摘要：在水利工程中，混凝土是工程中使用最普遍，用量广泛的一种混合材料。由于混凝土施工和本身变形及约束等一系列因素，使混凝土可能产生裂缝。尤其是那种深层裂缝的存在，对水工建筑物的安全是一个很大的隐患，它破坏建筑物结构的整体性，影响受力状况与稳定，易导致水工建筑物内部钢筋的锈蚀，降低建筑物结构的耐久性，可能使建筑物发生渗漏，引起渗透变形，从而危及到水工建筑物的结构的稳定性。由此可见，分析水工砼裂缝的成因，探讨防治措施，对水利工程建筑物的应用有着重要的意义。
1.水利工程中混凝土裂缝产生的原因
1.1收缩裂缝。混凝土在硬化的过程中，由于干缩引起的体积变形受到约束时产生的裂缝，这种裂缝的宽度有时会很大，甚至会贯穿整个构件。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，反之有害。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。
1.2超载裂缝。构件在超出设计的均布荷载或集中荷载作用下产生内力弯矩，出现垂直于构件纵轴的裂缝，构件在较大剪力作用下，产生斜裂缝，并向上、下延伸。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扩展。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。
1.3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300～400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。
1.4温度裂缝。如混凝土水化时产生的大量水化热得不到散发，导致混凝土内外温差较大，使混凝土的形变超过极限引起裂缝。当有约束时，混凝土热涨冷缩所产生的体积涨缩，因为受约束力的限制，在内部产生了温度应力，由于混凝土抗拉强度低，容易被温度引起的拉应力拉裂，从而产牛温度裂缝。由于太阳暴晒产生裂缝也是工程中最常见的现象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。其走向通常无规律，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。裂缝宽度大小不一，受温度变化影响较为明显，冬季较宽，夏季较窄。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湿。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。
2预防和控制水利水电工程建设中混凝土裂缝的技术措施
2.1首先要确保施工方案可靠性和工程设计的合理性，也就是多从结构设计、原材料选用和施工温度控制等方面采取措施。要多方位考虑水利水电工程项目所在地理位置、地基结构情况、河道面积等因素，如泄洪闸、坝段溢流堰下游侧堰体厚度较薄，而堰体长度较大，承受外部荷载、基础约束和温度作用等，是裂缝易发生部位。
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2.2要加强对施工原料的质量控制，并按照水利水电工程规模大小、结构情况标准来进行选择合理混凝土原料,并从水泥的等级、沙石的质量等要把关。如泄洪闸、堰体等水利水电工程选用水化热较低的PHM42.5级中热硅酸盐水泥、矿渣水泥, 粉煤灰水泥、大粒径的骨料、要保证原材料达到合格质量标准，合理运用粉煤灰和高效抗裂添加剂，提高优化混凝土配合比和控制使用量.浇筑施工中要振捣密实, 提高弹性模量和抗拉强度; 是预留温度收缩缝，加强混凝土养护, 混凝土浇筑后, 及时用湿润的草帘、麻片等覆盖, 并注意洒水养护, 适当延长养护时间, 保证混凝土表面缓慢冷却。可使混凝土具有较高的抗裂缝能力。
2.3加强对施工质量的监管和控制
在水利水电工程的施工过程中,要用先进工艺、和先进的机械设备、运用合理的材料、分析易出现的问题，进行有效的前期预防,并且要对新施工混凝土的早期进行养护工作。以更好的保证混凝土在施工的初期阶段减少收缩力。通过控制好构件的湿润程度,对于体积较大的混凝土构件,可以使用流水或者蓄水养护,同时要把握好养护的时间周期。对于较大的混凝土构件,在施工时要全面的考虑水泥的水化热现象,在采取了必要的降温工作之后,尽量的减少水化热高峰的出现期。
2.4要建立常规性的工程检查维修保养制度，防患于未然。把问题消失在萌芽状态，并在水利水电工程结束后，要对水利水电混凝土工程进行一次全面检查，一旦发现混凝土局部裂缝现象，应要及时采取有效措施进行修补，以防破坏面积扩大。影响工程质量和稳定性。
3混凝土裂缝的处理技术
3.1表面修补法
表面修补法是一种简单、常见的修补方法，它主要适用于稳定和对结构承载能力没有影响的表面裂缝以及深进裂缝的处理。通常的处理措施是在裂缝的表面涂抹水泥浆、环氧胶泥或在混凝土表面涂刷油漆、沥青等防腐材料， 在防护的同时为了防止混凝土受各种作用的影响继续开裂，通常可以采用在裂缝的表面粘贴玻璃纤维布等措施。
3.2充填法
对于裂缝宽度大于0.5mm 的裂缝，沿裂缝处凿成““u”形或“V” 形槽，槽顶宽约10 mm ，在槽中充填密封材料。 充填材料采用水泥砂浆环氧砂浆弹性环氧砂浆聚合物水泥砂浆等如果钢筋混凝土结构中钢筋已经锈蚀，则将混凝土凿开到能够处理已经生锈的钢筋部分，将钢筋除锈，再在槽中充填水泥砂浆 或环氧树脂砂浆等材料。
3.3灌浆法
灌浆法主要适用于对于结构整体有影响或者有防渗要求的混凝土裂缝的修补。利用压力设备将胶结材料压入混凝土的裂缝中，胶结材料硬化后与混凝土形成一个整体，从而达到封堵加固的目的。常用的胶结材料有水泥浆、环氧树脂、甲基丙烯酸、聚氧脂等化学材料。
3.4围套加固法
在周围尺寸允许的情况下，在结构外部一侧或数侧外包钢筋砼围套，以增加钢筋和截面，提高其承载力；对构件裂缝严重，尚未破碎裂透或一侧破裂的，将裂缝部位钢筋保护层凿去，外包钢丝网一层；大型设备基础一般采取增设钢板箍带，增加环向抗拉强度的方法处理。
结束语：
水利水电工程中混凝土发生裂缝的现象较为普遍。轻微的裂缝对建筑物的危害不是很大， 但裂缝严重时会降低其抗渗功能，导致承载力下降，如果不及时有效处理，有可能破坏建筑物的整体稳定性。因而，对水利水电工程混凝土建筑物出现的裂缝不可掉以轻心，一定要认真对待，及时发现并正确处理，避免发生不应有的损失。
参考文献：
[1] 蒙国官，浅议水利水电工程中混凝土的施工管理[J] 科学之友 2014（9?）
[2] 张彬，钢板桩与支撑体系间空隙大小对围堰系统内力变形影响研究[D]广州：华南理工大学，2015
论文作者:吴敏
论文发表刊物:《防护工程》2018年第21期
论文发表时间:2018/11/6
标签：裂缝论文; 混凝土论文; 构件论文; 钢筋论文; 建筑物论文; 水化论文; 荷载论文; 《防护工程》2018年第21期论文;