【摘 要】水闸是水利工程中极为重要的一个关键构件，水闸混凝土裂缝对于水利工程的正常使用具有较大的影响。避免水闸混凝土构件出现裂缝破坏现象是受到工程人员较多重视的问题。本文主要介绍了水闸混凝土裂缝的成因，总结了水闸混凝土构件控制裂缝的相关施工管理措施。
【关键词】水闸；裂缝；施工质量
引言
水闸是水利工程中的重要组成部分，水闸的混凝土裂缝也是水闸工程主要的质量问题之一。引起水闸混凝土裂缝的原因很多，包括干缩、混凝土内部水化反应、温差、地基沉降变形、荷载超标、冻胀力等因素。工程实践经验表明，混凝土构件中的裂缝问题不可能消除，但将其控制在一定程度内是可以保证工程正常使用的，也不会造成较大的安全问题。所以需要通过工程实践经验积累，在水闸的施工管理中严格控制施工质量，保障水利工程的质量与安全。
1 水闸裂缝成因分析
水闸混凝土产生裂缝的因素较多，最先产生微裂缝，微裂缝通常是一种无害裂缝，对混凝土结构的承重、防渗及其他功能不产生危害。但是受到荷载、温差等作用之后，微裂缝就会不断的扩展和连通，最终形成我们肉眼可见的宏观裂缝，轻者使混凝土内部的钢筋材料产生腐蚀，降低钢筋混凝土结构的承载力、耐久性、使用价值等。就混凝土裂缝原因分析如下：
干缩裂缝。水闸混凝土浇筑完成后，随着其内部水分的蒸发，混凝土内部毛细管空隙产生较大的毛细管张力，使得混凝土体积收缩，当收缩应力超过混凝土构件的约束力时，产生了干缩裂缝。
温度裂缝。水闸混凝土在浇筑完成后内部由于水化反应而产生大量的热量，不能及时发散出去，导致水闸混凝土内部与其表面形成较大的温差，从而由于热胀冷缩效应容易形成温度裂缝。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，从而产生温度裂缝。尤其是冬季和夏季容易出现温度裂缝。
荷载过大裂缝。水闸混凝土构件如果收到超标的荷载作用时，容易由于内力弯矩加大而产生于构件中轴垂直的裂缝，构件受到超标的剪力作用时易产生斜裂缝。
地基变形裂缝。地基出现不均匀沉降会导致水闸混凝土构件出现列发那个，随着沉降的发展，裂缝也会进一步发展。
当钢筋混凝土处于不利环境中，例如：侵蚀性水，由于混凝土保护层厚度有限，特别是当混凝土密实性不良，环境中的氯离子等和溶于水中的氧会使混凝土中的钢筋生锈，生成氧化铁，氧化铁的体积比原来金属的体积大的多，铁锈体积膨胀，对周围混凝土挤压，使混凝土胀裂。
2 水闸混凝土裂缝的防治措施
2.1 干缩裂缝的预防措施
降低混凝土单位用水量，用水量的增加势必使剩余水增加，因此，从确保混凝土耐久性出发，应降低混凝土单位用水量；不同水泥，混凝土收缩也不同，按收缩值大小排序：矿渣水泥>普通水泥>粉煤灰水泥；降低混凝土周围约束，若混凝土周围约束过大，内部拉应力无法释放，拉应力增大而使混凝土干裂，因此，应减少混凝土的分仓长度，以使混凝土内部拉应力能够充分释放；适量添加膨胀剂后可以使混凝土体积膨胀，在混凝土内部产生压应力，部分抵消了混凝土因毛细孔隙干燥而产生的拉应力，从而起到控制干缩裂缝的作用。
2.2 水化热产生的裂缝预防措施
