碼頭面層砼裂紋淺析

周萍

【摘要】在港口工程施工中，碼頭面層砼裂紋是一種常見病。為提高工程質(zhì)量，必須重視并解決這一頑癥。依據(jù)南京港龍?zhí)陡蹍^(qū)一期工程、二期工程、三期工程等碼頭施工的經(jīng)驗(yàn)，結(jié)合南京港馬渡港區(qū)南京港機(jī)重工制作基地碼頭工程施工中的碼頭面層質(zhì)量控制方法，分析了碼頭面層裂紋的成因，就碼頭面層質(zhì)量控制針對性的進(jìn)行系統(tǒng)分析預(yù)防及處理方法。

【關(guān)鍵詞】碼頭面層裂紋；成因分析；防治對策；碼頭面層質(zhì)量；南京港龍?zhí)陡蹍^(qū)工程；南京港機(jī)重工制作基地碼頭工程

引言：

我國作為一個鄰海國家，具有大量的港口，這些港口建設(shè)直接影響著我們的海運(yùn)經(jīng)濟(jì)。在港口建設(shè)中，最重要的部分就是碼頭建設(shè)，近年來，有很多的先進(jìn)技術(shù)和工藝應(yīng)用到碼頭的建設(shè)中，但是要想順應(yīng)時(shí)代的發(fā)展，還需要我們不斷的加以探索和改進(jìn)。在碼頭建設(shè)質(zhì)量管理中，碼頭面層裂紋仍然是不可忽視的問題，亟待我們解決。碼頭面層裂紋主要產(chǎn)生于施工期，以細(xì)微龜裂的形式存在。面層裂紋直接影響到碼頭的外觀和面層的使用壽命，所以需要我們在施工中有所側(cè)重，預(yù)防面層裂紋的產(chǎn)生。

1、碼頭面層裂紋成因分析

以往經(jīng)驗(yàn)表明，碼頭面層裂紋產(chǎn)生的原因主要是由于施工控制不足和碼頭結(jié)構(gòu)特性，設(shè)計(jì)、施工、養(yǎng)護(hù)、試用及環(huán)境多種復(fù)雜因素綜合作用的結(jié)果，依據(jù)南京港龍?zhí)陡蹍^(qū)一期工程、二期工程、三期工程等碼頭施工的經(jīng)驗(yàn)以及后期碼頭使用中進(jìn)行裂紋的調(diào)查結(jié)果進(jìn)行裂紋成因分析。

1.1 原材料控制

粗骨料級配不佳，含泥量、針片狀、細(xì)顆粒含量等數(shù)值偏高也會影響砼的澆筑。如細(xì)骨料砂的細(xì)度模數(shù)偏小，砂率偏大容易產(chǎn)生起砂現(xiàn)象；砂率過小，混合料粘聚性不夠，不容易振搗密實(shí)。

配合比不當(dāng)則導(dǎo)致塌落度過大。塌落度過大，容易造成砼表面水泥漿上浮，形成骨架表層薄弱面，降低表面強(qiáng)度，塌落度過小，砼的和易性差，澆筑振搗不易密實(shí)，強(qiáng)度無法保證。

1.2砼的收縮變形

砼的一個很重要的特性就是容易收縮。砼拌合物在空氣中結(jié)硬時(shí)會縮小體積，從而產(chǎn)生變形。而在碼頭建設(shè)中，面層砼的使用面積較大，這也是碼頭面層容易產(chǎn)生裂紋的重要因素之一。

層裂紋產(chǎn)生的最主要原因。

1.3 溫度應(yīng)力

砼澆筑后硬化期間水泥放出大量水化熱，內(nèi)部溫度不斷上升，使砼表面和內(nèi)部溫差較大，當(dāng)溫度產(chǎn)生非均勻降溫時(shí)將導(dǎo)致砼表面急劇溫度變化而產(chǎn)生較大降溫收縮，此時(shí)表面受到內(nèi)部砼的約束，將產(chǎn)生很大的拉應(yīng)力，而砼早期抗拉強(qiáng)度很低，因而出現(xiàn)裂紋。

1.4 施工工藝缺陷

收面方法，時(shí)間不當(dāng)，壓面遍數(shù)不夠等因素等施工工藝缺陷都是裂紋出現(xiàn)的原因，如果在砼澆筑完成后，過度抹平壓光，使得水泥和細(xì)骨料過多地浮于砼表面，形成砂漿層，砂漿層含水量很大，具有較大的收縮性。使得面層水分大量蒸發(fā)，就會因?yàn)轫攀湛s而產(chǎn)生裂紋。

