高樁碼頭現(xiàn)澆面層裂縫控制

林詩翔，王保才

（上海三航奔騰建設(shè)工程有限公司，上海 201900）

高樁碼頭現(xiàn)澆面層裂縫控制

林詩翔，王保才

（上海三航奔騰建設(shè)工程有限公司，上海 201900）

高樁碼頭現(xiàn)澆面層質(zhì)量控制的關(guān)鍵就是裂縫控制，也是面層施工的難點(diǎn)之一。裂縫的成因比較復(fù)雜，結(jié)合工程實(shí)踐，從混凝土配合比設(shè)計(jì)、結(jié)構(gòu)鋼筋布置、施工工藝三大方面，綜合分析了裂縫成因并提出有效的控制措施。實(shí)際工程效果良好。

高樁碼頭；現(xiàn)澆面層；裂縫；控制措施

0 引言

高樁碼頭在長江沿線及沿海港口城市應(yīng)用越來越廣泛，其施工工藝也越來越成熟，但碼頭現(xiàn)澆面層裂縫一直是高樁碼頭施工的質(zhì)量通病。雖然面層混凝土摻入鋼纖維或聚乙烯纖維已普遍化，并對裂縫控制起到了積極作用，但裂縫控制仍然是碼頭面層施工的重要課題。分析裂縫成因，做好裂縫預(yù)控措施是碼頭面層裂縫控制的關(guān)鍵，對今后的碼頭面層裂縫施工具有重要指導(dǎo)意義。

作為高樁梁板式碼頭，泰州港泰興港區(qū)七圩作業(yè)區(qū)虹橋碼頭工程結(jié)構(gòu)自下而上依次為PHC管樁（部分鋼管樁）、現(xiàn)澆橫梁、預(yù)制軌道梁、縱梁、預(yù)制板和現(xiàn)澆混凝土面層，碼頭規(guī)模323 m×28 m，現(xiàn)澆面層厚度為18～25 cm不等。在施工過程中吸取周邊幾個碼頭現(xiàn)澆面層施工的經(jīng)驗(yàn)和教訓(xùn)，使現(xiàn)澆面層的裂縫得到較好控制。

裂縫按性質(zhì)可分為結(jié)構(gòu)性裂縫、收縮性裂縫；按直接成因主要分為溫度應(yīng)力產(chǎn)生的裂縫、結(jié)構(gòu)應(yīng)力產(chǎn)生的裂縫；按裂縫表現(xiàn)形式主要可分為表面龜裂、貫穿性斷裂。根據(jù)以往碼頭施工經(jīng)驗(yàn)，碼頭面裂縫一般為收縮性裂縫，并多處于結(jié)構(gòu)應(yīng)力集中處。

1 碼頭現(xiàn)澆面層裂縫成因分析

在工程施工中，碼頭面層裂縫的形成影響因素較多。高樁碼頭結(jié)構(gòu)的特殊性，其現(xiàn)澆面層裂縫的產(chǎn)生也有其特殊的規(guī)律，裂縫主要產(chǎn)生在縱、橫梁頂部和預(yù)制面板板縫處。

高樁碼頭現(xiàn)澆面層裂縫產(chǎn)生的原因主要有以下幾點(diǎn)。

1）混凝土原材料和配合比設(shè)計(jì)不當(dāng)

現(xiàn)澆面層混凝土所采用的原材料和配合比直接影響其性能，對裂縫的產(chǎn)生有重大影響。①原材料選用不當(dāng)：選用了高水化熱或者安定性較差的水泥，粗骨料中針片狀石料較多，細(xì)集料中含泥量和含雜質(zhì)量超標(biāo)；②配合比不當(dāng)：水泥用量過大，水灰比過大，砂率不當(dāng)，選用外加劑或外摻料不當(dāng)。以上因素均可能造成混凝土在硬化過程中膨脹及收縮量增大從而導(dǎo)致裂縫的產(chǎn)生。

2）施工技術(shù)和施工工藝選擇不當(dāng)

混凝土澆筑前未對碼頭現(xiàn)澆面層基底進(jìn)行充分濕潤，亦可能導(dǎo)致混凝土硬化過程中失水過多從而產(chǎn)生裂縫。

在施工過程中，原材料計(jì)量偏差、攪拌時(shí)間過短，均可導(dǎo)致配合比及坍落度波動性較大；攪拌中摻合使用不同品種水泥；混凝土攤鋪、振搗不當(dāng)導(dǎo)致混凝土粗集料攤鋪不均勻；面層壓漿、抹面“火候”掌握不準(zhǔn)等原因均可能導(dǎo)致混凝土不均勻收縮從而形成裂縫。同時(shí)，施工時(shí)選擇的施工面積過大、分條分塊不合理、混凝土面切鋸假縫不及時(shí)、施工中鋼筋的擾動、鋼筋保護(hù)層厚度不均勻、面層混凝土硬化過程中收縮不均勻都可能產(chǎn)生裂縫。

3）養(yǎng)護(hù)不當(dāng)

