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摘要：近年来，大体积混凝土在水闸施工项目中的应用越来越广泛。由于大体积混凝土在施工过程中容易因为一些因素的干扰而出现裂缝，对水闸功能的发挥造成影响，因此必须对大体积混凝土裂缝进行控制。水利基础设施建设也不断完善，水闸工程数量也不断增加。但水闸闸墩浇筑后往往会出现裂缝问题，严重影响水闸的安全有序运行。本文简要分析水闸闸墩的裂缝成因，并提出科学化的防治措施，仅供相关人员参考。
关键词：水闸；混凝土裂缝；成因；措施
1导言
水闸施工项目中，有关大体积混凝土施工方面的内容相对较多。想要对水闸施工项目的施工质量进行控制，提高水闸施工项目的安全性，就必须对大体积混凝土施工质量进行控制。而在大体积混凝土施工中，需要应用到的施工材料与浇筑量都比普通的混凝土施工多。一旦水闸闸墩出现裂缝，导致建筑物整体结构稳定性不足，会严重影响水位控制以及水量调节效果，甚至影响整个水利工程的安全性和耐久性。在此种情况下，加大力度探讨水闸闸墩裂缝成因及防治措施是非常必要的。
2大体积混凝土裂缝
在水闸施工项目过程中，大体积混凝土容易受到温度、收缩、钢筋锈蚀等内外因素的影响而容易出现裂缝现象。一、温度裂缝。在混凝土施工过程中，温度应力是造成大体积混凝土产生裂缝的重要因素之一。当温度发生变化时，混凝土自身的结构就会因为收缩或者膨胀而出现变化，尤其是当混凝土结构同时被收缩与膨胀影响时，混凝土结构内部就会出现温度应力。当温差变化逐渐增大时，温度应力也会随之增大。当大体积混凝土浇筑完成之后，混凝土内部就会因为水泥的水化反应而产生很多的热量，从而使混凝土内部温度急速上升，且难以挥发出去。此时混凝土内外温差就会增长，从而容易产生混凝土裂缝。因为当温差超过25摄氏度之后，混凝土外部就会出现裂缝。二、收缩裂缝。收缩裂缝分为干缩与自缩两种。大体积混凝土在进行凝结硬化时，其表面含有的水分会快速挥发掉，从而使其体积收缩增大。而混凝土内部水分挥发相对迟缓，收缩体积相对较小，从而导致混凝土因内外收缩不一致而出现拉应力，造成混凝土裂缝。大体积混凝土施工完之后，需要采取养护措施对其进行保护。若养护措施不足，就可能导致水泥中的水分大量消耗，致使混凝土产生干燥效应，从而引起混凝土内部水分不足，最终出现收缩裂缝。三、钢筋锈蚀。当大体积混凝土保护层厚度不足时，其钢筋就会因为二氧化碳而出现锈蚀现象。钢筋锈蚀过程中产生的氢氧化铁就会导致混凝土周围出现膨胀应力，从而导致裂缝产生。（大体积混凝土收缩裂缝如图1）
图1 大体积混凝土收缩裂缝
3水闸闸墩裂缝成因分析
3.1混凝土配合比
工程实践表明，大体积混凝土中的粉煤灰掺加量不超过30%时，随着粉煤灰掺量的增加会减少混凝土的收缩量，这是因为加入粉煤灰后减少了水泥用量，粉煤灰早期较少参与水化反应，生成的水泥石硬化体结构相对疏松，小孔含量降低，早期自收缩明显减少；同时粉煤灰混凝土早期强度较低，弹性模量较小，从而在混凝土收缩受约束时引发的弹性应力较低且发展较慢，使混凝土有足够的时间发挥其徐变性能，松弛弹性应力。分析认为，先期闸墩混凝土浇筑粉煤灰的掺量选用15%，显然是偏少的，应对粉煤灰的掺量进行适当的增加。
3.2温度收缩
混凝土浇筑结束后，其内部的水泥成分持续水化，释放水化热，使混凝土内部温度上升，达到最高温度值后，混凝土温度持续降低，通过与外界的热交换，其温度逐渐回归到环境温度值。这时，热量变化引起温度变形，如结构拉应力超过此时的混凝土允许拉应力强度，结构构件就会出现温度裂缝。类似工程实测资料表明，混凝土未开裂前，钢筋应力很小，只有在开裂以后钢筋应力才显著增加，它只能发挥限制裂缝宽度的作用，温度钢筋在控制温度裂缝的作用中，只能被动防御，因此只有考虑合适的结构体形，施工时采取措施低温浇筑，降低混凝土的温度应力，才能减少或避免裂缝现象的产生。
