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1、 72 浅谈水利施工中的混凝土裂缝控制浅谈水利施工中的混凝土裂缝控制 Discuss the Concrete Cracks Control in Water Conservancy Construction 柴惠军 1 周剑飞2 Chai Huijun1 Zhou Jianfei2 摘 要 水利施工中的混凝土裂缝， 严重影响了水利工程的 安全性和稳定性，并会给国家和人民带来巨大的经济损失。 本文从水利工程中混凝土裂缝的危害讲起，分析混凝土裂 缝的类型及其产生原因，并对如何控制水利施工中的混凝 土裂缝提出了建议。 关键词 水利施工 混凝土 裂缝 控制 Abstract The concrete
2、 cracks in water conservancy engine- ering can seriously affect the security and stability of the water conservancy project, and may bring huge economic losses to the country and the people. This article start from the dangero- us of concrete cracks in the water conservancy project, and an- alyzes d
3、ifferent types and causes of concrete cracks, and makes recommendations on how to control the water conservancy en- gineering of concrete cracks. Keywords water conservancy construction, concrete, crack, control 一、 引言 社会和国民经济的发展，带动了我国水利基础 设施建设的迅猛发展。大大小小的水利工程不断地 兴建，既服务于农业和工业，又满足了人民生产生 活的需要。在水利建设中，混凝土
4、由于具备取材广 泛、抗压强度高、可塑性强、耐火性好、不易风化、 养护费用低等特点，成为当今水力建筑结构中使用 最广泛的建筑工程用材。由于混凝土是水利设施的 主要构成基础，因此在施工过程中必须确保其完工 质量。混凝土裂缝是水利工程建筑物的常见病害之 一，也是所有水利工程施工中所必须重点解决的病 害问题。施工单位在进行水利施工的过程中必须严 格做好混凝土的施工管理，保证混凝土的质量，消 除水利工程建筑物的安全隐患。 二、 水利工程中混凝土裂缝的危害 1. 混凝土裂缝的存在， 会破坏整体水利建筑结 构的整体性。由于混凝土是其主要的构成部分，承 担着塑造整个建筑的主要压力。一旦有裂缝产生， 就会使整体
5、结构受力不均，产生变形。严重地会使 结构开裂、甚至造成整体坍塌，给水利设施的运行 带来不确定性。 2. 混凝土的裂缝一旦产生，由于受力的庞大， 很容易逐渐扩展变大，加重对建筑整体的损害。而 在水利设施中，其危险之所以更高，是因为裂缝会 导致水的渗入，使混凝土的碱度降低。作为混凝土 支架的钢筋，其纯化膜就会遭受破坏。当水和空气 同时期渗入，钢筋就会被锈蚀，整体混凝土的框架 就会从内部开始衰弱，变成外强中干的建筑。钢筋 这“骨头”一旦疏松，水利设施的使用寿命就必然 大大减少。 3. 裂缝会使混凝土中一系列的化学变化成为 可能。混凝土裂缝的存在，导致水泥水化物中游离 的氢氧化钙Ca(OH)2吸收软土
