刘翠芳 淮安市水利勘测设计研究院有限公司

水工大体积混凝土的原材料主要包括水泥、粉煤灰、外加剂等，这些材料的性质对施工质量有很大的影响；同时，在使用过程中，由于混凝土自身的收缩变形和干燥度的变化，会导致其内部应发生变化，从而产生较大的温度差，使大体积混凝土出现裂缝。

1.大体积混凝土裂缝破坏方式

（1）拆模前，表面出现麻面、蜂窝麻面，且没有及时修补，导致大体积混凝土的强度和耐久性降低，从而产生裂缝。（2）在拆模后，由于温度变化，模板和钢筋之间的粘结力下降，使混凝土内部的应力发生变化，当混凝土的抗拉强度达到一定值时，就会发生大体积混凝合物的开裂。（3）当混凝土的内外温差超过了规定的数值时，就会引起水泥石的膨胀而开裂。（4）在施工过程中，如果不对其进行合理的养护，则容易造成裂缝的扩展或蔓延。（5）在浇筑前，应先用塑料布等覆盖基层，并做好防冻措施，防止雨水渗透，再浇筑。但实际情况往往与设计图纸上的要求不符，因而不能有效的预防裂缝的发展或扩大。

2.水工结构大体积混凝土裂缝成因

影响混凝土开裂的主要因素是混凝土的早期龄期，在这个阶段，混凝土中的水泥、砂石和水的用量是决定其使用性能的重要因素。（1）混凝土的早期龄期，在整个工程施工过程中，都会受到温度的影响和其他的外界环境的变化而产生温度应力，这些应力会对构件造成一定的伤害；（2）混凝土的初始养护，由于养护时间过长，容易出现干缩裂缝，并且随着浇筑的进行而逐渐变大，从而使其强度降低，最终导致裂缝的形成；（3）当混凝土的入模，它本身的抗拉抗压性也会随之减弱，当它的抗压能力达到最大时，就可能发生裂缝，此时裂缝的宽度越大，就有越宽的倾向性，进而使裂缝的长度越来越短，这也是为什么大体积混凝的收缩性越好，所以说，如果不采取有效的措施来控制，就有可能引起大体积的结构破坏。

3.水工结构大体积混凝土裂缝控制处理策略

3.1 施工监控量测

为了保证工程质量，在施工过程中，需要对混凝土的温度、收缩率和浇筑时间等进行有效的监测与控制[3]。在施工前，要对混凝土的原材料和配合比、振捣方法及振实程度等情况做详细的了解并计算，确保各项参数都符合设计要求。同时还应注意的是，在浇筑完成后，要及时的做好养护工作，以防止由于天气原因导致的砼开裂。

①对于大体积混凝土，其内部的温差较大，且其自身的抗压能力较差，因此必须采取保温措施。②当外部环境较恶劣时，应采用保湿的方式来降低内外部的温差，以避免大体积混凝土的表面出现裂缝。③当外界的热源无法满足上述条件时，可以使用覆盖的办法将裂缝的一部分封堵。但是如果是室外的热源，则需考虑是否有遮挡物，以免影响到后续的养护。此外还需设置遮阳棚，以便于后期的维护保养。

3.2 实桥浇筑

实桥浇筑是在桥墩上利用灌注法进行的灌注施工，在完成浇筑后，将其与混凝土拌和均匀，然后通过泵送系统将其输送至现场，并按照设计要求对其施加压力，使混凝土达到一定的强度后，再对其养护。

由于水工结构大体积混凝土的自重较大，因此，为了控制大体积混凝土的质量和耐久性，需要采取有效措施来控制裂缝的产生及发展。首先要保证孔道内的泥浆比重相对较高，并且要严格控制水泥用量，避免因为水泥用量过少而导致大体积混凝合物的收缩现象。其次，在梁段设置专门的钢筋笼，以防止出现梁端开裂。最后，对于预埋件的预留孔，必须确保孔道的尺寸符合相关规范，同时也要注意及时的清理干净，以免影响后期的结构使用。

