水工结构工程裂缝成因及防治探讨

发表时间:2020/11/25   来源:《工程建设标准化》2020年17期   作者:雍新
[导读] 随着经济社会和科学技术的不断发展,我国水工结构施工建设也在不断进步和完善
        雍新
        中交水运规划设计院有限公司,北京 100007
        摘要:随着经济社会和科学技术的不断发展,我国水工结构施工建设也在不断进步和完善。在水工结构施工建设中,裂缝是较为常见的质量问题。这种质量问题的出现会对水利工程建设造成不同程度的破坏,使得接缝处不断下沉。因此建设单位需要在建设过程中着重关注水工结构裂缝问题,有效提高水工结构的施工质量。
关键词:水工结构;施工建设;裂缝分析;控制措施
1裂缝施工的基本要求
        为了提高裂缝施工质量,在开展裂缝施工过程中,需要遵循严格的施工要求。①在进行裂缝施工过程时,需要建立在基本的工程铺装施工完成后,针对性地进行开槽施工。②对于水工结构入水范围、混凝土施工平整度等进行有效控制,根据不同的施工条件,可以利用沥青混凝土进行铺装层控制,提高施工效果。②在进行裂缝安装过程中,要对施工的天气和气季节进行有效选择,提升后期裂缝正常使用的效果和时长。③在具体施工过程中,需要卸掉夹具,通过千斤顶调整伸缩间隙和距离,提高其施工结果与施工计划之间的匹配程度。在保证裂缝具有稳定的固定效果后,开展后续的施工流程。④对于裂缝缝面的施工,要求其必须平整,按照实际的水工建筑设计要求和施工标准进行纵横的坡度设计,并将两侧混凝土进行有效的衔接。⑤施工过程中,避免将裂缝边梁与混凝土预埋钢筋进行直接焊接。⑥在开始施工前,要对裂缝进行有效地管理,减少其变形和污染情况的发生。⑦为了避免在施工过程中,出现不必要的问题,需要将空压机、发电机等动力设备进行有效管理,防止出现漏油等问题,对环境造成污染。⑧在施工结束后,对裂缝周围的沥青混凝土挡进行清洁,提高其整洁程度。⑨在裂缝施工过程中,要与施工运输等进行充分的协调,保证施工安全。
2水工结构工程出现裂缝问题的主要原因
2.1一些水工建筑内部存在较多设计缺陷
        在实际的水利工程结构设计过程中,对于结构内部多个承压部位、结构环节整体性具有较高的要求。为了明显提升水工结构整体的安全性,需要建设工程管理人员对各项资源进行合理地安排、协调和利用。同时在结构设计过程中对不同结构、不同节点的实际情况进行针对性分析,对各个设计优化环节进行严格把控。这就在一定程度上提高了水工结构工程设计优化整体把控的难度,造成更多偏差问题的出现,使得在实际的水工结构设计中存在较多缺陷,造成裂缝问题出现。比如大坝结构设计不合理、分水闸结构设计不符合水流压力标准、混凝土结构质量较差等,降低了整体水工结构的稳定性和安全性。
2.2未与实际的结构施工进行有效联系
        由于在实际的水利工程施工过程中,受外部因素影响较多,比如施工设备、工程选址、材料采购、设计优化图纸制作等。目前大多数建设单位对于整体的水工结构设计优化过程管理较差,缺乏与实际现场设计过程中相关技术人员之间的沟通和交流,使得建设过程中发生不同程度的施工裂缝。
2.3混凝土结构施工中存在材料配比不合理的问题
    由于混凝土结构施工中,材料的配比缺乏合理性,必然会影响混凝土质量,使得混凝土结构不能达到国家规定的要求,从而出现裂缝问题。在水工结构施工中,如果混凝土存在质量问题,混凝土结构质量必然会受到影响。在具体的施工过程中,由于监理人员不具备较高的安全意识,或者在施工中存在偷工减料的难问题,必然会影响混凝土结构的施工质量达标,造成裂缝问题出现。硅灰和混凝土之间是正比例关系,将粉煤灰加入混凝土中,混凝土的自收缩值就会有所降低,提高后期出现裂缝问题的概率。