6、中的水和土孔隙中 的二氧化碳，相互作用形成碳酸钙，这就是常说的 混凝土碳化。而混凝土碳化，又被称为混凝土的癌 症，足见其危害之大。混凝土这个基础一旦从内部 开始崩坏，整个水利设施就会面临危机。 三、 水利施工中可能出现的混凝土裂缝类型及其产 生原因 1. 塑性收缩裂缝 在水利工程中，在混凝土没有完全凝结时就会 发生塑性收缩裂缝。一般在高温多风、天干气热的 气候下，更容易出现这种问题。又或者混凝土浇筑 结束后，没有为其表面及时覆盖遮阳遮风膜，导致 干燥作用强烈。混凝土表面严重脱水，产生裂缝。 塑性收缩裂缝最大的特点是两端细长，中间较宽。 其长度可达 2030 m，宽度约为 15 mm。 2. 干
7、缩裂缝 干缩裂缝一般在混凝土养护期结束后的两个星 期左右出现。混凝土易受外部条件的影响，若表面 水分损失多，则变形较大；内部湿度变化小，则变 形较小。 较大混凝土的表面干缩变形受到内部约束， 产生较大的拉应力，从而产生干缩裂缝。干缩裂缝 多为表面性的网状或平行线状浅细裂缝，宽度一般 在 0.050.2 mm 之间，在较薄的梁板中多沿其短 向分布。 3. 沉陷裂缝 产生沉陷裂缝的主要原因是由于结构地基土质 不匀、松软或回填土不实、浸水，造成了不均匀沉 降。而模板刚度不够、模板支撑间距过大等因素也 可导致沉陷裂缝，尤其是在冬季。支撑于冻土层之 上的模板在冻土层解冻后，受力的改变就会导致不 均匀沉降
8、，裂缝也就由此产生。沉陷裂缝大多具备 深进或贯穿性，其裂缝走向不定，多与沉陷情况有 关。较小的裂缝或与地面垂直，或与地面呈 30 45角方向扩展； 较大的沉陷裂缝则有一定的错位， 裂缝宽度往往与沉降量成正比。但沉陷裂缝有其特 点，就是一旦形成，变化会局限在一定程度上。在 地基稳定下来后，其状态就基本保持不变。 4. 温度裂缝 温度裂缝一般发生在混凝土施工的后期阶段， 其分布极不规则，走向、深度等都无固定规律可言。 在水利施工过程中，由于使用的混凝土数量巨大， 形成的体积也极大，因此在混凝土的内部会聚集大 量的水化热。这些水化热储存在混凝土中，难以散 发出去，就会加速混凝土内部的温度升高。另一方
9、 面，混凝土表面散热性能强，会导致内外温差悬殊。 从而使土体内产生热胀冷缩，加剧了混凝土表面拉 应力的形成。当拉应力达到混凝土抗拉强度的极限 值时，就会产生温度裂缝。 四、 水利施工中混凝土裂缝的控制措施 1. 要严格控制施工所用混凝土质量， 包括材料 质量和配合比例两个方面。 （1）材料质量 水泥是构成混凝土的主要材料，水泥具有早期 强度较高、抗裂性较差的特性。在水化的过程中， 它会释放出一定的热量， 必须对这些热量加以控制。 当这些热量聚集在混凝土的内部时，混凝土内部温 度逐渐升高，内外温差不断增加，就会最终形成温 度裂缝。所以，要选用优质的水泥，要选择水化热 较低、强度等级与混凝土强度等
10、级一致的那一类， 不选择硬性水泥或者强度过高的水泥。尽量选择细 度较差的水泥作为原材料， 提高混凝土的抗裂性能。 同时，对砂石的质量也要严格保证。选用的砂料含 泥量应不超过 1%。级配好、粒径大、强度高的优质 骨料能使混凝土表面积较小，降低空隙率，减少水 泥的用量。从而使混凝土内部的水化热得到降低， 避免了混凝土裂缝的形成。 （2）配合比例 采用混凝土原料进行试拌，通过试验寻求最佳 的配合比例，要求是尽量降低水泥的用量。在配制 混凝土时，可适当掺加 I 级粉煤灰，同时注意合理 控制水胶比，选择二级骨料。另外，添加适量的粉 煤灰有利于减少收缩，缓解温差，增强混凝土的抗 腐蚀性，提高混凝土的和易性
11、。在进行混凝土施工 前，都有专门的试验室按设计要求对混凝土的配比 进行试验。合格后由监理审查后才进行挂牌，并按 规定要求制作混凝土试块。 试验取得了很好的成效， 保证了整个混凝土的质量，从而达到减少出现混凝 土裂缝的目的。 2. 提高施工质量 在水利工程建设中，施工这一环节是主体，是 混凝土设施形成的关键环节。在确保了混凝土的质 量后，就应该着重于施工具体过程中的施工质量把 关。在混凝土施工中，可以采用二次振捣施工工艺， 这是一种简单高效的除混凝土沉缩裂缝的方法。采 用机械振捣方式会比手工捣固方式更好，因为这种 方式得到的混凝土收缩性小。 在振捣时间的把握上， 应根据机械性能决定。一般以 51