3.3 大体积混凝土裂缝控制处理

对大体积混凝土裂缝进行控制的关键在于施工质量，所以要严格控制好原材料的配制比例，在选择水泥时，要选用低热水泥，保证其含水量，同时也要控制好搅拌过程中的温度和时间避免由于混凝土内外温差过大而产生裂缝。

在浇筑前，应先对模板的尺寸和位置等因素重新计算，确保其具有足够的刚度，防止出现应力集中现象。还可以采用分层浇筑法，将混凝土的厚度、宽度等参数作为依据，使其保持均匀，以减少因温差变化而引起的裂缝开裂。还可采取适当的保温措施，使大体积混凝土的内部结构表面的保温和降阻，以降低大体积混凝合物的收缩变形。对于水化热较高的工程项目，应尽量延长冷却水管的使用期限，并加强散热设施的建设；在冬季时，可通过增加水管的方式来减小水温的波动幅度。

3.4 工程设计

工程设计是对工程建设的总体布局、建筑造和地基基础的设计和计算。其目的是实现预期的目标和任务，满足用户的需求并节约资源，提高效益。在整个施工过程中，应根据实际情况，充分考虑各种因素，合理安排，使各方面的协调与配合得到最大化。

①混凝土结构设计的主要内容包括:确定混凝土的配筋率、配筋率及最佳的浇筑方案，选择合适的泵送设备，保证混凝土的质量；进行现场试验，分析出设计方案的优缺点，提出改进措施。②在完成了泵送系统的设计后，还需要对泵的性能参数等相关数据的验证与优化，以确保其具有良好的使用效果。③为达到上述的要求，就必须严格按照规范的标准来执行，并做好相应的记录工作。此外，还要注意后期的维护管理，防止由于不按规定的程序而导致的一些问题。还需建立起完善的检查制度，及时发现其中存在的漏洞或不足，以便采取有效的解决方法。

3.5 水工结构大体积混凝土干缩控制

混凝土的干缩是在施工过程中由于温度变化而产生的收缩变形，而水化热的主要来源就是混凝土内部的水分和外界热量的交换作用。在实际的工程应用中，需要根据具体的情况进行分析，对其结构的尺寸、材料选择、配比等因素要有一定的考虑与控制。

①对于大体积混凝土来说，其浇筑后的表面会出现大量的空洞和麻点，这些都是大体积混凝合物的缺陷；②当水的用量较少时，就容易造成大体积混凝土的开裂，此时应该对其结构的厚度以及浇筑后的强度做适当的调整；③当水的用量较大时，因为水量的影响导致的大体积混凝土的内力也会随之增大，从而使应力增加，所以要采取必要的措施来避免裂缝的发生；④如果是在夏季，那么就要注意到温差的问题了，特别是冬季，要做好保温工作，防止低温冻伤。同时还要加强养护，保证砼的质量达标。

3.6 温度场

温度是影响混凝土结构性能的重要因素，在大体积混凝土施工中，由于温差较大，混凝土内部的温度较高，而外部环境的温差又比较小，因此，在大体积混凝土的浇筑过程中，必须控制好内外温差，以保证工程质量。

①对水箱内的水管进行合理布置，并设置必要的隔热措施，以避免散热困难。②对水箱 的管道系统的设计和安装，要严格按照相关规范要求，做好防腐、防锈等工作，确保其不会被腐蚀。同时还要注意防止水流冲刷，造成堵塞。③对于保温和冷却的材料也要格外重视，因为它的抗冻性较差，所以其容易发生冻胀，从而导致产生裂缝。

图1 一种超长大体积混凝土构件裂缝的控制方法 与流程

4.结语

本文以水工结构为研究对象，重点分析了水工结构大体积混凝土的特点及原因，并提出了相应的预防措施。通过对其的抗裂性能，耐久性，耐水性等方面的试验与检测，总结出一套适合于本工程的防裂体系。从而使企业能够更好的保证员工的人身财产的安全性以及稳定性。同时也为社会的和谐稳定提供一定的帮助作用。