水利工程施工中控制混凝土裂缝的技术研究

引言

混凝土裂缝是水利工程施工中的常见问题，通常因施工工艺、材料质量、设计方案等因素的综合作用所产生，这些裂缝轻则表现为微细裂缝，严重时会出现不同程度的裂隙，对工程结构整体性能和稳定性造成不良影响，甚至会诱发水密性问题，不利于水资源的有效保护与管控。因此，施工单位要结合水利施工特点，着重提高对混凝土施工的重视程度，结合常见混凝土裂缝问题，采取针对性的防治施工技术，保障混凝土施工质量，促进水利工程按时保质地建成。

1 水利工程施工中控制混凝土裂缝的必要性

① 保证工程质量，水利工程施工中，控制混凝土裂缝是保证工程质量的需要。如各地的蓄水设施建设，发挥防洪、灌溉、发电方面的作用，控制其施工过程中的混凝土裂缝，可以使蓄水设施常规履行其功能。反之，出现裂缝的蓄水设施挡水能力下降，且水流对混凝土结构内部、金属结构的侵蚀破坏比较显著，会降低设施的使用寿命，并加大决堤风险，设施在灌溉、发电方面的作用也对应削弱。以技术性手段控制蓄水设施混凝土结构裂缝，使其质量得到保证，可减少上述问题的发生概率，为设施持续发挥作用提供保障。 ② 减少安全隐患，水利工程的作用比较多样，具有社会、经济方面的价值，出现质量问题的混凝土结构，其功能被破坏，也会增加安全问题的发生概率，阻止裂缝控制，则有助于削减工程安全隐患。以护堤为例，出现在护堤表面的裂缝导致、加剧了渗透问题，会增加护堤损坏和决堤风险。护堤下部、堤基部位的混凝土裂缝，也会加剧渗透隐患且隐蔽性较强，早期难以被察觉，一旦出现洪水，护堤被冲垮的可能性也较高。在护堤施工过程中加强混凝土裂缝控制，可以直接减少上述问题的发生概率。与此同时，护堤使用寿命得以延长，降低了后续维修、重建方面的资金支出，也减少了汛期维护护堤带来的安全风险，具有多样化的积极作用。

2 水利工程施工中控制混凝土裂缝的技术

2.1 设计阶段的控制技术

配合比优化。适当降低水胶比可以减少混凝土的收缩和泌水，提高抗裂性能。通常推荐水胶比控制在 0.4-0.5 之间，以确保混凝土具有良好的工作性和抗裂性能。采用高效减水剂降低水胶比的同时保持混凝土的流动性，提高密实度，减少塑性收缩裂缝。适当控制水泥用量，避免过量使用水泥引起的水化热过高，从而减少温度裂缝的发生。采用连续级配骨料，即粗细骨料的合理搭配，减少混凝土收缩，提高密实度。通常推荐使用 5.20mm 级配合理的碎石作为粗骨料。选用低吸水率、高强度的骨料，降低混凝土的收缩和膨胀，减少因体积变化导致的裂缝。适当增加粗骨料的用量，相较于细骨料而言，粗骨料的变形较小，可以降低混凝土的收缩率。在混凝土中掺入适量的膨胀剂，可以补偿水泥硬化过程中的收缩，提高抗裂能力。适量掺加引气剂可以改善混凝土的抗冻性和抗渗性，并减少因水分迁移导致的收缩裂缝。结构设计优化。通过均匀分布钢筋，避免局部应力集中，防止裂缝沿钢筋分布形成。采用抗裂钢筋，提高混凝土结构的抗裂能力。适当增加钢筋保护层厚度，通常 ≥30mm ，避免钢筋锈蚀导致的裂缝扩展。采用分布筋与温度筋结合设计，确保温度变化不会导致较大的裂缝。大体积混凝土浇筑时，可采用分段施工、后浇带等措施，减少温度应力的影响。设立膨胀缝或伸缩缝，避免因温差变化导致的约束裂缝。伸缩缝间距推荐控制在 30-50m 之间，以减少温度应力引起的裂缝。