3提高水工结构裂缝施工质量的措施和建议
3.1提高水工结构裂缝施工重视程度
        提高水工结构裂缝施工重视程度,需要建设企业根据自身发展规划和施工建设标准,制定相应的管理和考核制度。建立专业的施工管理机构,明确部门职责,对于涉及的水工结构裂缝施工工程数据进行切实可行的分析和应用,升级改造施工设备,帮助提高裂缝施工效果。
3.2加强水工结构裂缝施工预防
        在实际的水工建筑施工过程中,为了有效地控制裂缝问题,需要通过人为措施对其预防,加强整体预防效果。首先,施工人员要按照相关施工管理要求,开展整体水工结构裂缝施工环节,对可能产生的裂缝问题进行预测,控制施工结构的荷载问题,使得水工建筑符合运行标准,满足结构强度要求。其次,施工人员要对施工裂缝的最大宽度进行反复的测量和校准,保障施工裂缝的宽度在相关技术要求范围内,避免发生扩散问题。最后,施工人员需要对部分结构开展加筋处理,对钢筋布置的均匀程度进行科学控制,使得小直径、小间距的钢筋布置符合结构设计标准。
3.3合理进行修复处理
        在开展相应的水工结构裂缝预防工作后,后期也要开展一系列修复和治理工作,对预防工作起到良好的辅助作用。在实际的水工结构施工过程中,受外部环境影响,一些预防措施不能充分发挥预防效果,所以施工人员需要对裂缝进行及时的修补和加固。针对贯通性的裂缝问题,可以通过压力灌浆法进行处理,针对裂缝宽度较大、数量较多的裂缝,为了避免在裂缝处理过程中不断得产生开裂问题,需要用钢筋网、水泥砂浆夹板墙技术,对墙体进行有效的加固。

需要注意的是,在开展修复工作中需要注意修复材料的质量问题,降低后期再次发生裂缝问题的概率。
3.4加强结合面处理施工
        为了有效防治裂缝问题,在土方填筑施工碾压结束后,要对填筑的结合面进行有效处理,处理过程主要遵循以下的处理原则:①保证整体的土方填筑作业面都已经进行摊铺和碾压工作,未出现界沟现象。②如果结合面发生了不平整问题,需要从低层开始,到高层逐渐进行二次填筑,将不平整的问题进行彻底解决。一般针对高度差异明显的施工段,需要对斜坡面相接的坡度控制在1/3至1/5的坡度范围内。针对接缝的土体碾压,宽度保持在三米范围内。④在土方填筑坡度比例控制过程中,不能随意修改,严格遵守各项施工标准和施工要求,提高整体水利工程施工的专业性和安全性,降低裂缝问题发生的概率。
3.5加强钢筋性能检测
        一般的钢筋性能检测通过抽样方法选取一定数量的钢筋样本,对钢筋样本进行详细检查,从而对同批次钢筋产品进行判断。除了力学测试外,检测人员还可以利用钢筋焊接加工技术,对焊接工作过程进行检测。该检测技术对于技术人员具有较高的要求,在水工结构施工过程中,受水利工程的复杂性和多样性变化影响,极容易发生各种类型的质量问题。因此,检测人员需要在检测问题发生时第一时间内进行处理,避免问题不断扩大,从而对水利工程主体结构造成更加巨大的负面影响。
3.6加强质量检测
        针对水利工程主体结构的质量检测,如果检测人员发现其检测结果不符合实际的水工结构规范要求,需要及时将其转交给建设单位,协助其进行工程施工图纸的设计和修改,从而对问题及时的进行解决和处理。同时,在问题处理后,设计人员需要进行二次确认,完成主体结构验收。针对水工结构主体质量问题,设计人员和检测人员需要进行充分沟通,对问题进行型总结,寻找质量问题出现的根源,并对相关的负责部门进行书面报告。在相关水工结构质量监督管理机构的复核监督下,帮助我国水工结构建设质量的不断提升。
