水工建筑中混凝土裂缝问题及应对浅析

杨明胜

（松桃苗族自治县跃进水库管理所，贵州 松桃 554100）

0 引言

随着经济社会的不断发展，建筑的发展也达到了前所未有的快速水平，许多新的设计理论、建筑材料和施工方法被应用并付诸实践。但是，这些方法的应用也经常出现问题，需要及时采取适当的应对措施，以免造成巨大的经济损失和人身伤害。在世界范围内，水利工程自上个世纪以来发展迅速，规模呈上升趋势。在如此快速的发展中，水利工程出现的最严重、最普遍的问题之一，即水利工程建筑中出现裂缝。

1 水工建筑概述

水利建筑有着悠久的历史，从古代到今天，我国修建了许多著名的水利建筑，如我国春秋两季兴建的黄河岸工程、都江堰工程等，水利工程为人们提供防治洪水、生计和发电所需的安全保障。

1.1 水工建筑的分类

水工建筑物按功能分为一般水工建筑物和专用水工建筑物，常见的水工结构有水闸、海峡和大坝。这种水工建筑物是淡水建筑物，溢流口、闸门、溢流坝、排水隧道等。此类水工建筑物为卸荷结构；船闸、泵站等，这样的液压系统，这些结构是取水系统，还有输水系统和改善河流的系统。特种水工结构分为水电结构、渠道结构、港湾水结构和坝体横向结构。也有一些水工建筑物的功能不明确，不能严格归类，例如阀门不仅具有挡水功能，还具有泄水功能[1]。

1.2 水工建筑的特性

①水工建筑物受自然条件和环境影响，对建筑物的地质、地形、气象、水文等产生重大影响，严重制约了选址、施工进度和工程安全、工程竣工进度等。②水工建筑物的工作条件十分艰苦。例如，各种水坝和防波堤都是保水结构。这些水工结构必须承受来自水侧的巨大水压；然而，防洪坝、闸门和排水结构（如水隧道）对河岸有巨大的侵蚀作用。③水利工程最大的特点之一是施工难度极大，因为在施工过程中需要考虑到各种因素，如施工中的洪水、结构挠度和闭合等，需要有一个结构，将承受困难的基础和地下工作。④水利工程结构的大型保水结构失效，将给下游带来不可挽回的巨大损失和灾难。

2 水工建筑中的混凝土裂缝问题

2.1 塑料收缩裂纹

塑性收缩裂缝是混凝土中的一种常见裂缝，在新浇筑的物体中很容易出现，如果新铸件成功，水分挥发导致表面收缩和塑性收缩裂纹。通常，这种裂缝主要发生在混凝土表面相对平坦的地方[2]。

2.2 沉积物裂缝

在地基施工中，由于地基不同，组合或构件的效果不是最优的：建成后，粗骨料在建筑材料中沉降，置换一定量的空气和水分，容易产生收缩裂缝。这种开裂破坏性很大，会超过设计强度的剪应力，影响工程的整体质量。

2.3 凝缩性裂缝

施工过程中，混凝土和骨料混合后，表层土变厚，收缩能力大，下层混凝土干燥时收缩能力低，导致凝裂。

2.4 温度裂缝

冻胀裂缝主要是由温度裂纹引起的，在混凝土浇筑的初始阶段，温度过低会导致冻裂。这种裂缝是不可逆的，一般会影响施工质量。混凝土脱模时，混凝土内部温度与外部温度的温差过大，散热速度变化很大，导致混凝土内部形成热裂纹[3]。

2.5 过载开裂

当构件在施工过程中超过设计的均布荷载时，就会发生过应力开裂。超载时，混凝土发生变形和荷载不均，沿受力钢筋垂直方向形成裂缝，严重影响结构安全。图1 为过载裂缝。

图1 过载裂缝

2.6 施工裂缝

在混凝土的施工中，由于施工不当，出现了施工裂缝。例如，在浇筑混凝土时，钢模板不会变硬并出现变形裂缝。浇筑前浇水不当，导致混凝土与模板粘连，养护效果不理想。在组装混凝土构件时，发生了影响混凝土质量的施工错误：地板的浇筑。当混凝土被剥离时，混凝土构件的角部区域因不正确的剥离过程而损坏。

3 水工建筑物混凝土裂缝的主要原因

3.1 混凝土本身的原因

在水利工程中，材料的好坏决定了施工的整体质量，所以混凝土产生裂缝的主要原因之一就是混凝土本身，整体结构初步受压，出现变形裂缝。同时，由于混凝土本身没有导热性，在水化阶段大量的温度集中在混凝土中，难以迅速散去，产生较大的拉力。

