混凝土防裂技术在水利工程建设中的应用

后永亮

（中国水利水电第十四工程局有限公司，云南昆明 655099）

混凝土具有成本低廉、抗渗透能力高以及抗震作用强等的优势，现已被广泛应用在水利工程项目建设过程中，其在水利工程建设过程中既是重要材料，也是基础材料，根本目的是延长工程项目的使用寿命，提高承载能力，保证人们的生命和财产安全。

1 案例概况

根据城市化建设的实际需求，拟建设一座水利工程项目，该工程项目位于城市的西南方向，主要以发电为主，同时兼具防洪灌溉等任务，挡水建筑物为土石坝，该水电站采用引水灌溉模式。

该工程项目所在区域内山脉、盆地相互交错于其中，地形变化较大，坝址下游的2 km处有可供筑坝混凝土约198 m3作为防渗体使用，由于本地区混凝土含水量较高，考虑其他因素，土石坝建设方案选用斜墙坝。

2 水利工程建设混凝土裂缝的危害

混凝土裂缝会给水利工程建设造成不可估量的经济损失，其除了会发生渗漏现象外，还会引发应力集中问题，造成疲劳裂纹，引发深层次裂缝的产生，削弱本工程项目的承载能力，使得工程项目不能发挥应有的作用和价值。混凝土裂缝与河水接触时，还会加速混凝土的老化，出现蓄水量渗漏问题，加速混凝土病变，腐蚀其内部结构，对人们的生命及财产安全造成严重威胁[1]。

3 水利工程建设混凝土裂缝的类型

3.1 温差裂缝

温差裂缝产生的主要原因是混凝土内部温度和表面温度相差较大而造成的，温差裂缝通常出现在混凝土的浇筑和养护作业中，水泥作为混凝土中的重要组成部分，其在水化热的过程中会释放大量热量，其表层的热量迅速蒸发，冷却较快。但其内部温度不能及时散发出去，热量达到一定的高度时，产生裂缝。

3.2 塑性收缩裂缝

塑性收缩裂缝形成的主要原因是混凝土水分流失过快，塑性裂缝一般出现在混凝土未完全凝固之前，特别在炎热的夏季，混凝土表面的水分会加速流失，内部压力和外部压力出现明显差异。

在此背景下，更容易出现塑性裂缝，塑性裂缝具有明显的特点，即中间宽、两头窄，这种裂缝的出现会对水利工程项目后期的运行带来严重的负面影响。

3.3 沉陷裂缝

水利工程项目地基不均匀是造成沉陷裂缝的重要因素之一，地基出现不均匀与施工人员之间具有紧密联系，主要因为施工人员未对本项目的软土地基进行科学处理，出现了软土地基不稳定的现象。沉陷裂缝一般存在于混凝土较深的阶段，地基沉降速度越快，沉陷裂缝的宽度越深。

3.4 干缩裂缝

干缩裂缝常出现于混凝土的养护工作后的15 d之内，干缩裂缝形成的一个重要原因是混凝土养护不到位。此外，自然环境的影响也是使混凝土出现干缩裂缝的原因，受外界自然环境的影响，混凝土中的水分加速流失，最终使得混凝土出现大面积的干缩现象。在较大应力情况下，会产生裂缝，干缩裂缝一般呈网状形态，极大削弱混凝土的抗压能力和抗渗透能力，对混凝土结构造成较大破坏，缩短本工程项目的使用寿命。

3.5 安定性裂缝

安定性裂缝指混凝土的安定性不符合相关的要求和标准而产生的裂缝，安定性裂缝主要以龟裂状的形式出现。

3.6 地形产生的裂缝

地形是导致混凝土裂缝出现的一个重要因素，在工程项目开始建设之前应做好对地形的勘察工作，如果地形勘察工作不仔细、不认真或敷衍了事，会使混凝土结构与地形结构之间出现差异，这种情况十分容易产生裂缝。特别是在夏季施工过程中，地下水活跃程度较高，会给工程项目的设施设备造成一定冲击。以地基为例，如果地基结构不稳定，不仅会促使地上结构下沉，还会使其表面产生一定裂缝，造成工程项目整体的抗渗能力下降，工程项目的质量也会因此受到影响[2]。

4 水利工程建设混凝土裂缝形成的原因

通过以上对水利工程建设混凝土裂缝类型的分析发现、混凝土裂缝主要分为荷载裂缝和非荷载裂缝两种类型，非荷载裂缝在实力工程项目建设过程中较为常见，比如温度裂缝和收缩裂缝。虽然其全部属于混凝土裂缝的范畴，但由于其类型的不同，形成的原因也不同。