3.7加强混凝土质量,降低裂缝问题
3.7.1混凝土配制与搅拌施工技术
     在水工结构工程施工中,混凝土结构施工中使用的混凝土要科学配制,按照规定的比例调配材料,这是施工中的重要环节。混凝土结构施工过程中,配制和搅拌需要高度重视。通常而言,在材料的实际配置中,碱含量要稍稍低一些,不可以超过0.6%,还要加入适量的矿粉和低碱掺合料搅拌,据此对混凝土中所加入的掺合料比例科学技术,包括砂的比例、石的比例、水比例都要通过计算获得,在配比中严格执行。在试拌工作中,对混凝土碱-集料的反应要予以关注,并科学分析,使得混凝土质量符合水利工程规定标准。
     在混凝土搅拌,选择的材料应保证与基层供应的材料的标号相同,混凝土的比例要符合相关规定。在混凝土搅拌之前,对施工机械设备进行检查,保证混凝土搅拌工作稳定进行,且不能中断。对所有的管理人员要强化管理工作,使得搅拌筒有足够的湿润度,但是不可以受潮,避免混凝土失效。搅拌施工要按照相关的规定执行。完成搅拌施工之后,还要对混凝土的各项标准进行检验。如果发现出现分层的现象或者离析的现象,就要二次搅拌,二次混合,直到搅拌的混凝土符合规定的标准为止。
3.7.2混凝土接缝和切缝技术施工技术
    水工结构工程施工的过程中,混凝土的接缝技术和切缝技术都是需要重视的施工内容,施工质量对整个的工程具有直接地影响。施工技术人员对接缝技术和切缝上技术的应用情况要引起足够的重视。技术人员发挥技术指导作用,从施工现场的地形地貌情况出发选择相应的接缝技术,技术人员对施工人员的操作进行检查、指导,确保施工技术符合施工要求。
    水工结构工程施工中,进行混凝土接缝技术和切缝技术应用中,要严格按照流程进行,使用切割装置将质量不合格的混凝土铲除,使用同一标号的新混凝土进行处理。在应用接缝技术的时候,对施工环境温度可以控制,避免由于环境温度因素的影响导致接缝施工的质量和效率降低。所以,在进行混凝土接缝施工和切缝施工之前,要使用温度测量仪对地面温度进行测量,当温度为规定的范围内才能施工,使得接缝施工和切缝施工质量有所保证。
3.7.3混凝土浇筑与养护施工技术
   在混凝土浇筑施工的过程中,不能中断,而是要连续施工,保证混凝土的密实性和浇筑的均匀性,在混凝土的下层凝固前进行上层浇筑,确保两层的充分混合,避免产生分层的问题,保证建筑强度。
    混凝土浇筑完成之后,如果产生了裂缝,主要是由于温差造成的。如果相关水工预埋管线没有合理设计,或者混凝土的养护存在问题,也会导致裂缝发生。在混凝土养护过程中,要从混凝土施工现场的实际出发采用合适的养护方法,保证养护到位,降低混凝土裂缝的发生率。通常混凝土浇筑完成后会采用蓄水池养护的方法。当浇筑施工结束之后,在其凝固之前就要在周围洒水,保持混凝土的湿润度。如果混凝土浇筑体的规模比较大,在进行养护的过程中,需要加入养护剂。为了避免由于温差过大导致混凝土裂缝,要做好保温工作,将温度控制在合理范围内,避免裂缝产生。
4结束语
        综上所述,在水工结构施工过程中,需要对结构荷载、周围环境条件、施工材料结构、施工设备性能进行充分的分析和选择,积极地进行裂缝防治设置。在裂缝施工过程中,对于施工人员的专业知识和技能水平要求较高,并且要求具有较为准确的施工精度。相关水利工程管理人员要加强施工过程中的质量检测,提高水工结构工程裂缝防治的重视程度,加强水工混凝土施工质量,促进我国水工结构工程质量不断提升。
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