12、5 s/次为宜，能 较好地消除粗骨料、钢筋下面的水膜，从而消除沉 缩收缩量。除此之外，采用二次抹压技术也对混凝 土的施工质量有所益处。它能消除混凝土干缩、沉 缩和塑性收缩产生的表面裂缝。此种裂缝是因混凝 土表面水分散失引起的，且一般发生在混凝土加水 至初凝的这段时间内。若采用抹光机械多次提浆、 抹平，并根据地坪的硬化情况去掉圆盘、利用机械 抹光机的抹刀进行多次的纵横方向收光工作等工 序，就能极大提高混凝土的平整度和表面强度，减 少塑性裂缝和干缩裂缝的出现。 3. 做好监督管理工作和混凝土养护工作。 在水 利施工中，由于工程量大、涉及范围广、管理人员 多，在施工时就很难控制好质量问题。 （下转第
13、 84 页） 84 折接角度应为110 b。在试验过程中，对每个地层摆 喷角度、升高速率、浆液比重、压缩气及高压水等 参数进行有效的检测，以获取防渗墙施工所学的相 关参数。表1为高喷灌浆防渗墙施工相关参数表。 3. 施工流程 高压喷射灌浆的施工流程： 钻孔 设施就位、 水、 压缩气及浆液压力的调试 下入三管 喷射 注浆 进浆与回将比重的测试、漏浆与冒浆现象 的检查、漏浆与冒浆的处理 拔出套管、静压灌 浆 移动至下个空位。图 2 为高压喷射灌浆的施 工流程示意图。 （1）钻机就位。钻杆必须保持垂直状态，钻孔 的倾斜率应该低于0.4%。 （2）孔位布置。设计空位和实际空位误差不能 超过2 cm；在
14、钻孔时，必须设置泥浆固壁；停止钻 孔时，必须对孔口进行有效的防护，以避免塌孔现 象的产生。 图2 高压喷射灌浆的施工流程示意图 （3）在地面上，对高压水、压缩气进行试验， 然后按照设计要求将喷射灌浆管下至相应深度，并 依据相关施工参数进行喷射灌浆。当浆液返回至孔 口时，才能升高喷射。 （4）喷射完成后，通过回浆作用，对已经喷射 孔进行回灌，直至孔口处的浆面不再沉降。 （5）对钻孔作业、地层状况、掉钻现象、漏浆 现象及处理方法等进行详细的记录，对高压喷射灌 浆施工参数、材料数量、高喷压力、浆液问题及处 理方法等进行详细且准确的记录。 四、 结语 综上所述，在堤防加固工程中，利用高压喷射 混凝土技
15、术，在根石中建造斜桩，起到抗滑稳定的 作用。为达到设计要求的高喷灌浆施工质量，必须 先进行现场围井试验，做好全过程质量管理，控制 好关键环节，才能保证工程质量。 参考文献 1王科.喷射混凝土在钢筋混凝土结构加固工程中 的应用研究D.西南交通大学,2006. 2李荣,叶权胜.高压喷射灌浆在堤防基础防渗工 程中的应用J.城市道桥与防洪,2009. （作者单位：肇庆市水利水电勘测设计院，肇庆 526000） （上接第 72 页） 因此，必须建立专门的监督管理部门，对水利 施工进行全面科学的监督管理。特别是要完善混凝 土工程这一块的质量监督，消除由于施工质量不佳 所带来的水利工程的安全隐患。同时，管理
16、方也要 在施工结束后，加强对水利设施的养护。及时发现 混凝土裂缝，评估裂缝严重程度，采取措施进行补 救。 五、 结语 在水利施工中，混凝土裂缝的控制工作关系到 整个水利工程的安全。混凝土裂缝虽然可能只是整 个大型水利工程建筑中极不显眼的一个缺陷，但有 着加剧变大的隐忧存在，这关系到整个水利混凝土 设施的寿命和安全。因此，在水利施工中，明确混 凝土裂缝的危害、了解混凝土裂缝的类型和产生原 因、寻求措施尽量减少裂缝的产生，是所有水利工 程建设者所必须关注和做到的。 参考文献 1阮文刚.论建筑工程项目施工中混凝土裂缝的控 制技术J.商品混凝土,2012(09). 2李涛涛.浅谈水利施工中混凝土裂缝的防治技术 J.中国水运,2010(02) . 3李炳荣,刘晓峰.浅析水利工程施工中混凝土裂 缝的防治J.水利科技与经济,2012(04). 4方珍元.试谈水利工程中混凝土裂缝的成因与防 治J.农业科技与信息,2008(12). 5刘继磊.浅议水利施工中混凝土裂缝