碼頭現(xiàn)澆面層表面積大、厚度較薄，受環(huán)境溫度和濕度的影響較為明顯。資料表明，混凝土的裸露表面積與體積之比越大，受環(huán)境溫度和濕度影響的蒸發(fā)失水將越嚴(yán)重。水的蒸發(fā)量與大氣溫度成正比，并受當(dāng)時(shí)風(fēng)速和風(fēng)壓等因素的影響?，F(xiàn)澆混凝土達(dá)到一定強(qiáng)度前，當(dāng)表面水分蒸發(fā)速度過快時(shí)，混凝土表面將出現(xiàn)收縮性裂縫。即使在混凝土硬化以后，伴隨著混凝土中多余水分的不斷蒸發(fā)和溫度的降低，也將引起混凝土體積的收縮，溫度的變化將使混凝土產(chǎn)生膨脹和收縮，有可能在表面形成裂縫。

4）預(yù)制面板安裝不當(dāng)

預(yù)制面板安裝過程中，擱置位置的座漿出現(xiàn)不連續(xù)、不飽滿或者座漿強(qiáng)度不足等現(xiàn)象時(shí)，造成混凝土面層上的荷載不能均勻傳遞，進(jìn)而產(chǎn)生裂縫。

5）超載使用或者維護(hù)不當(dāng)

混凝土未硬化或強(qiáng)度不足時(shí)，受到外荷載作用等原因都可能導(dǎo)致碼頭現(xiàn)澆面層產(chǎn)生裂縫?，F(xiàn)澆面層表面受到腐蝕性物質(zhì)污染時(shí)，亦可能導(dǎo)致混凝土表面產(chǎn)生裂縫。

2 碼頭現(xiàn)澆面層施工中裂縫控制措施

綜上所述，高樁碼頭現(xiàn)澆面層裂縫是由施工中各個工序和多種復(fù)雜因素的綜合作用而產(chǎn)生的。因此高樁碼頭現(xiàn)澆面層的裂縫控制措施應(yīng)抓住主要原因，在各個施工環(huán)節(jié)進(jìn)行針對性的預(yù)防和治理，主要分為以下幾個方面。

2.1 原材料和混凝土配合比

優(yōu)化現(xiàn)澆面層混凝土的配合比，選擇合理的級配和砂率，采用低水化熱和安定性好的水泥，保證強(qiáng)度的前提下降低水泥用量和水灰比。

虹橋碼頭工程在進(jìn)行混凝土澆筑作業(yè)時(shí)，均保證在混凝土攪拌站和施工現(xiàn)場各有一名專職試驗(yàn)員全程跟蹤?；炷翑嚢枵镜脑囼?yàn)人員保證混凝土采用的原材料和配合比符合設(shè)計(jì)要求，并根據(jù)原材料的含水率和現(xiàn)場天氣情況對配合比進(jìn)行適當(dāng)?shù)膬?yōu)化；現(xiàn)場試驗(yàn)人員則在混凝土到場后對坍落度、和易性和入模溫度進(jìn)行檢測，符合要求則允許使用，不符合要求則予以退場處理。

2.2 施工工藝

為了保證碼頭現(xiàn)澆面層的施工質(zhì)量，指導(dǎo)施工的施工方案尤為重要。虹橋碼頭工程項(xiàng)目的現(xiàn)澆面層施工方案綜合了本工程的實(shí)際情況和周邊項(xiàng)目的施工情況，具有較強(qiáng)的針對性，并制定了詳細(xì)的施工流程，見圖1。

圖1 現(xiàn)澆面層施工工藝流程圖Fig.1 Process flow diagram of cast-in-p lace surface construction

碼頭面層混凝土澆筑前，合理進(jìn)行分段分塊。虹橋碼頭工程項(xiàng)目以每個結(jié)構(gòu)段為施工段，分條寬度均控制在4.0～4.5 m，見圖2，較好地控制了每道工序的施工質(zhì)量。

圖2 現(xiàn)澆面層分條施工圖Fig.2 Construction draw ing of cast-in-p lace surface article points

碼頭現(xiàn)澆面層的厚度為18～25 cm，有排水放坡，面層鋼筋綁扎時(shí)根據(jù)碼頭面的坡度調(diào)整鋼筋位置，控制鋼筋保護(hù)層厚度在7 cm左右。面層混凝土澆筑前，對其基底進(jìn)行充分的濕潤且保證無積水。虹橋碼頭工程碼頭現(xiàn)澆面層的主要施工期在5—8月，在面層施工時(shí)盡量選擇避開高溫時(shí)段，但整體氣溫仍較高，為保證碼頭面層的施工質(zhì)量，特地購置了長80 m，寬5 m的可移動防曬棚，保證在高溫和突變降雨天氣時(shí)面層收面作業(yè)的質(zhì)量不受影響。

在面層混凝土施工完成后的24 h內(nèi)對其進(jìn)行切縫和灌縫，在不崩邊的情況下寧早勿晚，切縫分塊每邊不大于5 m，切縫深度4 cm，這樣就能保證面層混凝土在硬化過程中能自由收縮。

