重力式碼頭現(xiàn)澆面層裂縫原因及防治措施

【摘 要】通過多年的現(xiàn)場觀察，查閱有關混凝土內部應力方面的專著，對混凝土裂縫產生的原因和預防裂縫的措施等進行闡述。

【關鍵詞】面層混凝土；裂縫；控制

隨著港口工程建設的飛速發(fā)展，重力式碼頭的施工水平不斷提高，施工技術日趨完善，重力式碼頭工程的外觀、實體質量都達到了很高的水平，但碼頭面層混凝土經常出現(xiàn)裂縫現(xiàn)象未能得到很好根治。下面就混凝土裂縫產生的原因和預防裂縫的措施等進行闡述。

一、工程概況

某工程建設3個5萬噸級多用途泊位，遠期可改造為2個10萬噸級集裝箱泊位 （結構按靠泊15萬噸集裝箱船設計）。碼頭岸線與洋浦港總體規(guī)劃岸線基本一致，長度為782m。

碼頭結構按15萬噸預留，結構設計底高程為-18.0m。近期按5萬噸級疏浚，碼頭前沿停泊水域設計底標高為-14.4m，碼頭前沿停泊水域寬度為65m，碼頭面頂高程為6.0m。

二、胸墻面層混凝土早期開裂的機理與影響因素

1、混凝土約束性裂縫成因

（1）胸墻面層混凝土表面積大，極易受基層界面的約束而產生約束應力，同時，胸墻面層混凝土澆筑后養(yǎng)護過程會產生很大的收縮應力，這兩種應力，都使胸墻面層混凝土下方產生壓應力，而頂面則產生拉應力。另外，混凝土養(yǎng)護過程中，有一個強度增長過程，一般前幾天強度增長緩慢，在7天～14天齡期時，強度增長迅速，可達設計強度的70%～90%。當混凝土抗拉強度小于約束、收縮應力值時，就會造成胸墻面層混凝土開裂，且開裂方向無規(guī)律。

（2）現(xiàn)澆胸墻面層混凝土中存在多余的游離水，水份蒸發(fā)后混凝土表面與內部變形不一致，導致裂縫產生。

（3）現(xiàn)澆胸墻面層混凝土坍落度過大、可塑性差，一經振搗，混凝土中石子下沉、水泥砂漿上浮，導致混凝土面層材料上下不均勻，混凝土硬化后上下收縮不一致，產生裂縫。

（4）面層施工切縫不及時，混凝土由于膨脹容易產生裂縫；分縫寬度過大，混凝土應力集中也容易產生裂縫。

2、混凝土干縮性裂縫

（1）胸墻面層混凝土養(yǎng)護的方法不當或養(yǎng)護不及時，造成表面失水過多、過早，水泥沒有充分水化，發(fā)生較大的干縮變形而產生裂縫。胸墻面層混凝土澆筑前，面板表面未進行沖洗、濕潤，預制面板吸收大量胸墻面層混凝土中的水份，產生裂縫。

（2）面層抹面收面時間掌握不好或抹面時風力較大、氣溫較高，混凝土表面水分蒸發(fā)較快，也容易產生裂縫。

3、原材料及配合比的設計

原材料及配合比的設計直接影響混凝土的性能，是造成混凝土裂縫不可忽視的原因。

三、現(xiàn)澆胸墻面層混凝土質量控制過程

本工程胸墻混凝土等級為C40，胸墻頂高程為6.0m。沉箱頂面標高為+1.4m，施工時胸墻混凝土分三次澆注，第一次澆筑至+3.2m處，第二次澆筑至5.55m，頂層45cm。

1、面層澆筑前的質量控制

（1）混凝土配合比、堿含量、氯離子含量的審查內容包括選用的原材料品種、規(guī)格、質量等符合設計要求，做配合比試驗的原材料要滿足設計與施工工藝要求；坍落度應滿足施工條件。

選定的配合比必須有28天強度試驗報告及其他性能指標（抗?jié)B、抗凍、氯離子電通量等）試驗報告。監(jiān)理工程師在審批配合比時應要求承包人按所報的配合比進行試配并提前制作試件進行強度對比，確認滿足要求后以書面形式，確認配合比。 配合比經批準后才能使用，在施工過程中必須嚴格執(zhí)行該配合比。如施工過程中需調整配合比，承包人須事先將新配合比及試驗結果報監(jiān)理工程師，經批準后才能使用。

