水利工程建设中混凝土施工裂缝防治探讨

水利工程建设中混凝土施工裂缝防治探讨

管富

浙江省庆元县水利局 浙江丽水 32380

摘要：由于混凝土结构具有较高的强度以及防渗能力，因此被广泛应用于水利工程的建设中。不过受混凝土混合物自身特点限制，其比较容易产生裂缝问题，客观上对水利工程整体结构的安全性以及耐久性产生的不利的影响。本文将对水利工程施工特点以及混凝土裂缝形成的主要原因进行分析，并在此基础上提出防治混凝土裂缝的有效措施，以促进混凝土施工质量的提高，为水利工程的结构安全以及各项功能的正常发挥提供技术保证，促进水利事业的现代化发展。

关键词：水利工程；混凝土施工；裂缝成因；防治措施

混凝土是水利工程建设中最为常见的施工材料之一，混凝土的应用对于提高水利工程整体结构强度以及施工效率均起到了重要的作用。但是水利工程特别是大坝枢纽工程的混凝土结构普遍都是大体积混凝土，比较容易受到水化热、环境温度变化以及施工操作等多种因素的影响而产生裂缝问题，这会给水利工程的结构安全带来较大的风险隐患。因此施工单位应高度重视混凝土裂缝问题，加强对施工经验的总结，对裂缝成因进行全面的分析。同时，施工单位应采取科学的混凝土裂缝防治措施，有效降低裂缝发生的几率，不断优化施工工艺，提高施工质量，为我国水利建设事业的发展提供重要的技术支持。

一、水利工程建设中混凝土施工裂缝成因分析

在水利工程项目的建设中，混凝土裂缝是较为常见的质量缺陷，其会对水利工程整体结构的安全性、稳定性以及使用功能的发挥产生较大的影响。根据对水利工程中混凝土裂缝问题的总结发现，干缩裂缝、温度裂缝、塑形收缩裂缝、沉降裂缝以及施工裂缝是发生几率较高的类型类型。其中干缩裂缝常出现在混凝土构件养护后。多表现为细小网状特征，且宽度一般在0.05mm到0.2mm之间。而塑性收缩裂缝则多出现在混凝土凝固前阶段，其通常呈两边细中部宽特点，而长度不等，部分塑形裂缝存在不连续现象。温度裂缝是水利工程混凝土施工中的重要类型之一，其往往为无规律性走向的浅表裂缝。但当裂缝程度加重后，也可能会呈现连续性网状特点。根据对水利工程施工实践经验的分析发现，环境温度变化会直接影响温度裂缝的具体形态特点。通常当环境温度较高时，温度裂缝的宽度相对较窄，而当环境温度较低时，温度裂缝的宽度则会加大。同时，在水利工程的施工中，混凝土结构也比较容易产生沉降收缩裂缝。大部分沉降收缩裂缝成梭形特点，且此类裂缝的深度一般较深，并可能形成贯穿性裂缝，对水利工程结构的稳定性会产生较大的影响。

（一）受施工材料性质特点因素的影响

混凝土是水利工程建设中最为常用的施工材料，其一般由粗细骨料、水泥和水混合而成。但是混合物中的水泥在遇水后会发生水化反应，并产生大量的水化热，这会使混凝土构件内部温度过高，并与混凝土构件外部环境温度之间形成较大的温差[1]。在温度应力的作用下，混凝土构件就会出现裂缝问题。温度裂缝是水利工程建设中混凝土施工中较为常见的裂缝类型，也是裂缝防治的重难点之一。

（二）受混凝土混合料配合比因素的影响

部分水利工程项目的施工过程中，在设计混凝土混合料的配合比时未能全面考虑工程项目结构特点、施工要求、工程区域的气候条件以及施工周期等多种因素，所选择的骨料或者水泥的类型型号等不合理，或者未能科学确定混凝土混合料中各成分的具体用量，存在水泥用量过多、用水量过多，以及所采用的外加剂、掺料的种类不合理、掺入量不准确等问题，这些问题都会在不同程度上影响混凝土混合料的整体性质特征，进而导致水利工程混凝土构件出现裂缝等质量缺陷。因此，混凝土混合料配合比不合理是导致水利工程产生结构裂缝的重要因素之一。

