基于水工建筑裂缝原因及控制措施研讨

摘 要：随着水利工程建设脚步的不断加快，对其施工质量提出了新的要求，研究水工建筑裂缝原因及控制措施有着重要意义。本文首先介绍了水工建筑裂缝的不同种类及各自出现的原因，以此为基础，从多方面提出了水利工程施工中混凝土的防裂对策，最后结合相关实践经验，就水工建筑裂缝的有效处理方法进行了探讨，阐述了个人看法。

关键词：水工建筑；裂缝；原因；控制措施

一、前言

水工建筑的裂缝对于水工建筑的安全可靠构成了重要影响，研究其裂缝出现的原因，并提出合理化的控制措施势在必行。本文立足客观实际情况，从多方面研究了裂缝出现的原因，希望有助于相关工作的实践。

二、水工建筑裂缝的种类及出现原因探讨

1.收缩裂缝。混凝土微观裂缝一般肉眼看不到，它是内部固有的一种裂缝，也是不连贯的。宽度在0.05mm以下这种混凝土本身固有的微观裂缝，在荷载不超过设计规定的情况下视为无害。但宏观裂缝则要认真分析判断其形式。宏观裂缝一般则认为是宽度大于0.05mm以上的裂缝。收缩裂缝：即在施工阶段因水泥水化热及外部气温的作用引起混凝土收缩而产生的裂缝。收缩裂缝多为规则的条状，很少交叉，常发生在结构的变截面处，往往与受力钢筋平行。这种裂缝多发生在大体积的混凝土和梁、板、柱等块体构件，危害较大，尤其是暴露在大气中的构筑物影响更大。如不加以防止，很可能会造成严重后果。

2.超载裂缝。即混凝土构件超载使用时，造成变形、受力不均等原因产生的裂缝，一般均发生在构件受力弯矩最大的部位，成条状，但分布不像收缩裂缝那样均匀，扩展方向也相反，一般沿受力钢筋垂直方向或斜向发展。产生超载裂缝的原因，往往是在施工中构件上受到了不适当的施工荷载或者上部建筑物过早施工。

3.沉降裂缝。即因地基差异沉降或构件结合不良、剪应力超过设计强度而产生的一种混凝土裂缝，多见于填土地基、桩基沉降不均匀的各种基础与墙体。这种裂缝一般与地面垂直，或成30°～40°角方向发展，宽度因荷载大小而异，与沉降值成比例。沉降裂缝危害极大，并且很难处理。因此在设计上必须采取有效措施，在先期探测、施工和使用过程中斗要加强观测和巡视。

4.温度裂缝。温度裂缝多发生在大体积混凝土表面或温差变化较大地区的混凝土结构中。温度裂缝的走向通常无一定规律，大面积结构裂缝常纵横交错；梁板类长度尺寸较大的结构，裂缝多平行于短边；深入和贯穿性的温度裂缝一般与短边方向平行或接近平行，裂缝沿着长边分段出现，中间较密。高温膨胀引起的混凝土温度裂缝是通常中间粗两端细，而冷缩裂缝的粗细变化不太明显。此种裂缝的出现会引起钢筋的锈蚀，混凝土的碳化，降低混凝土的抗冻融、抗疲劳及抗渗能力等。

三、水利工程施工中混凝土的防裂对策分析

1.设计优化

在水利工程的设计过程中，应根据工程所在地的气候条件来进行混凝土配合比的合理选择，并且应在容易产生温度裂缝的部位设置一些温度钢筋来进行抗拉，同时钢筋的保护层厚度则应尽量选取规范允许的较小值，以避免因为保护层度过大而导致温度裂缝的产生；另外还可以通过合理地设置后浇带和伸缩缝的方法来将大体积混凝土分隔成为规则的小块结构，并通过合理巧妙的混凝土结构形状的设计，来增加混凝土水化热的散热面积，从而避免其内部温度的升高过快，从而减少应力的集中情况并防止温度裂缝的产生。

2.材料控制

混凝土水化热的大量释放是导致大体积混凝土产生温度裂缝的主要原因，所以大体积混凝土显然应当尽量选择水化热较低的水泥，并通过掺加粉煤灰等掺合料的方式来尽量减少水泥的用量。对于混凝土的粗骨料，则应选用级配良好、强度高和粒径大的粗骨料，以降低混凝土的收缩变形，同时还应严格控制其含泥量及其它有害物质的含量。对于混凝土的细骨料，则应在满足泵送的前提下，尽量选用细砂或中砂，从而通过获得较小的表面积和空隙率的方式在一定程度上降低水泥的用量。

