水工建筑物混凝土裂缝控制

水工建筑物混凝土裂缝控制

作者：伍彦运

来源：《建筑工程技术与设计》2014年第02期

【摘要】随着经济社会的发展，水利工程在我国经济建设中发挥着越来越重要的作用，目前我国正在大规模、高速度地进行水利工程基础设施建设，然而水工混凝土却经常受到各种裂缝的威胁，影响了水工建筑物的使用性和经济性。下文结合实际工程案例，对水工建筑物混凝土裂缝产生的原因进行分析，再探究相关的控制措施，以供参考。 【关键词】水工建筑物；混凝土；裂缝；控制 引言

水工建筑物是实现各项水利工程目标的重要组成部分，具有调节水流、防治水害和开发利用水资源等重要功能。但在水工建筑物应用过程中，时常会出现混凝土裂缝的现象，这些混凝土裂缝的存在和发展，不仅会破坏到建筑物结构的整体性，影响混凝土结构的受力状况和稳定，而且也影响到建筑物的使用功能和使用寿命，严重情况下还会造成财产的损失。因此对水工建筑物混凝土裂缝原因进行分析并且提出相应的控制措施异常具有非常重要的现实意义。 1.工程概述

某水工建筑物长度42.47m，宽度13.2m。发电机层高程185.75m，水轮机层和尾水平台高程180.40m，蜗壳层高程176.20m。水电站主机间和水工建筑物水下墙长大约为31m，水工建筑物基础开挖至岩性为灰色细粒砂岩的新鲜基岩，并进行固结灌浆等基础处理。水工建筑物分段长度基本符合《水电站厂房设计规范（SL266-2001）》中构造设计要求（永久变形缝间距宜为20-30m）。

2.水工建筑物混凝土出现裂缝的原因 2.1温度上的原因

水工建筑物混凝土会受到温差以及收缩的双重作用影响，这很容易引起混凝土出现裂缝。例如，混凝土面临温度变化时，会在配筋薄弱的地方发生开裂，形成45度斜角的混凝土表面裂缝。此外，在水工建筑项目的空置期间，如果混凝土和外界温度相似时，水工混凝土内外的温度差值很小甚至没有，就不会产生明显混凝土裂缝问题；夏季外界的温度高于混凝土内部的温度时，混凝土会抵偿干缩作用，不缩也不胀；冬季外界的温度低于混凝土内部的温度时，混凝土会面临干缩以及收缩的双重作用，导致混凝土出现裂缝问题。 2.2施工上的原因

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在水工建筑物混凝土施工的一些细节部分出现纰漏，也会导致混凝土的裂缝问题。比如在混凝土上不合理的负载；过早的负载；增加了太多的水泥剂量；混凝土的上层钢筋未得到有效的保护；折摸过早会使水工建筑物混凝土发生挤压变形，形成裂缝。 2.3设计上的原因

目前水工建筑项目进行混凝土结构设计时，大都将下面正弯矩的钢筋与板面上角负弯矩的钢筋伸入到外角框架柱内或者构造柱内。这种增强节点构造的施工设计方法，使混凝土板面以及板角会受到很强的嵌固作用，所以混凝土表面裂缝会被局限在一定的范围内，在角柱牵制下没有自由伸缩的空间。在板角配筋加强区到一般配筋区间有斜向的过渡带，这里混凝土会不可避免地受到干缩加冷缩双重收缩的作用，这样一来，混凝土板面抗裂性就会大打折扣；混泥土没有在上部配置四角钢筋来抗板面带来的双重收缩作用，也会引起混凝土表面的裂缝。 3.水利工程施工中混凝土的防裂对策 3.1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；同时在设计中还应尽量采用二次浇注的方法来进行混凝土的施工，并在二次浇注时加设聚丙烯纤维网或者钢筋网来提高混凝土的抗拉能力。另外，施工技术人员应加强对对构造钢筋的知识学习的重视，若发现施工图中有不妥之处，及时联系设计人员进行变更处理。 3.2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。另外还可以通过掺加外加剂的方式来提高混凝土的和易性，降低水灰比，以及相应地增大同龄期混凝土的抗拉能力。

另外在炎热的夏季施工时，要考虑骨料的表面温度，必要时要采取在水中加冰块的方法来控制混凝土熟料的出仓温度，如果混凝土泵送距离比较长，在温度很高时段浇筑，可以在泵管

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上覆盖湿布洒水降温，以保证混凝土入仓温度在控制范围内，减少浇筑后混凝土的水化热，减少温度裂缝的产生。 3.3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；混凝土灌注顺序：自梁端向跨中连续进行；在钢筋密集处用撬棍将钢筋撬开，待混凝土灌注到此部位时，由值班钢筋工将钢筋绑扎恢复；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；对振捣人员要认真划分施工区域，明确责任，以防漏捣混凝土浇注前先将木模板用水泡胀，防止其干燥吸水。浇注底部混凝土前，对顶面钢筋要用布或草袋覆盖，以防松散混凝土粘附其上；混凝土拌合物的入模含气量应满足设计要求。每拌制100m3混凝土或每工作班应测试不少于1次。 4.总结语

裂缝是水利建筑物混凝土结构中普遍存在的一种现象，它的出现不仅会降低水利建筑物的抗渗能力，影响水利建筑物的使用功能，而且会引起钢筋的锈蚀，混凝土的碳化，降低材料的耐久性，影响水利建筑物的承载能力。因此，必须对混凝土裂缝进行深入细致的调查研究，区别对待，在施工中采取各种有效的预防措施来预防裂缝的出现和发展，保证水工建筑物的使用性、安全性和效益性。 参考文献：

[1]高飞，浅析水工建筑物混凝土碳化、冻融、裂缝破坏及防治[J]，科技创新导报，2011（05）.

[2]高文平，水工建筑物混凝土裂缝控制措施[J]，水利建设与管理，2011（02）.