3.3底板约束
混凝土产生温度应力，只有在其受到约束的情况下，才会诱发拉伸应力，当超过其抗拉强度时产生裂缝。闸墩混凝土在温度应力与收缩应力的共同作用下，闸墩混凝土发生变形，由于受到闸底板的约束，无法自由变形，导致在闸墩的最薄弱处的混凝土产生有规则的裂缝。在本工程中，底板对闸墩的约束作用是无法解除的，只有加强施工控制，尽量降低混凝土的温度应力，控制其产生的拉伸应力不超过混凝土的抗拉强度以避免裂缝的产生。
4水闸混凝土施工防裂措施
4.1温度控制
温度是造成大体积混凝土裂缝出现的重要外因之一，因此在进行水闸项目施工时，需要对周围温度进行控制，确保大体积混凝土浇筑质量。因为当温差超过25摄氏度时，混凝土就会容易出现裂缝。所以在进行施工过程中，应该对混凝土的入模温度进行控制，从而将大气温度和混凝土表面温度之间的温差控制在20摄氏度以内。这需要相关混凝土浇筑人员在进行施工前对施工场地气候进行了解，若室外温度过高，应该在施工附近添加一些冰或者将施工时间安排在夜间，从而避免高温作业下产生混凝土裂缝。可以在大体积混凝土内埋设一些管道，通过循环水使其温度降低，从而达到控制温差的目的。当大体积混凝土中的大胶凝材料已经完全满足之后，应该选择活性混合材料进行混凝土配比，从而避免混凝土因为水泥过多而造成收缩裂缝。通过对混凝土配合比的调控，达到控制混凝土裂缝的目的。
4.2采取相应的工程措施
设计人员对底板在温度应力释放方向的配筋情况进行了对比：3#、5#底板在温度应力释放方向的配筋为Φ18@200，配筋面积为1272mm，而2#、4#、6#、8#底板在温度集中應力释放方向的配筋为Φ14@200，配筋面积只有770mm，前者满足大体积混凝土在温度作用下对裂缝控制钢筋的配筋率≥0.1%的要求，而后者不满足，显然配筋率对裂缝的产生有极大的影响。但《水工混凝土结构设计规范》（SL191-2008）中规定：板厚超过2.5m的构件属于“截面厚度很大的构件”，该水闸底板并不属于大体积混凝土。那么高温环境下，底板厚度大于1.0m，基础为坚硬岩石的混凝土结构，是否需要适当的参考大体积混凝土的温度钢筋的配筋率要求呢？后期设计人员对未浇筑的10#底板与左边墩放水洞底板进行了相应的调整，对温度应力释放方向的钢筋进行了调整，两块底板温度应力方向的钢筋均采用Φ14@100。施工后经检测两块底板均未出现裂缝。这也就验证了2#、4#、6#、8#底板出现裂缝的根本原因是温度钢筋配置不足，没有控制住裂缝的产生。
4.3混凝土的养护
为加强混凝土施工质量控制，降低水闸闸墩裂缝发生几率，应当对及时对混凝土进行温度观测，并做好混凝土养护工作，确保混凝土施工质量满足水闸闸墩施工的相关标准。因此施工人员应当在不同季节条件下将温度观测仪安置于闸墩结构相关位置，对浇筑后的混凝土进行温度测量并加以准确记录，以促进混凝土养护工作的顺利开展。待混凝土浇筑完成并拆模后，为避免裂缝出现，应当在混凝土外部涂抹适量养护剂，将水闸闸墩墩面覆盖，适量洒水以保持墩面处于湿润状态，依据观测温度调整混凝土养护时间，从而对闸墩裂缝进行科学化防治。
结束语
综上所述，大体积混凝土在实际水闸项目施工过程中因为一些因素的影响容易出现裂缝现象，从而对水闸项目质量造成影响。因此，我们应当正确认识到混凝土裂缝产生的原因，采取相应的防治措施，及时消除安全隐患，避免混凝土裂缝的出现。这样才能确保水闸工程的正常运行。
参考文献：
[1]蔡善炳.水闸施工项目大体积混凝土裂缝的控制措施[J].智能城市，2017，3（07）：253.
[2]孙晶晶.论述水闸闸墩裂缝成因及防治措施[J].黑龙江科技信息，2017，（12）：212.