切縫不及時(shí)也是成因之一。面層的縮縫一般采用鋸切的方法。鋸切過早容易損壞縮縫的棱角，切縫過晚，砼內(nèi)部應(yīng)力過大，將導(dǎo)致砼板的開裂，切縫深度過淺，砼在切縫處截面強(qiáng)度仍然較大，板塊應(yīng)力沒有得到釋放，在臨近切縫處容易產(chǎn)生新的收縮裂縫。

1.5 養(yǎng)護(hù)不當(dāng)

碼頭面層砼成型后，養(yǎng)護(hù)不當(dāng)，不及時(shí)覆蓋，夏季溫度高，水分蒸發(fā)快，致使砼體積收縮過大，而此時(shí)砼內(nèi)部變化小，使得表面收縮變形受到約束，產(chǎn)生拉應(yīng)力，導(dǎo)致面層開裂產(chǎn)生裂紋。

1.6 使用不當(dāng)

早期碼頭面層砼澆筑未硬化或者強(qiáng)度不足的時(shí)候必須注意成品保護(hù)，避免產(chǎn)生材料堆放，車輛行駛等造成的裂縫；碼頭運(yùn)營試用后往往會產(chǎn)生超限使用現(xiàn)象，可以通過管理控制杜絕這一因素造成的現(xiàn)象。

產(chǎn)生碼頭面層裂紋的還有很多，若要有效控制碼頭面層的裂紋產(chǎn)生，就必須采取有效的施工技術(shù)措施，若能結(jié)合施工管理控制，對預(yù)防面層裂紋的產(chǎn)生更加有利。

2.面層施工技術(shù)措施

2.1 工程簡介

南京港機(jī)重工制作基地碼頭工程位于南京河段龍?zhí)杜c鎮(zhèn)揚(yáng)河段儀征水道的過渡帶，距離上游三江河口2.8km。新建一座5000噸級專用碼頭，碼頭采用高樁梁板式結(jié)構(gòu)。碼頭長150米，引橋總長189.5m，寬24m。陸域引橋長59米，寬24米。上部結(jié)構(gòu)由現(xiàn)澆橫梁、預(yù)制縱梁、預(yù)制軌道梁、預(yù)制面板及現(xiàn)澆面層構(gòu)成。由于碼頭面層施工對于外觀質(zhì)量要求較高，施工前根據(jù)龍?zhí)兜貐^(qū)碼頭面層施工經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行碼頭及引橋面層施工討論會議并確定施工具體措施。

2.2施工工藝流程

現(xiàn)澆碼頭面層主要施工工藝流程圖

2.3 施工難點(diǎn)

混凝土結(jié)構(gòu)物體積較大，分次澆筑，混凝土單次澆筑量大。

碼頭墩臺位于水上，距離岸邊約100米，通過水上臨時(shí)通道與岸邊相接，砼通過地泵泵管輸送，各類施工材料和砼運(yùn)輸均存在很大困難。

混凝土又具有較高等級的強(qiáng)度，水泥用量大，容易受到水化熱而產(chǎn)生結(jié)構(gòu)的開裂。

因?yàn)榇竺娣e水泥的使用，使得水泥因水化熱而產(chǎn)生大量的熱量，這些熱量在內(nèi)部無法消散，溫度直接升高，就容易產(chǎn)生裂縫。所以在施工過程中，必須想辦法克服這一難題。要想解決因水泥水化熱產(chǎn)生的裂縫，就必須想辦法控制內(nèi)部溫度，從而降低混凝土的裂縫產(chǎn)生。

2.4 施工具體措施

因碼頭面層澆筑面積較大，南京港機(jī)重工碼頭工程面層施工時(shí)間在7月和8月，正是每年氣溫最高的時(shí)候，為降低砼開裂可能性，且考慮到砼表面抹面需要的時(shí)間較長，計(jì)劃每次澆筑砼量控制在100m?以內(nèi)。采取“橫向分段、縱向分條、分塊澆筑”的施工措施，確保碼頭面層施工質(zhì)量符合設(shè)計(jì)要求及規(guī)范規(guī)定。同時(shí)做到以下措施：

2.4.1 優(yōu)化砼配合比設(shè)計(jì)，做好原材料的控制

選擇合理的配合比，減少砼的自身收縮。

嚴(yán)格控制水灰比，水灰比過大會造成砼在硬化過程中由于水分蒸發(fā)和膠凝體失水后引起干縮量加大。

對于砼原材進(jìn)行嚴(yán)格控制，避免砂石料中的石粉（泥土）含量，禁止超標(biāo)。碼頭面層混凝土為C30混凝土，配合比中適量摻入粉煤灰，減少水泥用量以減少砼水化熱而引起的砼溫升。

2.4.2 施工時(shí)間控制

投入足夠的勞動力，并密切關(guān)注天氣變化情況，面層混凝土澆筑前，應(yīng)該充分了解天氣情況，避開雨天或者大風(fēng)天氣進(jìn)行面層施工，合理安排施工工序穿插，以盡可能快的速度完（下轉(zhuǎn)）（上接）成混凝土澆筑施工任務(wù)。夏季施工盡量安排在下午或者晚上。

