解析港口航道工程大體積混凝土施工裂縫的控制措施

余凱+黃苑婷

摘 要：文章以港口航道工程中大體積混凝土施工裂縫的控制措施為論點(diǎn)，首先闡述了大體積混凝土在港口航道工程中的施工技術(shù)要點(diǎn)，而后混凝土的內(nèi)外溫差、水泥水化熱、混凝土內(nèi)部收縮、及養(yǎng)護(hù)不到位等四方面分析了重點(diǎn)從大體積混凝土裂縫產(chǎn)生的原因，最后應(yīng)通過采取嚴(yán)格控制設(shè)計(jì)與施工的規(guī)范性、合理控制原料的配合比、采取溫控防裂措施及加強(qiáng)后期結(jié)構(gòu)性養(yǎng)護(hù)等措施，控制航口航道中混凝土裂縫的產(chǎn)生。

關(guān)鍵詞：港口與航道工程；大體積；混凝土裂縫；控制措施

中圖分類號(hào)：U61 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1006—7973（2017）06-0057-02

隨著我國在建港口和航道項(xiàng)目的增多，大體積混凝土在這些工程中使用的數(shù)量在不斷增加。大體積混凝土在使用過程中存在諸多嚴(yán)重問題，如果在施工時(shí)不能很好的控制這些問題，那么必然會(huì)影響整個(gè)工程的質(zhì)量。因此，對(duì)大體積混凝土施工裂縫問題進(jìn)行分析，制定相關(guān)的解決策略是本文研究的重點(diǎn)。

1 港口航道大體積混凝土施工的要點(diǎn)

通常而言，混凝土體積會(huì)導(dǎo)致其使用中水化熱變化（內(nèi)外溫差在25℃以上），達(dá)到這些要求的結(jié)構(gòu)形式才可以稱之為大體積混凝土。在港口等大型工程項(xiàng)目施工過程中，由于建筑物體長時(shí)間的浸泡在水中，所以建設(shè)結(jié)構(gòu)體一般選擇大體積混凝土的結(jié)構(gòu)形式進(jìn)行施工。

在施工過程中，大體積混凝土的主要特點(diǎn)是體積較大，其整個(gè)截面面積相對(duì)較大，在澆筑過程中，該工程一般選擇分層澆筑的方式，通過這種施工方式，能有效減少原料的使用量，且能提升施工效率，對(duì)實(shí)現(xiàn)成本節(jié)約有著重要的作用。然而，在施工過程中，由于受到外界因素的影響較大，特別是外界溫差相差較大時(shí)，會(huì)給混凝土的內(nèi)部構(gòu)造產(chǎn)生較大的影響，從而導(dǎo)致出現(xiàn)裂縫，給后期的施工養(yǎng)護(hù)帶來極大的不便，基于此，在施工過程中，可采用澆水的方式，從而降低表面結(jié)構(gòu)的溫度，實(shí)現(xiàn)養(yǎng)護(hù)的目的；另一方面，由于大體積混凝土結(jié)構(gòu)的內(nèi)部一般含有結(jié)構(gòu)筋，而結(jié)構(gòu)筋的存在能夠有效提升混凝土的抗?jié)B性與腐蝕性，從而提升工程的整體質(zhì)量。

2 大體積混凝土性能裂縫的原因

由于港口與航道其所處環(huán)境比較特殊，故而極易出現(xiàn)裂縫，導(dǎo)致其產(chǎn)生裂縫的原因較多，無論是由于內(nèi)外溫差，還是水化熱的反應(yīng)所造成的，都給后期的養(yǎng)護(hù)工作帶來較大難度，從而加劇裂縫的產(chǎn)生，導(dǎo)致港口與航道整體性能的下降。

2.1 混凝土內(nèi)外溫差

混凝土內(nèi)外溫差比較大的形成原因非常多，基本是由于材料厚度、水泥含量及類別、使用溫度等，而以上因素又會(huì)極易導(dǎo)致混凝土產(chǎn)生裂縫，當(dāng)然導(dǎo)致裂縫問題的產(chǎn)生還有其他潛在因素。因此，在施工過程中，為了有效控制大體積混凝土裂縫的產(chǎn)生，必須合理控制混凝土體內(nèi)的溫度差，如果材料的降溫速度比升溫要快，裂縫一般出現(xiàn)在升溫的過程中，另外一種可能是出現(xiàn)在冷卻時(shí)期，升溫造成的裂縫呈現(xiàn)不規(guī)則的變化形式，而冷卻產(chǎn)生的裂縫一般是貫穿整個(gè)內(nèi)部的長裂縫，此時(shí)對(duì)于混凝土的質(zhì)量影響最大。

2.2 水泥水化熱

混凝土澆筑完成之后，水泥水化過程中會(huì)形成大量的熱量，造成內(nèi)部升溫急劇上升，然而氣溫在下降時(shí)，會(huì)導(dǎo)致整個(gè)結(jié)構(gòu)存在較大應(yīng)力?；炷猎谶_(dá)到了最高的溫度之后，自身散熱之后會(huì)迅速降溫，直到與環(huán)境溫度一致時(shí)。升溫后的散熱過程，由于內(nèi)外散熱的速度不同，從而導(dǎo)致外部溫度高于內(nèi)部。