[3]郭士红.水闸混凝土底板施工中裂缝产生原因浅析[J].山东水利，2017，（04）：28-29.
[4]张藤子.除险加固工程混凝土结构型裂缝处理方法[J].城市建设理论研究（电子版），2017，（08）：94.
关键词：水闸；混凝土裂缝；成因；措施
1导言
水闸施工项目中，有关大体积混凝土施工方面的内容相对较多。想要对水闸施工项目的施工质量进行控制，提高水闸施工项目的安全性，就必须对大体积混凝土施工质量进行控制。而在大体积混凝土施工中，需要应用到的施工材料与浇筑量都比普通的混凝土施工多。一旦水闸闸墩出现裂缝，导致建筑物整体结构稳定性不足，会严重影响水位控制以及水量调节效果，甚至影响整个水利工程的安全性和耐久性。在此种情况下，加大力度探讨水闸闸墩裂缝成因及防治措施是非常必要的。
2大体积混凝土裂缝
在水闸施工项目过程中，大体积混凝土容易受到温度、收缩、钢筋锈蚀等内外因素的影响而容易出现裂缝现象。一、温度裂缝。在混凝土施工过程中，温度应力是造成大体积混凝土产生裂缝的重要因素之一。当温度发生变化时，混凝土自身的结构就会因为收缩或者膨胀而出现变化，尤其是当混凝土结构同时被收缩与膨胀影响时，混凝土结构内部就会出现温度应力。当温差变化逐渐增大时，温度应力也会随之增大。当大体积混凝土浇筑完成之后，混凝土内部就会因为水泥的水化反应而产生很多的热量，从而使混凝土内部温度急速上升，且难以挥发出去。此时混凝土内外温差就会增长，从而容易产生混凝土裂缝。因为当温差超过25摄氏度之后，混凝土外部就会出现裂缝。二、收缩裂缝。收缩裂缝分为干缩与自缩两种。大体积混凝土在进行凝结硬化时，其表面含有的水分会快速挥发掉，从而使其体积收缩增大。而混凝土内部水分挥发相对迟缓，收缩体积相对较小，从而导致混凝土因内外收缩不一致而出现拉应力，造成混凝土裂缝。大体积混凝土施工完之后，需要采取养护措施对其进行保护。若养护措施不足，就可能导致水泥中的水分大量消耗，致使混凝土产生干燥效应，从而引起混凝土内部水分不足，最终出现收缩裂缝。三、钢筋锈蚀。当大体积混凝土保护层厚度不足时，其钢筋就会因为二氧化碳而出现锈蚀现象。钢筋锈蚀过程中产生的氢氧化铁就会导致混凝土周围出现膨胀应力，从而导致裂缝产生。（大体积混凝土收缩裂缝如图1）
图1 大体积混凝土收缩裂缝
3水闸闸墩裂缝成因分析
3.1混凝土配合比
工程实践表明，大体积混凝土中的粉煤灰掺加量不超过30%时，随着粉煤灰掺量的增加会减少混凝土的收缩量，这是因为加入粉煤灰后减少了水泥用量，粉煤灰早期较少参与水化反应，生成的水泥石硬化体结构相对疏松，小孔含量降低，早期自收缩明显减少；同时粉煤灰混凝土早期强度较低，弹性模量较小，从而在混凝土收缩受约束时引发的弹性应力较低且发展较慢，使混凝土有足够的时间发挥其徐变性能，松弛弹性应力。分析认为，先期闸墩混凝土浇筑粉煤灰的掺量选用15%，显然是偏少的，应对粉煤灰的掺量进行适当的增加。
3.2温度收缩
混凝土浇筑结束后，其内部的水泥成分持续水化，释放水化热，使混凝土内部温度上升，达到最高温度值后，混凝土温度持续降低，通过与外界的热交换，其温度逐渐回归到环境温度值。这时，热量变化引起温度变形，如结构拉应力超过此时的混凝土允许拉应力强度，结构构件就会出现温度裂缝。类似工程实测资料表明，混凝土未开裂前，钢筋应力很小，只有在开裂以后钢筋应力才显著增加，它只能发挥限制裂缝宽度的作用，温度钢筋在控制温度裂缝的作用中，只能被动防御，因此只有考虑合适的结构体形，施工时采取措施低温浇筑，降低混凝土的温度应力，才能减少或避免裂缝现象的产生。
3.3底板约束