2.4.3 砼澆筑控制

2.4.3.1砼料泵輸送到位后，下料攤鋪過程中，均勻下料，嚴(yán)禁下料堆積，當(dāng)局部少量堆積，應(yīng)人工鐵鍬攤平，嚴(yán)禁采用振搗棒趕運(yùn)砼。振搗棒振搗時(shí)間不宜過長，防治振搗導(dǎo)致骨料下沉、泌水、浮漿現(xiàn)象出現(xiàn)。

2.4.3.2在澆注帶的兩段設(shè)置跳板（木板厚度5 cm），擱置在鋼筋制作的馬凳上面，避免施工人員直接踩塌在鋼筋網(wǎng)片上。澆筑過程中，必須保證混凝土面層與預(yù)置面板之間緊密貼合，以減少兩者之間出現(xiàn)空鼓的幾率。

2.4.3.3面層混凝土澆筑時(shí)，嚴(yán)格控制塌落度，試驗(yàn)員做好現(xiàn)場檢測工作，根據(jù)骨料含水情況，及時(shí)調(diào)整配合比含水率，并根據(jù)泵送能力，塌落度控制在140±20mm。

2.4.4 砼抹面控制

在面層砼整平后，開始提漿錢，用刮尺刮除面層泌水。

面層抹面提漿收面工作，環(huán)境溫度為20攝氏度時(shí)，約需砼澆筑4-6小時(shí)候后才能進(jìn)行。具體時(shí)間需要依據(jù)溫度、風(fēng)力、濕度、光照等外界環(huán)境條件確定。

提漿：依據(jù)經(jīng)驗(yàn)判斷，砼強(qiáng)度約為0.04MPa時(shí)，可開始提漿作業(yè)。提漿應(yīng)慢速進(jìn)行，按2-3遍進(jìn)行控制。多次以模板為依托刮平，其間應(yīng)注意砼面的去高填低，保證砼面的平整。

抹面：待砼表面稍干，進(jìn)行抹面，抹面共三次，第一次用抹面機(jī)械粗抹壓實(shí)提漿，邊角處人工木抹壓實(shí)；第二次用抹面機(jī)械細(xì)抹整平，第三次人工鋼抹收光。每次抹面時(shí)間根據(jù)當(dāng)時(shí)溫度及砼凝固速度來定，具體以砼表面狀態(tài)判斷為準(zhǔn)，做到壓實(shí)抹光，坡順面平（見下圖）。

圖 碼頭面層砼澆筑施工工序流程圖

壓光：當(dāng)抹面至砼表面沒有漿痕而僅有抹面機(jī)輪痕時(shí)即可壓光施工，抹面機(jī)轉(zhuǎn)速和推進(jìn)速度稍作提高，中速控制。壓光遍數(shù)一般為4-6遍。

收光：當(dāng)壓光至砼表面抹面機(jī)輪跡基本消除后，即可進(jìn)行收光，此時(shí)抹面機(jī)轉(zhuǎn)速和推進(jìn)速度可比壓光時(shí)候再稍作提高，高速控制。收光一般為2-3遍。

2.4.5 拆除模板，養(yǎng)護(hù)等其他事項(xiàng)控制

面層側(cè)模拆除后，底部鋼絲網(wǎng)片混凝土有過多滲出的，澆筑相鄰板塊前予以鑿除，減少邊緣處的裂縫。

混凝土養(yǎng)護(hù)采用土工布覆蓋，灑水養(yǎng)護(hù)。建立面層養(yǎng)護(hù)制度，定人、定時(shí)、定量進(jìn)行澆水養(yǎng)護(hù)，始終保持土工布濕潤。灑水時(shí)間確保至少每天5次，同時(shí)根據(jù)天氣情況增加次數(shù)，保持砼表面潮濕。灑水量要保持土工布上面有明顯的水。

砼強(qiáng)度未達(dá)到2.5MPa以前，不得在已澆筑的結(jié)構(gòu)上行走、運(yùn)送工具或架設(shè)上層結(jié)構(gòu)的支撐和模板。

3.結(jié)語

目前碼頭工程已完工，并完成工程交工手續(xù)，碼頭面層的觀感事實(shí)證明在本工程施工中采用的多種措施對控制面層裂縫是行之有效的，面層砼施工裂縫得到一定控制。從而得到結(jié)論，碼頭面層裂紋的產(chǎn)生往往是多種因素共同作用下造成的，如果單從某一方面采取措施也是無法達(dá)到預(yù)期的效果的，需要在技術(shù)措施上做到預(yù)防在線，周密布置，抓住主要矛盾，多管其下，綜合治理，一定可以獲得預(yù)期的效果。