4.1 施工过程操作不恰当

混凝土施工具有严格的要求和标准，在本工程项目具体的施工过程中，如果施工过程操作不恰当不仅会影响混凝土整体的结构性能，还会引发裂缝问题。比如钢筋绑扎控制距离不合理，局部抗拉会发生变化，在自然环境的影响下会出现裂缝。再比如模板拆除过早、混凝土凝固时间不足、硬度强度达不到施工标准等，都会导致混凝土裂缝的产生[3]。

4.2 原材料质量不过关

混凝土的主要组成成分为水泥和砂石，原材料质量的优劣与混凝土裂缝问题的出现具有密不可分的联系。如果原材料的质量不过关，已经制作完成的混凝土会受到影响，无法满足水利工程项目建设的实际需求，还会大幅度增加混凝土裂缝问题的产生概率。

4.3 混凝土配合比不合理

施工技术人员在混凝土的调配过程中，如果调配错误，会大幅度降低混凝土的抗裂性能，如果混凝土的抗裂性能不符合国家规定的相关要求和标准，会引发裂缝问题，严重影响水利工程项目的质量安全。

5 混凝土防裂技术在水利工程建设中的应用

5.1 严格控制混凝土施工过程

工程项目在具体的建设过程中，施工人员应当严格按照施工规范组织和开展施工作业，严格控制混凝土施工过程，降低和减少因混凝土施工过程操作不恰当而出现的裂缝问题，在这一过程中，可以使用二次振捣法进行混凝土二次液化，在排除混凝土中多余水膜的基础上，去除一些较大颗粒的骨料，提升混凝土的均匀性，降低其裂缝产生的概率。

还应当加大对施工现场的监控力度，委派专业的人员每天在施工现场进行巡视，发现问题需要及时组织相关人员进行解决[4]。

5.2 严格把控原材料的质量关

水泥、砂石是混凝土中的重要组成部分，为此施工企业应当加大对以上原材料的质量控制，与质量优、供货能力强的材料供应商建立长期伙伴合作关系，从根本上保证水利工程项目整体的质量。材料的采购人员还应当结合工程项目的实际情况，合理采购水泥和砂石。

采购流程：提出采购的需求→编制采购计划→审核→审批→询价→审核→审批→集中采购→结算审批→财务结算。

明确水泥的特性，了解水泥的使用数量，在材料进入施工现场前，委派专业的人员进行验收，重点查看水泥生产厂家是否具有生产许可证书，认真检查水泥是否有结块现象，对于不合格或没有生产许可证的水泥，一律不得进入施工现场，并予以及时退回，从源头上保证混凝土的质量，使其可以满足水利工程项目建设的基本要求，延长工程项目的使用寿命。

5.3 合理控制混凝土的配合比

混凝土配合比不当是造成裂缝出现的重要因素之一，为此应当合理控制混凝土的配合比，降低混凝土的损伤程度，提高工程项目的建设质量。

施工人员应严格按照相关的规定和标准，调制符合本工程项目建设所需要的混凝土配合比。如果工程项目所在区域内的平均降雨量丰沛，当地气候也比较湿润，应当减少和降低对混凝土掺水的次数，材料被运往施工现场之后，需要做好相应的存储工作，保证混凝土不会因为周围气候的变化为导致含水率出现变化。

混凝土配合比设计流程如图1所示。

图1 混凝土配合比设计流程

5.4 安定性裂缝的预防措施

混凝土安定性不强会导致本工程项目的构件出现膨胀性裂纹和翘曲变形，引起安全质量事故，造成安定性裂缝主要是因为游离氧化钙和氧化镁太多。在使用混凝土之前，应当加强对其中含有成分的检测，保证混凝土的安定性可以满足工程项目建设的相关要求和标准。

6 结语

随着我国经济的发展、社会的进步，水利工程项目建设也取得了令人满意的成绩，其在我国基础建设中发挥了不容忽视的重要作用。混凝土裂缝问题的出现不仅会严重影响工程项目的使用寿命，还会威胁人们的生命及财产安全。施工企业应当加大对混凝土裂缝产生原因的分析，并能根据工程项目的实际情况采取科学合理的裂缝防治技术，保证工程项目的安全性和稳定性，促进水利工程项目行业领域的健康与可持续发展。