中国葛洲坝集团三峡建设工程有限公司湖北宜昌443002
摘要:近年来,随着我国基础设施建设的深入推进和不断发展,作为基础设施建设的水利水电工程也取得了长足的发展。而在水利水电工程建设中,混凝土裂缝对于整个水利水电工程的建设质量与使用耐久性有严重的直接影响,也逐步成为水利水电工程施工中控制的关键点。基于此,本文从加强水利水电工程混凝土裂缝防治的必要性开始入手,针对水利水电工程混凝土裂缝的产生原因进行了多角度的深入分析,并结合笔者水利水电工程施工实践提出了针对混凝土裂缝生成的预防对策,以期能够为从事水利水电工程项目施工的同行同业者们在实际项目的建设施工中有效预防混凝土裂缝的产生提供帮助。
关键词:水利水电工程施工;混凝土裂缝;成因;预防对策
引言
随着我国经济水平的提高及基础设施建设的推进,水利水电工程建设越发受到政府的重视。作为衡量水利水电工程建设质量的重要指标,裂缝以其直观性和直接性颇受重视。作为水利水电工程安全性和耐久性的核心评价指标之一,混凝土裂缝的存在会产生水渗透的风险,甚至会对整个工程造成不可预计的破坏。因此防止混凝土产生裂缝成为研究工作的重中之重。
1水利水电工程施工的特征
由于水利水电工程施工涉及环节众多,需要消耗巨大财力物力,所以相比其它工程其施工周期更长。所以针对这些因素,水利水电工程必须保证建设的质量。在影响水利水电工程施工的众多因素中,环境因素占据了较大比重。常见的地形、地质、水文等都是影响工程建设的不稳定因素,严重影响了施工质量和施工安全。所以工作人员应该在熟练掌握水利水电工程概况的基础上,认真严格地对待施工的每一个环节。及时发现可能存在的安全隐患并做出判断和分析,建立明确严格的施工标准体系,尽量减少质量事故发生的概率。
2水利水电施工中的混凝土裂缝的分类
2.1干缩裂缝
混凝土构件养护工作结束后的十五天内是干缩裂缝的高发期,究其原因不仅是养护方式不科学,自然环境的改变也是不可忽视的重要因素,双重因素下混凝土产生失水干缩现象。如果干缩应力比内部抗拉应力更大就会导致干缩裂缝,该种裂缝在外观上呈网状分布,尽管不会对水利水电工程的运作产生致命危害,但会削弱混凝土结构的抗渗和抗压能力,缩短正常使用时间,会为其它裂缝产生创造条件,对将来水利水电工程的正常运作造成危害。
2.2塑性收缩裂缝
塑性收缩裂缝主要是由于水分流失导致,主要发生在混凝土未完全凝固之前,这是其与干缩裂缝相比最显著的不同之处。倘若外界风力强或太阳暴晒,混凝土外层的水分便会迅速汽化,由此造成内部压力不均衡,塑性裂缝便应运而生。通常情况下收缩性裂缝呈现出两边窄中间宽的形状,无法保证水利水电工程将来的安全运行。
2.3沉陷裂缝
混凝土结构中的沉陷裂缝是由于地基不均匀沉降引发的,归根结底是工作人员没有对软土基层迅速做出妥善、合理和科学的加固处理所致。水工运行阶段是该裂缝出现的高发阶段,该种裂缝属于贯穿性裂缝,地基下沉的方向和深度会决定其开裂的宽度,倘若地基下沉后裂缝宽度愈发增大,会不利于水利水电工程混凝土结构的稳定和加固;倘若地基沉降后没有发生其他变化,沉陷裂缝便会一直处于刚刚出现时的形态。
2.4温差裂缝
温差裂缝是混凝土内部和外部的温度不均衡所致,这种情况通常发生于混凝土浇筑和养护阶段,水泥本身的水化热反应可在短时间内释放出巨大的热量,外表热量能够迅速消散,表面温度得以冷却,然而混凝土内部却积蓄着不易散发的热量,内外受热不均所产生的巨大张力导致裂缝的出现。该种裂缝主要产生于分洪和大坝施工的过程中。
