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摘要:水利水电工程在我国经济与社会发展中发挥着关键性作用,其施工质量、安全性能向来受到重视。基于此,本文将简单分析水利水电工程施工中混凝土裂缝处理技术,并结合实例深入探讨混凝土裂缝处理技术的具体应用,希望研究内容能够给相关从业人员以启发。
关键词:水利水电工程;混凝土裂缝;灌浆处理
前言
水利水电工程施工不当很容易出现裂缝问题,较为典型的裂缝包括表面干缩裂缝、塑性收缩裂缝、温度裂缝、沉陷裂缝。为有效预防和处理水利水电工程施工中的混凝土裂缝,正是本文围绕该课题开展具体研究的原因所在。
1. 水利水电工程施工中混凝土裂缝处理技术
1.1预防技术
表面干缩裂缝源于内外水分较大的蒸发差异,水分损失过快的表面与湿度变化较小的内部存在较大变形差异,裂缝会因较大的拉应力出现。为实现表面干缩裂缝的预防,可选用粉煤灰水泥和中低热水泥进行施工,水泥用量需设法降低,考虑到水灰比带来的影响较大,需优化水灰比设计并科学应用减水剂。混凝土配合比与搅拌时间也需要严格控制,水量误差控制同样不容忽视,辅以恰到好处的平面收光,即可更好预防表面干缩裂缝;塑性收缩裂缝多源于较大风力或高温导致的表面过快失水,混凝土体受此影响急剧收缩将出现龟裂,水泥的安定性、环境温度、混凝土凝结时间、水灰比、相对湿度、风速均可能与这一裂缝的出现存在关联。为预防塑性收缩裂缝,可选用具备较高早期强度和较小干缩值的普通硅酸盐水泥,并严格控制水泥用量和水灰比,基于石子级配控制的砂率和空隙率减少也需要得到重视。施工过程中还需要关注木模板和基层的浇水湿润、密实的振捣、表面压实处理、养护的科学开展、大风和高温天气浇筑的规避同样需要得到重视;温度裂缝源于水利水电工程较大混凝土体积集聚的大量水化热,因此急剧上升的混凝土内部温度会产生较大温差并引发表面裂缝,这种裂缝往往会导致混凝土的碳化、钢筋的锈蚀,混凝土的抗渗、抗疲劳、抗冻融能力会大幅下降。为预防温度裂缝,需关注骨料级配的优化、浇筑厚度的适当减少、混凝土中的冷却水管埋设、混凝土拌和过程中的冰水应用、拆模时间的合理控制、塑化剂或引气剂的科学应用,同时还需要设法改善约束条件,如保证分缝分块合理性、强化混凝土养护、针对性的贯穿裂缝预防;沉陷裂缝多源于填土不实、土质松软或不均、地基浸水等因素,刚度不足的模板、过大的模板支撑间距、模板支撑底部松动也可能引发这类混凝土裂缝。为预防沉陷裂缝,需强化地基处理,保证模板的刚度、强度及支撑牢固性,且施工过程中不得存在被水浸泡的地基,不得过早拆除模板,低温天气施工带来的影响也需要针对性应对[1]。
1.2处理技术
水利水电工程施工中混凝土裂缝的处理需结合不同的裂缝类型,如静止状态的塑性收缩裂缝、干缩裂缝可采用表面处理法,如出现活性状态则需要在其状态稳定后使用灌浆法进行处理。多为周期性活性的温度裂缝一般较大,因此可选择弹性模量较小、粘结性好、粘度低的结构胶灌注进行处理,同时还需要进行进一步加固,可采用外部粘贴纤维法。