通常控制水闸混凝土浇筑后产生水化热引起的温度裂缝的首要措施就是降低骨料的温度，一般采取将骨料堆积在凉棚下或对其洒水降温的方法。凉棚可以避免骨料被太阳长时间暴晒，尤其是夏季可以起到很好的效果，洒水降温措施一般在混凝土拌制前2个小时作用进行，且需采用深井水。其中骨料的温度一般控制在24℃，细骨料内部温度约为26℃比较适宜。还可以在混凝土拌制过程中采取加冰降温的措施，在混凝土浇筑前购入冰块，砸成粒径约3cm的小块加入砼生料中，充分拌合后量取出机口温度，根据出机口温度来确定加冰量。实际工作中，出机口的控制温度为18℃，混凝土单方用冰量在60kg左右。因冰块破碎工作量较大，粒径也很难控制，加入冰块后还需延长拌和时间，降低了混凝土浇筑速度，为克服该问题，实际工作中多采用拌和水降温的方法，即把冰块稍加破碎后放入拌和水池中来降低水温。用此方法，通常能够把拌和用水的温度降至摄氏3～7℃左右。 对于气温较高的夏天，白天气温较夜晚更高，更难控制混凝土的入模温度，所以通常选择夜间施工浇筑混凝土，这样气温相对更低，采取温度控制措施可以更好地控制混凝土入模温度。
2.3 加强混凝土浇筑完成后构件的养护
混凝土浇筑后早期水化热较大，尤其是浇筑后的一周天内其内部温度达到其峰值。因此不能过早拆模，也不能在此时直接进行表面洒水降温养护方法。一般尽量在浇筑时尽量降低水灰比的配置，浇筑完成后18小时开始对模版表面进行不间断的洒水以对混凝土构件降温。拆模后需全天候进行养护至少两周。经实践经验可知，拆模前即对模板进行洒水降温的与拆模后方开始进行洒水养护的相比，混凝土构件表面裂缝明显更少。所以混凝土的养护应从构件浇筑后18小时即开始对模板表面进行洒水降温养护开始。
2.4 控制钢筋锈蚀引起的裂缝
钢筋锈蚀后体积膨胀2～4倍，对周边混凝土产生压力，可能产生顺筋裂缝，甚至脱落，从而影响建筑物的使用。而钢筋锈蚀多为气蚀、电离引起。因此，本工程自一开始就注意了钢筋的锈蚀问题，并从以下几个方面对钢筋锈蚀加以控制的。
1）钢筋出厂时，其表面有一层致密的氧化薄膜，可以对钢筋起到一定的保护作用，但该薄膜遇水或受潮后因水的微酸性而脱落，使钢筋酸性氧化而锈蚀。因此，钢筋原材料和加工后的半成品均应作防潮处理。具体的做法是架空放置和上盖防水雨布；
2）钢筋安装前，其表面必须洁净、无污物，对已发生锈蚀的部位，必须用钢丝刷和砂布打磨干净，以保证钢筋与混凝土的有效结合，同时也可防止因电离而发生锈蚀；
3）尽量减小混凝土的水灰比并提高混凝土的和易性；
4）加强振捣，提高混凝土致密性，减小混凝土炭化速度，使钢筋有足够长的时间不接触空气。
2.5 水闸设计时控制裂缝的措施
混凝土构件并非是设计强度越高越好，由于混凝土强度设计值较高时，会导致水灰比升高，从而混凝土浇筑后期水化热产生量越高，使得混凝土构件内部温度更高，与构件表面温差过大。从而温差应力容易超过混凝土构件的抗拉强度，产生裂缝。竖向受力结构可以用高强混凝土减小截面，而对于混凝土底板应在满足抗弯及抗冲切计算要求下，采用C20～C35的混凝土。
基础设计除应满足承载力和构造要求外，还应增配承受水泥水化热引起的温度应力及控制裂缝开展的钢筋，以构造钢筋来控制裂缝，配筋应尽可能采用小直径、小间距。采用直径8～14mm的钢筋和100～150mm间距是比较合理的。截面的配筋率应在0.3%～0.5%之间。
3 结语
水利工程中大多数构件都由混凝土构件组成，混凝土构件裂缝的产生势必会降低工程项目的施工质量，影响工程的正常使用，降低工程的使用年限。对于水闸混凝土构件而言，混凝土裂缝问题尤其显得重要。需要人们通过不懈地努力追求，将混凝土裂缝通过设计方法的改进，施工技术的大力发展，严格有效地将水闸混凝土裂缝控制在容许宽度内，保证水利工程的正常运行。
参考文献
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