3.混凝土施工控制

在混凝土浇注施工过程中，试验人员要现场跟班作业，随时测定坍落度和和易性变化情况，及时通知搅拌站进行调整。混凝土作业人员须经培训后上岗，要定人、定位、定责，分工明确，尤其是钢筋密布部位、端模、拐（死）角部位指定专人进行振捣，技术员、施工员应现场跟班指挥。混凝土振捣以插入式振捣为主，插入振捣厚度以30cm厚为宜，要垂直等距离插入到下一层5～10cm左右，其间距不得超过60cm。施工人员要一边振捣、一边观察，防止漏振或过振。由于梁体钢筋密集，为保证施工质量，拟采取如下措施：混凝土由拌和站集中拌和、由混凝土罐车、运送到位，汽车泵泵送入模板；混凝土浇注分层厚度为30cm左右，混凝土采取适当的缓凝措施，保证梁体混凝土在最先浇注的混凝土初凝前全部浇注完毕；将所有部位振捣密实，密实的标志是混凝土停止下沉，不再冒气泡、表面呈现平坦、乏浆，每处振捣完毕后，慢慢提出振动棒，避免碰撞模板、钢筋、预应力管道和其他预埋件。

4.混凝土保养上控制

水工建筑物混凝土在保养上，要考虑到水泥干缩性的特性，在硬化初期水份不足时混凝土就会产生裂缝。对此，可以加强混凝土养护，定时浇水；从温差方面考虑，混凝土内外温差变化大，会加剧干缩以及收缩作用，解决的办法是在混凝土适当部位预留若干伸缩缝；由应力太过集中引起的混凝土裂缝，可以在混凝土板面增设若干的钢筋网或者缩小钢筋间距；水工建筑物混凝土强度未达到设计的要求，并且提前加荷，使混凝土构件发生过载情况而在混凝土板底产生裂缝，解决的方法策略是掌握好混凝土的拆模时间，避免提前加载，没有拆模时也不要在混凝土的板面上放载过多的物件。

四、裂缝的有效处理方法

水工建筑混凝土施工过程中通常会出现一些裂缝，因此需要对其进行有效的处理，如修复或加固，避免裂缝的扩大。一般都会用到以下几种方法：1、表面修补法。碰到一些较窄的裂缝通常会用表面修补的方法进行处理，这样不仅可以有效的恢复构建的外表美观，同时还能提升耐久性。表面修补一般都是沿着混凝土裂缝表面铺设一些环氧类树脂或树脂浸渍玻璃布的薄膜材料。2、充填法。混凝土裂缝比较宽时，通常用充填的方法进行处理。一般在裂缝位置凿槽，再用树脂砂浆材料、水泥砂浆或是沥青材料进行填充。3、压注修复。混凝土裂缝较窄但是又比较深的情况时，可以采用压力注入的方式进行裂缝的处理，首先将裂缝处设置注入用的导管，但同时将其他部位封住，随后用电动泵或手动泵将低粘度环氧树脂注入导管进行裂缝的修补。4、通过围套、钢箍、粘贴等对裂缝进行加固。当出现的裂缝已经影响了构建物结构安全时则可以采用以上加固的方法进行裂缝的处理。围套加固是指在结构外部用钢筋进行围套，用以提高承载能力；钢箍加固是在裂缝部位加一些螺栓或是钢套箍将构件箍紧，用以防止裂缝扩大和增加结构的承载力；粘贴加固法则是用改性环氧树脂和粘结剂将钢板或型钢粘结到构件混凝土裂缝的表面，使钢板或型钢与混凝土形成一体，并共同工作。但是粘贴前应该将钢板或型钢表面清理干净，混凝土也应该保持干燥，并且粘贴厚度最好在1—4mm之间。

五、结束语

通过对水工建筑裂缝原因及控制措施的研究分析，我们可以发现，在当前各种条件下，引起水工建筑裂缝出现的原因是多方面的，有关人员应该从这些原因的客观实际出发，研究制定最为切合实际的裂缝控制措施。

参考文献：

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