（三）受混凝土构件内外温差因素的影响

由于水利工程的建设规模往往相对较大，客观上要求进行大体积混凝土的浇筑施工。而当混凝土结构的体积和厚度较大时，其构件内部的水化热难以快速散发，这会加大混凝土构件的内外温差，进而使得混凝土构件受应力作用影响而在其表面产生温度裂缝。

（四）受施工操作因素的影响

在水利工程建设中混凝土施工中，部分施工单位所制定的施工方案不合理，且未能对混凝土的浇捣、养护施工等工序进行严格的监督管理，导致施工人员操作不规范，出现了例如分层厚度或分段长度控制不准确、分层浇筑间隔时间过长、振捣密实度达不到施工要求以及养护措施不到位等施工质量问题，这不仅会导致混凝土构件出现严重的裂缝问题，而且还会对水利工程混凝土结构强度、承载能力以及耐久性等均产生不利的影响，给水利工程混凝土施工的质量安全带来较大的风险隐患。

（五）受工程区域地质因素的影响

水利工程项目往往建设在地质条件较为复杂的地区，工程区域可能存在较为丰富的地下水，或者在工程区域有软土层广泛分布，这不仅加大了工程施工的难度，而且也比较容易产生沉降不均匀等问题，这会在客观上导致水利工程的混凝土结构形成沉降裂缝。因此在水利工程的施工中必须高度重视地质因素，加强对工程区域地质特征的勘察了解，并以此为基础制定相关施工方案、确定混凝土混合料的具体配比，采取相应的混凝土施工工艺，才能有效防止混凝土裂缝问题。

二、防治水利工程建设中混凝土施工裂缝的有效对策

（一）严格控制混凝土混合物中各原材料质量性能

为防止水利工程建设中混凝土出现裂缝问题，施工单位应从混凝土混合物中各种原材料质量性能的控制环节入手，以有效减少裂缝出现的几率。施工单位应在施工现场设置实验室，严格按照设计标准加强对混凝土中粗细骨料、水泥、搅拌用水以及各项外加剂的各项指标参数的检测控制，确保粗细骨料的粒径、级配、含泥量和含水量等均符合设计要求。同时，施工还应加强对搅拌用水水质的检测，确保其能够按照相关技术规范的要求达到饮用水标准。水泥既是混凝土混合物中的重要组成成分，也是水化热产生的主要来源，因此对水泥质量性能的检测控制也成为了防止水利工程混凝土裂缝的关键性环节。施工单位应尽量选择低水化热的硅酸盐类水泥，且在每一批次的水泥进场前均要进行详细的检测，以确保各批次水泥的主要指标参数相一致。在检测中如发现水泥标号、生产日期以及相关参数达不到水利工程混凝土施工要求时，应采取退回的处理方式，严禁不合格产品进场使用[2]。施工单位对所使用的矿渣或者粉煤灰等掺料以及减水剂等外加剂的种类、型号以及质量性能也需要进行全面的检测，从而为实现对水利工程混凝土裂缝的有效控制奠定良好的基础。

（二）优化混凝土配比

优化混凝土配比是防治水利工程建设中混凝土施工裂缝的有效对策之一。施工单位在制备混凝土时，应通过制作混凝土试件等方式对混凝土的设计配合比进行现场验证分析，并要根据试验检测结果以及施工现场的实际情况对混凝土混合物的配比进行进一步的优化，以科学确定各成分之间的比例关系，合理选择掺料以及外加剂的种类型号和掺入量。从而达到降低混凝土裂缝产生几率的目的。

（三）严格控制混凝土混合料拌和质量

在制备混凝土时，施工人员应按照已确定的配比要求严格控制各成分的用量，且应对混合料进行均匀充分的搅拌。搅拌时应准确控制搅拌时间，并应在完成首盘混凝土的搅拌后，对混凝土混合物要进行随机取样检测，以确认其各项指标参数是否符合设计标准，工作性能是否满足施工要求，且混合物的质量性能是否均匀一致。在检验无误后才能继续制备混凝土。拌和完毕的混凝土应及时使用完毕，如混凝土已出现初凝现象时不得继续使用或者在施工现场采取加水措施，以保证水利项目建设中混凝土工程的施工质量，避免产生裂缝问题。