2.2 施工工艺控制

施工工艺的合理与否直接影响混凝土的质量和裂缝的产生。在混凝土浇筑过程中，应严格控制浇筑顺序和浇筑速度，避免因浇筑过快而导致混凝土堆积过高，产生离析现象。对于大体积混凝土，应采用分层浇筑、分层振捣的方法，每层浇筑厚度不宜过大，一般控制在 30-50cm 之间，以保证混凝土能够充分振捣密实，减少内部气泡和空隙的存在。振捣是混凝土施工中的关键环节，应选用合适的振捣设备，按照规定的振捣时间和振捣方法进行操作。振捣要均匀、密实，避免漏振、过振现象。漏振会导致混凝土不密实，容易产生蜂窝、麻面等缺陷，进而发展为裂缝；过振则会使混凝土中的骨料下沉，水泥浆上浮，造成分层离析，影响混凝土的强度和均匀性。混凝土浇筑完成后，应及时进行平仓和抹面处理，以消除混凝土表面的早期裂缝。在混凝土初凝前，应进行二次抹面，以弥补表面的收缩裂缝。同时，对于施工缝的处理也至关重要。施工缝应设置在结构受力较小的部位，在浇筑新混凝土前，应将施工缝表面的浮浆、松动石子等清理干净，并浇水湿润，然后铺设一层与混凝土同配比的水泥砂浆，以保证新老混凝土之间的良好结合，减少施工缝处裂缝的产生。

2.3 控制好混凝土温差

针对温差因素所导致的裂缝问题，水利施工现场要注重对混凝土温度的控制，要求正式施工前期，结合现场气候环境和地质条件，确定合适的温度标准，为接下来的混凝土浇筑、振捣、养护等各阶段施工温度控制提供参考，避免因内外温差过大而发生裂缝等质量问题。例如：若在冬季温度偏低的地区中开展水利施工作业，现场要根据混凝土情况，优化施工温度设计，结合当地最低温度确定相适应的加热措施，并在外层覆盖保温材料，从而减少热量的散失，努力将混凝土温差控制在合理范围内。同时，施工现场安排专人进行温度监测，动态了解混凝土内外部的温度差异和变化情况，结合施工现场实际合理调整水灰比，添加防冻剂，将温差控制到最低，从而规避裂缝现象。

2.4 养护管理

混凝土浇筑完成后的养护工作是防止裂缝产生的关键环节。养护的主要目的是保持混凝土表面的湿润，减缓混凝土的水化热释放速度，促进混凝土强度的增长，减少收缩裂缝的产生。在混凝土浇筑完成后，应及时覆盖塑料薄膜、草袋等保湿材料，避免混凝土表面水分过快蒸发。对于大面积的混凝土结构，如大坝、渠道等，可采用洒水养护的方法，保持混凝土表面始终处于湿润状态。养护时间应根据混凝土的强度等级、水泥品种和环境条件等因素确定，一般不少于 14 天。对于掺有矿物掺合料的混凝土，养护时间应适当延长。在养护过程中，还应注意控制混凝土的温度变化。对于大体积混凝土，应加强温度监测，当混凝土内部与表面的温差超过规定值时，应采取保温措施，如覆盖保温被等，以减少温度应力。同时，应避免在混凝土表面受到剧烈温度变化的环境下进行养护，如在高温天气下突然浇水降温，会导致混凝土表面产生温度裂缝。

结语

混凝土裂缝的控制是水利工程施工中的一项重要任务，直接关系到工程的质量和安全。在实际工程施工中，应根据工程的具体情况，综合运用这些技术措施，制定科学合理的施工方案，加强施工过程中的质量控制，以最大限度地减少混凝土裂缝的产生。未来，随着水利工程建设技术的不断发展，还需要进一步深入研究混凝土裂缝的形成机理和控制技术，为水利工程的安全、稳定运行提供更加可靠的技术保障。

参考文献

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