3.2 设计原因

在规划结构时，规划者必须特别注意施工阶段存在裂缝风险的区域，以优化结构并智能地组织施工过程。但在实际设计工作中，由于数据存在一定误差，缺乏合理性，难以有效提高混凝土的抗拉强度，施工过程也不合理，导致混凝土出现裂缝和阻塞，难以管理[4]。

3.3 施工影响

结构冲击在混凝土裂缝的成因中起着重要作用。起初施工工艺选择不合理，不能满足混凝土结构的要求，随后混凝土出现裂缝。在混凝土振动工作中，由于振动工作没有完全实现，效果不理想。混凝土浇筑完成后，必须硬化并定期喷水，以控制混凝土内外温差，以免产生塑性收缩、裂缝和温度裂缝。但由于不进行养护工作，选择的方法不合适，防治效果不理想等，导致混凝土出现裂缝。

3.4 监管不当

当水利工程出现很多裂缝是由于施工不当造成的，需要更多的监督来减少施工过程中造成的裂缝。施工部门要对施工人员进行培训，不断改进现有的施工方法，及时解决施工现场的技术问题，以免出现进一步的裂缝。然而，目前对水管理项目的监管相对较低，管理人员自身素质不高，对造成的裂缝无法及时消除，最终导致更大的风险。

4 水工建筑物混凝土裂缝的防治措施

4.1 设计方面

在建造水工建筑物时想要很好地避免混凝土裂缝的出现，必须从设计开始。规划人员应评估和识别可能出现的混凝土裂缝，明确混凝土裂缝的具体原因，以制定有意义的设计方案并制定有意义的控制计划，例如选择钢筋、控制钢筋间距等。在施工过程中提高混凝土的抗压强度，可以有效减少裂缝的发生。当然，在这个阶段需要智能控制混凝土的配比，还要将流量和水泥体积控制在相应的范围内。最大限度地提高混凝土配合比的质量，减少用水量，并加入一定量的粉煤灰，以提高混凝土的和易性。还可以在一定范围内调节拉伸力，从而可以有效控制收缩，减少收缩。

4.2 施工质量控制

在选择施工方案时，要充分考虑混凝土产生裂缝的原因和预防措施，考虑浇筑的时机和具体的浇筑条件，制定有效的预防方案。例如，如果天气温度变化或温差较大，应相应减少馅料的数量，以免发生温裂。如果温度过低，还应进行保温工作，防止混凝土冻结和冻裂。在施工过程中，还应控制好施工质量，有效防止和避免出现裂缝。首先必须检查混凝土的混凝土配比是否合理、科学，以满足混凝土施工的要求，检测合格后可用于水工结构，安装钢模板时，必须严格遵守施工方案。确定主要安装位置并确保其强度足以有效防止混凝土在施工过程中变形。振捣混凝土时，要加强工作质量控制，选择合适的施工工艺，保证混凝土的密实度。

4.3 维护方面

混凝土浇筑完成后，要做好预防工作，以控制混凝土的内外温差，尽可能减小内外温差。通常，维护中常用的方法是喷水，可以有效控制微小的温差。此外，可相应延长脱模时间，破坏后进行回填和涂装，可有效降低温度和对混凝土裂缝的影响。

4.4 裂缝的后续修复

如果水工建筑物出现混凝土裂缝，则必须采取适当的裂缝修补措施，以免裂缝扩大，对设计影响较大。去除表面细小裂缝时，可铺设箔材，既提高了表面质量，又保证了混凝土的耐久性。如果遇到比较宽的裂缝，可以回填和修复，主要是用砂浆。修补窄而深的裂缝时可采用压力修补，使用压力将修补材料注入带有薄体材料和黏合剂的裂缝中。

4.5 施工管理手段

技术是整个施工过程中最重要的工作水平。在混凝土施工中，技术作为工程质量的临时障碍起着重要的作用，因此，技术管理在施工过程中非常重要。在水厂建设中，加强项目准备阶段的技术水平管理，有针对性地提高技术含金量，避免混凝土开裂，努力在施工过程中加强施工质量监督检查，提高工程质量。同时，我们在检验过程中严格遵守建筑标准和技术质量规范，建立了完善的质量检验体系和检测设施。同时，大力实施全面质量管理，抓好基础，从源头提高工程质量。

5 结语

综上所述，可以说水利工程大多应用于防洪、水电发电、土地灌溉、港湾路径等与我们的日常生活息息相关的领域。因此，对于各种大坝、溢流通道、隧道等各种重要水工建筑物能否正确修补混凝土裂缝，对于这些水工建筑物的安全稳定至关重要。因此，我们需要在对混凝土裂缝性质、裂缝产生的原因、裂缝形状的深度和强度等进行清晰详细分析的基础上，针对这些裂缝的出现，提供有效的预防措施，以及对裂缝进行及时的修复，如果处理得当，可以防止事态进一步恶化，从而减少对人民群众的生命财产安全的影响。