2.3 預(yù)制面板安裝

預(yù)制面板安裝前對擱置面進(jìn)行檢查測量，對于高差較大的位置采用高標(biāo)號細(xì)石混凝土找平。施工時(shí)采用符合配合比要求的砂漿，并保證座漿的連續(xù)和飽滿，保證碼頭面層在受到荷載時(shí)能通過預(yù)制面板均勻傳遞。

2.4 養(yǎng)護(hù)和維護(hù)

養(yǎng)護(hù)是保證混凝土表面濕潤而使混凝土正常硬化的重要措施，對控制面層裂縫的出現(xiàn)十分關(guān)鍵。收面完成后，立即采用土工布進(jìn)行覆蓋，并確保土工布保持濕潤，養(yǎng)護(hù)期不少于14 d。

對養(yǎng)護(hù)期的面層利用警示帶和警示牌進(jìn)行標(biāo)示，在面層養(yǎng)護(hù)期嚴(yán)禁車輛行駛或者施加其他荷載，預(yù)防面層混凝土在強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計(jì)要求前受到荷載而產(chǎn)生裂縫。

在面層養(yǎng)護(hù)和使用期間，注重對成品的保護(hù)，防止油污或者其他對混凝土有腐蝕性的物質(zhì)灑落在混凝土表面。

3 結(jié)語

高樁碼頭面層裂縫問題比較復(fù)雜，產(chǎn)生裂縫是多種因素綜合作用的結(jié)果，如果單從某一個方面采取措施往往無法達(dá)到預(yù)期的效果。針對不同的結(jié)構(gòu)形式、施工環(huán)境，裂縫控制應(yīng)綜合治理。綜合考慮各種因素，制定可行有效的施工技術(shù)方案和工藝流程，從原材料、澆筑過程、養(yǎng)護(hù)和表面保護(hù)等進(jìn)行全方位的嚴(yán)格控制，抓住主要原因，多管齊下。泰州港泰興港區(qū)七圩作業(yè)區(qū)虹橋碼頭工程項(xiàng)目通過以上措施，在碼頭現(xiàn)澆面層裂縫控制方面取得了較好效果。

[1] 馮守中，王喆，季景遠(yuǎn).碼頭面層裂縫的分析及預(yù)防措施[J].中國港灣建設(shè)，1999（1）：21-25. FENG Shou-zhong,WANG Zhe,JIJing-yuan.Analysis cracks ofa deck and its crack-control measures[J].China Harbour Engineering,1999(1):21-25.

[2]陳江成.高樁碼頭現(xiàn)澆面層裂縫原因分析及防治對策[J].中國水運(yùn)，2007（8）：39-40. CHEN Jiang-cheng.High pile wharf cast-in-place surface layer crack reason analysis and preventing and controlling countermeasure[J].China Water Transport,2007(8):39-40.

[3]黃沛，金秀坤，王新剛.天津港高樁碼頭面層混凝土裂縫成因分析及裂縫控制技術(shù)措施[J].中國港灣建設(shè)，2009（2）：22-24. HUANG Pei,JIN Xiu-kun,WANG Xin-gang.Cause of cracks of Tianjin Porthigh-pile wharf surface layer concretes and Its control measures[J].China Harbour Engineering,2009(2):22-24.

[4]徐志栓.高樁碼頭面層裂縫的結(jié)構(gòu)性成因分析[J].中國水運(yùn)，2009（11）：92-96. XU Zhi-shuan.Causes in structure of piled wharfsurface cracking [J].China Water Transport,2009(11)：92-96.

[5]秦飛.高樁碼頭混凝土面層裂縫的預(yù)防措施[J].中國港灣建設(shè)，2011（6）：71-72. QIN Fei.Precautions measure for concrete cracking on surface of high-piled wharf[J].China Harbour Engineering,2011(6):71-72.

[6]儲愛華.針對高樁碼頭現(xiàn)澆面層裂縫成因分析及防治對策[J].中國水運(yùn)，2013（10）：275-276. CHU Ai-hua.Cause analysis and countermeasures for cast-inp lace surface cracking in high-piled wharf[J].China Water Transport,2013(10):275-276.

Crack control on cast-in-p lace surface of high-pile wharf

LIN Shi-xiang，WANG Bao-cai
（Shanghai Third Harbor Benteng Construction and Engineering Co.,Ltd.,Shanghai201900，China）

The crack control is the key to the quality control of the high-pile wharf cast-in-place surface layers,and it is always the difficulty of the surface layer construction.The causes of the cracks are very complex,by combining with engineering practice,we put forward the fracture causes and the effective control measures from the three aspects:design of concrete mix proportion,arrangementof structural steel,and construction technology.The practicalengineering effect is good.

high-pile wharf;cast-in-place surface;crack;control measures

U655.56；U656.113

B

2095-7874（2016）11-0068-03

10.7640/zggw js201611016

2016-05-31

2016-06-27

林詩翔（1987— ），男，湖南常德市人，助理工程師，港口航道與海岸工程專業(yè)。E-mail：wo522888@126.com