裂缝问题，需要及时采取注浆等措施补救，以恢复结构整体和稳定性。在施工时，注意采取措施对裂缝问题进行预防。结合裂缝点产生的情况进行分析。按照调查思路和数据分析标准，对影响的因素进行评估分析，结合实际情况，分析确定后续的修补方案，对可修复的细节采取有效的监测评估措施管理，以确保补救效果。

2.5 冷却管温控措施操作

在水利工程施工中，通常采取在混凝土内部埋设冷却管的温控措施，来混凝土内部产生的水化热。特别是大体积混凝土施工时，通过采取冷却管降温，可降低内部混凝土温度，在混凝土浇筑完毕后，采取在冷却管中通水循环进行冷却降温。操作时应注意管内部水流量的调节，一般控制在1.5m³/h比例左右，一般温度在10℃内。如果温度超出10℃，温度偏高就加大流量，冷却管的出水排放，不得排到混凝土结构表面，应不影响施工各部位质量，目前这项技术较为成熟。

2.6 裂缝产生后的补救措施

水利建筑物混凝土裂缝产生后，需要根据裂缝的原因开展补救措施。如果是温度导致的表面细微，可以使用无纺布、PVC网格、水泥基配合材料进行修复，保证整体美观效果。如果是沉降裂缝导致的，需要在地基稳定后，对裂缝进行砂浆填涂，或者使用腻子进行填充。如果是结构性裂缝，不可以随意修补，需要请设计单位参与制定加固方案，判断其实际情况进行补救，通常采取内部环氧注浆、表面加封钢丝网抹面措施，确保其施工质量和表面美观效果。

结语

综上所述，水利工程建筑混凝土施工中，根据相关原因，分析预期需要测算和改善的思路。综合施工过程中的各项措施，从多角度、多观察思路入手，分析其中存在的各类问题，总结分析，预防各项措施和防治方案，更好的避免混凝土裂缝导致的不良影响因素。

参考文献

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