现阶段水利水电工程施工中混凝土裂缝处理采用的技术较为多样,本文主要介绍四种常用处理技术:第一,表面处理法在水利水电工程混凝土裂缝处理中的应用较为广泛,该方法较为适用于泥浆不易灌入的较浅、较细裂缝,对于不再活动、不可伸缩、不漏水、没有到达钢筋、深度较浅的裂缝,表面处理法的应用效果显著,对于存在漏水现象、蜂窝麻面及变形缝,处理可采用表面贴补法(土丁膜);第二,灌浆法在较大裂缝和发丝裂缝处理中的表现均较为出色,较为适用于防渗要求较高裂缝和对整体结构影响较大裂缝的处理,胶结材料可通过压力设备注入裂缝,以此得到由混凝土和胶结材料形成的整体,封堵加固目的即可顺利实现,水泥浆、聚氨酯、环氧树脂、甲基丙烯酸酯均属于常用的灌浆材料;第三,填充法指的是对裂缝直接进行修补材料填充,该方法在宽度较大裂缝的处理中较为适用,具备成本低廉、工艺简单等优势,但不适用于深度较浅且宽度在0.3mm以下的裂缝,这类裂缝适合开V型槽并运用填充法进行处理;第四,结构补强法适用于结构变化引发的裂缝,如维护不到位、超荷载引发的裂缝适合采用结构补强法,具体可细分为预应力法、锚固补强法、断面补强法等[2]。
2. 实例分析
2.1工程概况
以某水库工程作为研究对象,该工程在2011年9月-2013年9月开展了除险加固处理,涉及加高加厚拦河坝、溢洪道改建等项目,但截至2020年6月31日,该水库的背水坡、迎水侧防渗面板、坝顶均出现明显可见的混凝土裂缝,数量分别为33条、39条、57条。在技术人员开展的全面检查中,可确定该水库混凝土裂缝主要源于四个方面原因:第一,较大的昼夜温差。处于山区的水库工程所在地存在较大的昼夜温差,在除险加固处理施工中,混凝土内外表面存在较大温度差,混凝土裂缝问题随之出现;第二,高温天气影响。塑性状态下的水库混凝土受到了高温天气影响,由于相关应对措施选用不当,过快蒸发的混凝土表面水分导致龟裂问题出现;第三,混凝土裂缝防治被忽视。在除险加固处理过程中,施工单位缺乏对混凝土裂缝防治的重视,未采用提高混凝土早期强度、降低水化热等措施;第四,混凝土施工振捣不密实。除险加固处理施工存在混凝土振捣不密实问题,由此引发的裂缝也不容忽视。图1为水库迎水侧防渗面板处芯样,基于图1可更深入了解该工程的混凝土裂缝情况。
图1 水库迎水侧防渗面板处芯样
2.2裂缝处理
基于案例工程的实际情况,为保证水库的安全稳定运行,联合应用灌浆与手刮聚脲进行处理,工程混凝土裂缝问题最终得以有效解决,具体处理可细分为五个部分:第一,在裂缝两边画出边界线,边界线与裂缝距离控制为15cm,随后将抗渗1号涂抹于混凝土裂缝,基于0.2cm厚、3~4cm宽进行涂抹;第二,需打凿 14灌浆孔,按照由下至上的顺序进行施工,基于30cm的孔深和0.5m间隔进行施工,基于注水、洗孔进行灌浆孔处理;第三,由下至上顺序开展灌浆施工,在深入灌浆孔的2/3处由灌浆嘴进行加压灌浆,需基于30kPa控制灌浆压力,在封堵腻子边缘出现明显渗出的浆液后停止;第四,灌浆施工完成后进行打磨处理,打磨以画出的边界线为依据,打磨厚度控制为2mm,收边为1cm;第五,进行界面剂的涂刷,胎基布在聚脲后铺设,由此案例工程的混凝土裂缝得以实现有效处理,截至2020年11月底,该工程处理后的裂缝未出现渗漏问题。
结论
综上所述,水利水电工程施工中混凝土裂缝处理技术的应用会受到多方面因素限制。在此基础上,本文涉及的预防技术、处理技术、案例实践等内容,则直观展示了技术应用路径。为更好处理混凝土裂缝问题,还应关注新型材料和技术的科学应用。
参考文献:
[1]刘宏志.探讨水利施工中的混凝土防裂缝技术[J].珠江水运,2020(21):54-55.
[2]樊守亮.分析水利水电建筑工程施工中混凝土裂缝的防治[J].科技创新与应用,2020(30):123-124.