3水利水电工程混凝土裂缝的预防对策
3.1严抓混凝土原材料选取,优化配合比设计
1)对混凝土原材料进行试拌,在保证混凝土硬化后达到设计强度及要求的和易性和耐久性的基础上计算各种材料的用量。2)水泥应选择普通硅酸盐水泥且不得低于32.5级,粗骨料依据试拌结果可采用二级配,尽可能地减少水泥用量,可添加一级粉煤灰,按规范要求将水胶比控制在允许的范围之内。掺入的粉煤灰可有效改善混凝土的和易性,对减少混凝土收缩,提高混凝土抗腐蚀性具有良好的促进作用。3)要在裂缝易发部位布置钢筋。例如,在裂缝易发生的孔洞周围,或者转角处布置适量钢筋,减少混凝土承担的拉应力,以有效控制裂缝的产生及扩大。4)要注意降低工程结构的约束度,在保证混凝土中钢筋保护层符合规定的基础上,厚度尽可能地取最小值,以减少混凝土裂缝的发生。
3.2采取适宜的有效预防措施
1)塑性收缩裂缝的预防措施。在原材料的选择时一般选用干缩值较小,且强度较好的硅酸盐或普通硅酸盐水泥,要严格控制混凝土的水灰比。在浇筑混凝土前,要将施工基层和模板用水均匀湿透,并在表面及时覆盖薄膜进行保护(也可在混凝土的表面喷洒养护剂),以保证混凝土的湿度。在高温和大风天气进行施工时,要做好防风和遮阳措施,以防止裂缝的产生。2)沉降裂缝的预防措施。在水利水电工程施工时,保证施工地基的稳定性尤为重要。若施工地基为松软土时,在施工前必须进行夯实并采取必要的加固措施。在施工中模板要保证具有足够的强度和刚度及较强的支撑力,同时在施工时要保证地基均匀受力。模板要在规定的时间内进行拆模,拆模的顺序要严格按照规定执行。3)温度裂缝的预防措施。为有效减少与避免温度差所造成的温差裂缝,可优先选用水化热较低的矿渣水泥,减少因水泥水化热而造成的温度差,或有效控制和减少浇筑层厚度,通过分层浇筑提高每个浇筑层的散热能力减少混凝土内外温差,或通过加强振捣提高混凝土密实度,提高水利水电工程混凝土的抗裂性能,或通过延长混凝土养护时间,通过外部保温保湿,减缓混凝土的散热速度,防止因快速降温而导致的温度裂缝。4)避免混凝土基础不均匀沉降。为有避免混凝土基础的不均匀沉降,应对施工工序进行合理安排,并有效减轻结构自身及其附属物的重量,或通过改善混凝土结构的措施来进行裂缝预防。
3.3加强混凝土的养护管控
对混凝土进行养护不仅能预防初期产生裂缝,对后期混凝土的稳定性也具有一定的促进作用。首先,在混凝土拆模后要及时铺草浇水或挂草帘进行养护保湿,以保障其后期承压能力及强度符合规范要求。其次,要加强混凝土表面保护层厚度,防止钢筋锈蚀问题的产生。在水利水电工程混凝土施工中,要严格控制混凝土的密实度,防止空气进入,也可在混凝土表面涂刷聚合水泥砂浆、环氧树脂等防腐层。也可选择抗腐蚀性强的混凝土材料或钢筋材料。要严格避免使用碱骨料,必须使用时可选择优质骨料或选择含碱量低的水泥,并采用中性水进行拌和。
结语
水利水电工程是一项利国利民的重要工程,其对推动农业发展和清洁能源利用具有积极意义和关键作用。混凝土裂缝作为影响工程质量的重要因素,建设单位应给予其高度重视,对产生裂缝的原因进行分析,采取有效措施综合防治,发挥水利水电工程的社会效益和经济效益。
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