混凝土产生温度应力，只有在其受到约束的情况下，才会诱发拉伸应力，当超过其抗拉强度时产生裂缝。闸墩混凝土在温度应力与收缩应力的共同作用下，闸墩混凝土发生变形，由于受到闸底板的约束，无法自由变形，导致在闸墩的最薄弱处的混凝土产生有规则的裂缝。在本工程中，底板对闸墩的约束作用是无法解除的，只有加强施工控制，尽量降低混凝土的温度应力，控制其产生的拉伸应力不超过混凝土的抗拉强度以避免裂缝的产生。
4水闸混凝土施工防裂措施
4.1温度控制
温度是造成大体积混凝土裂缝出现的重要外因之一，因此在进行水闸项目施工时，需要对周围温度进行控制，确保大体积混凝土浇筑质量。因为当温差超过25摄氏度时，混凝土就会容易出现裂缝。所以在进行施工过程中，应该对混凝土的入模温度进行控制，从而将大气温度和混凝土表面温度之间的温差控制在20摄氏度以内。这需要相关混凝土浇筑人员在进行施工前对施工场地气候进行了解，若室外温度过高，应该在施工附近添加一些冰或者将施工时间安排在夜间，从而避免高温作业下产生混凝土裂缝。可以在大体积混凝土内埋设一些管道，通过循环水使其温度降低，从而达到控制温差的目的。当大体积混凝土中的大胶凝材料已经完全满足之后，应该选择活性混合材料进行混凝土配比，从而避免混凝土因为水泥过多而造成收缩裂缝。通过对混凝土配合比的调控，达到控制混凝土裂缝的目的。
4.2采取相应的工程措施
设计人员对底板在温度应力释放方向的配筋情况进行了对比：3#、5#底板在温度应力释放方向的配筋为Φ18@200，配筋面积为1272mm，而2#、4#、6#、8#底板在温度集中應力释放方向的配筋为Φ14@200，配筋面积只有770mm，前者满足大体积混凝土在温度作用下对裂缝控制钢筋的配筋率≥0.1%的要求，而后者不满足，显然配筋率对裂缝的产生有极大的影响。但《水工混凝土结构设计规范》（SL191-2008）中规定：板厚超过2.5m的构件属于“截面厚度很大的构件”，该水闸底板并不属于大体积混凝土。那么高温环境下，底板厚度大于1.0m，基础为坚硬岩石的混凝土结构，是否需要适当的参考大体积混凝土的温度钢筋的配筋率要求呢？后期设计人员对未浇筑的10#底板与左边墩放水洞底板进行了相应的调整，对温度应力释放方向的钢筋进行了调整，两块底板温度应力方向的钢筋均采用Φ14@100。施工后经检测两块底板均未出现裂缝。这也就验证了2#、4#、6#、8#底板出现裂缝的根本原因是温度钢筋配置不足，没有控制住裂缝的产生。
4.3混凝土的养护
为加强混凝土施工质量控制，降低水闸闸墩裂缝发生几率，应当对及时对混凝土进行温度观测，并做好混凝土养护工作，确保混凝土施工质量满足水闸闸墩施工的相关标准。因此施工人员应当在不同季节条件下将温度观测仪安置于闸墩结构相关位置，对浇筑后的混凝土进行温度测量并加以准确记录，以促进混凝土养护工作的顺利开展。待混凝土浇筑完成并拆模后，为避免裂缝出现，应当在混凝土外部涂抹适量养护剂，将水闸闸墩墩面覆盖，适量洒水以保持墩面处于湿润状态，依据观测温度调整混凝土养护时间，从而对闸墩裂缝进行科学化防治。
结束语
综上所述，大体积混凝土在实际水闸项目施工过程中因为一些因素的影响容易出现裂缝现象，从而对水闸项目质量造成影响。因此，我们应当正确认识到混凝土裂缝产生的原因，采取相应的防治措施，及时消除安全隐患，避免混凝土裂缝的出现。这样才能确保水闸工程的正常运行。
参考文献：
[1]蔡善炳.水闸施工项目大体积混凝土裂缝的控制措施[J].智能城市，2017，3（07）：253.
[2]孙晶晶.论述水闸闸墩裂缝成因及防治措施[J].黑龙江科技信息，2017，（12）：212.
[3]郭士红.水闸混凝土底板施工中裂缝产生原因浅析[J].山东水利，2017，（04）：28-29.
[4]张藤子.除险加固工程混凝土结构型裂缝处理方法[J].城市建设理论研究（电子版），2017，（08）：94.