（四）提高混凝土施工的规范性

由于在水利项目建设中的混凝土工程规模往往较大，需要进行大体积混凝土的浇筑，更容易产生裂缝问题。因此为有效防治混凝土施工裂缝，施工单位应制定科学的施工方案，合理确定分段长度以及分层厚度等各项关键性工艺参数，提高施工技术工艺应用的有效性。在混凝土的浇捣施工中，一般应采取分段、分层的浇筑方式，以加快混凝土内部的散热速度。在分层浇筑施工时，每层的浇筑均应连续进行，不得随意中断。施工人员应严格遵守操作规范，准确控制分层厚度以及分层浇筑的间隔时间，以防止下层混凝土凝固，在两层之间形成冷缝[3]。在混凝土的浇筑施工的同时，应及时进行振捣。施工人员应结合现场情况合理选择振捣设备，科学布设振捣点。在振捣上层混凝土时，振捣棒应插入至下层混凝土内，且应振捣均匀、充分，并要准确控制振捣时间，以防止出现漏振或者过振等问题，影响混凝土施工质量。

在完成浇捣作业后，施工人员应根据施工现场的温湿度参数采取覆膜保湿、洒水养生或者蒸养等养护措施，且应合理确定养护时间，以防止混凝土构件表面出现裂缝。当混凝土强度达到设计强度标准后才能将模板拆除。拆模时应避免破坏混凝土构件表面或者棱角部分。如在拆模后发现混凝土构件表面存在麻面、蜂窝等质量缺陷时，则应采取相应的修补处理措施，以保证混凝土结构的完整性。在水利工程建设中，只有严格按照混凝土施工规范要求，并做好成品保护措施，才能有效防治混凝土施工裂缝问题。

（五）动态监测混凝土施工过程中的温度变化

温度因素是导致水利工程建设中混凝土施工产生裂缝问题的关键性影响因素。施工单位应加强对施工现场环境温度的监测，并要注意混凝土构件内外温差变化，采取科学有效的防治措施，才能避免混凝土裂缝的形成，保证水利工程混凝土结构的完整性和安全性。水利工程的建设周期往往相对较长，往往会遇到高温或者严寒天气。施工单位应加强与水利工程所在地区气象部门之间的沟通，充分了解工程区域的气候条件和气候变化特点，在确定混凝土工程的施工时段时，一般应尽量避开高温或者严寒季节，以避免混凝土由于施工时温度过高或者过低影响而出现裂缝。如受施工工期等客观因素的限制时，则应采取必要的遮阳降温或者保温措施，且应尽量避免在一天中的温度较高或者过低时段进行混凝土浇筑施工。在混凝土的浇筑过程中，施工单位应加强对入模温度的控制，并要根据温度变化及时采取相应的控制措施。为准确掌握并调节混凝土构件内部的温度变化，施工单位可以采取在混凝土构件内埋设测温元件和通水管的方法，一旦发现混凝土构件内外温差过大时，应及时通入冷却水降温，从而防止温度裂缝的形成。

三、总结

为保证水利工程结构的安全性以及其各项功能均能够充分发挥，施工单位应高度重视水利工程建设中的混凝土裂缝问题。在施工实践中，施工单位应根据对施工经验的总结以及对裂缝主要成因的分析来制定科学的混凝土施工方案，合理选择施工时段，严格控制混凝土原材料的质量性能和配合比，提高施工操作的规范性和准确性。同时，施工单位应积极进行技术创新，不断改进浇捣施工工艺，以确保混凝土施工质量达到设计标准要求，从而有效防治裂缝问题。

参考文献：

[1] 海卫华. 水利工程施工中混凝土裂缝的防治技术研究[J]. 工程与建设,2022,36(4):1124-1125.

[2] 侯莉. 谈水利施工中混凝土裂缝的防治技术[J]. 建筑·建材·装饰,2022(8):95-97.

[3] 李加顺,刘丽. 水利工程混凝土结构裂缝成因及其防治措施[J]. 散装水泥,2021(5):93-95,98.