本工程參考設計配合比為： 水泥：砂：碎石：水：聚羧酸減水劑（液體）：抗蝕增強劑（粉劑）：聚丙烯纖維478：707：1154：151：3.36：42：1

混凝土坍落度為90-110mm，因纖維具有一定的防裂功能，對減少面層龜裂問題有較好作用，為增強面層抗裂性能在混凝土中摻入長短組合的聚丙烯纖維，摻量為1kg/m3，能限制胸墻面層混凝土施工過程中塑性裂縫的發(fā)生，從而提高面層質量。

（2）對施工方案的工藝流程、材料檢驗、人力組織、質量保證體系及保證措施進行認真審查，并對應編制質量控制實施細則，施工過程中嚴格按照實施細則進行質量控制。

（3）對攪拌站的生產能力、質量保證措施、運輸能力等是否滿足工程施工的要求進行綜合考察。

（4）對混凝土使用的原材料要進行嚴格的控制，選用低水化熱水泥，選擇級配良好的砂石骨料，嚴格控制砂石中的泥土、粉灰、有機物等雜質及針片狀碎石含量，根據(jù)砂石料的實際含水量調整施工配合比，準確進行混凝土的投料計量，確?；炷恋木鶆蛐?。

（5）混凝土拌制的質量檢驗要求：混凝土應拌合均勻，不得有離析、泌水現(xiàn)象；混凝土的坍落度在攪拌地點和澆筑地點（當澆筑點離攪拌點運輸時間超過15min時）分別取樣檢測，每一工作班對坍落度至少檢查2次；混凝土的出料溫度應進行檢查，滿足規(guī)范對冷、熱天氣的施工溫度規(guī)定。

2、胸墻面層混凝土施工過程質量控制

（1）面層標高控制：依據(jù)胸墻面層混凝土分條線位置在面板上彈墨線，沿線每隔1.5m布設一個型鋼，用水準儀測設型鋼及前后模板四個角的標高，以控制面層標高。

（2）邊角防裂措施：在溝、槽等邊角應力集中位置綁扎與可能出現(xiàn)裂縫開裂方向成45度角的鋼筋。

（3）防裂鋼筋網片鋪設：在碼頭面層綁扎6mm直徑的鋼筋網片，鋼筋網片間距50mm×80mm，鋼筋網保護層厚度為40mm，加固鋼筋網片，防止鋼筋網片在澆筑過程中下沉，使鋼筋保護層變大影響抗裂效果。

（4）施工過程注意事項：避免在雨中、大風及烈日下澆筑混凝土，澆筑前先用空壓機清理表面，并灑水濕潤。由于面層混凝土坍落度較小，使用吊罐運輸混凝土，振搗采用直徑為50mm插入式振搗器，振搗間距300mm，持續(xù)振搗15～20s，以混凝土表面呈現(xiàn)水泥漿和混凝土不再沉落為度。插入式振搗器應垂直插入混凝土中，快插慢拔，上下抽動?；炷翝仓帘砻婧?，刮去表面浮漿，采取二次振搗，多次抹面（首先是用木抹子粗抹面一次，再使用呂合金刮尺進行刮平，等混凝土稍微凝結再用木抹子進行一次抹面，等混凝土面層開始初凝，用光滑的鐵抹子進行抹面，至少進行兩次抹面。為防止表面過于光滑，完成前面五道工序之后，在已初凝的混凝土表面灑極少量水，再用大毛刷對混凝土表面進行刷毛，此時抹面結束）。

四、胸墻面層混凝土澆筑后質量控制

（1）面層養(yǎng)護：在混凝土裂縫的防治工作中，對新澆混凝土的早期養(yǎng)護工作尤為重要。以保證混凝土在早期盡可能少產生收縮。刷毛后覆蓋土工布派專人進行灑淡水養(yǎng)護，確保潮濕養(yǎng)護不小于14天。

（2）切縫位置應設在構件受力較小的部分，切縫時間宜在胸墻面層混凝土強度達到10MPa～15MPa時進行（做同條件試塊進行壓塊），切縫深度宜為20mm。對于邊角處及鋸縫機無法進到的部位可采用手持式小鋸縫機進行鋸縫，直至鋸到邊界處。

五、結束語

綜上所述，在整個胸墻面層施工過程中，從原材料質量把關，到混凝土澆筑及養(yǎng)護、切縫等各道工序嚴格控制，就能夠極大的減少胸墻面層混凝土裂縫的產生，使碼頭面層平整美觀。

參考文獻：

（1）趙金祿，高樁碼頭現(xiàn)澆混凝土面層的質量控制，《中國交通建設監(jiān)理》2014（02）。