這樣，內(nèi)外溫度的不均勻變化，使得整個(gè)混凝土的結(jié)構(gòu)都存在著同一方向的梯度變化，從而造成變形反應(yīng)的一致性，導(dǎo)致混凝土內(nèi)外結(jié)構(gòu)存在一定的壓力差，如果該溫度產(chǎn)生的拉應(yīng)力大于混凝土自身的抗拉強(qiáng)度，此時(shí)便會(huì)形成裂縫[2]。

2.3 混凝土內(nèi)部收縮

大體積混凝土的體積比較大，在施工過程中的各個(gè)位置溫差應(yīng)力不相同，裂縫一般出現(xiàn)在較為薄弱的區(qū)域內(nèi)。在鋼筋混凝土的結(jié)構(gòu)中，其拉應(yīng)力一般是由鋼筋所承受，混凝土只承受壓應(yīng)力?；炷猎谒^程中會(huì)產(chǎn)生大量的熱量，其內(nèi)部組織溫度持續(xù)上升，拉應(yīng)力也就隨之產(chǎn)生。在后期的降溫時(shí)段，此時(shí)混凝土受到了較大的拉應(yīng)力，如果其超過了混凝土承受的最大抗拉強(qiáng)度，則會(huì)發(fā)生裂縫。

2.4 養(yǎng)護(hù)不到位

混凝土內(nèi)部溫度變化不明顯，但是其結(jié)構(gòu)的表層濕度變化比較大，比如養(yǎng)護(hù)不到位或者是干濕度不均勻的情況，表面就會(huì)形成一定量的干縮變形情況，這樣也會(huì)產(chǎn)生裂縫。

3 港口航道工程中大體積混凝土控制裂縫的方法

在港口航道工程大體積混凝土施工過程中，首先技術(shù)人員以及施工人員必須對(duì)裂縫給予足夠重視，防止由于人為因素，而造成裂縫的產(chǎn)生。同時(shí)，加強(qiáng)預(yù)防管理措施，制定科學(xué)化的施工和養(yǎng)護(hù)方案，選取恰當(dāng)?shù)氖┕し绞?，盡可能的避免裂縫的出現(xiàn)和形成，確保工程的質(zhì)量達(dá)標(biāo)。

3.1 嚴(yán)格控制設(shè)計(jì)與施工的規(guī)范性

設(shè)計(jì)是控制質(zhì)量的關(guān)鍵，最佳的設(shè)計(jì)方法能有效防止裂縫的產(chǎn)生，所以設(shè)計(jì)人員應(yīng)該結(jié)合港口航道所處位置的地理環(huán)境和氣候條件，以科學(xué)、合理的施工方法為基礎(chǔ)，形成一套科學(xué)完整的設(shè)計(jì)方案，積極控制施工質(zhì)量，提高工程質(zhì)量水平，最大限度的減緩裂縫的產(chǎn)生。

3.2 合理控制原料的配比

材料的選取會(huì)直接影響整個(gè)工程的質(zhì)量，在施工開始之前，應(yīng)該根據(jù)工程的需要選擇合適的水泥種類和強(qiáng)度級(jí)別，盡量不使用強(qiáng)度太高的水泥，要注意工程中選擇與水泥級(jí)別相同的碎石或者砂石等原料，同時(shí)嚴(yán)格按照施工的技術(shù)規(guī)范進(jìn)行配比，根據(jù)工程實(shí)際需要適當(dāng)?shù)奶砑訐郊觿Ｈ绻仨氁褂门蛎泟?，則應(yīng)該根據(jù)不同的效果和品種進(jìn)行選擇，然后通過試驗(yàn)來驗(yàn)證是否合理，并且選擇出最佳的材料配置，切實(shí)保證工程質(zhì)量。

3.3 采取溫控防裂措施

在施工過程中，做好骨料的配級(jí)，使用一些具有干硬性的材料制作混合料，同時(shí)在配料中加入塑化劑等，盡量減少水泥使用量；混凝土在攪拌時(shí)可以加入淑芬，通過添加劑的應(yīng)用能夠很好的降低其溫度；在夏季施工的過程中，澆筑時(shí)應(yīng)該嚴(yán)格控制澆筑層的厚度，厚度應(yīng)該盡量控制在500mm以下，通過厚度的控制，能夠保證整體結(jié)構(gòu)具有良好的散熱性能，避免大量溫差裂縫的出現(xiàn)。

另外，在二層澆筑過程中，第一階段的混凝土施工要在初凝前完成，并且根據(jù)混凝土的結(jié)構(gòu)選擇不同的區(qū)域進(jìn)行溫度的測(cè)量，定時(shí)測(cè)量混凝土結(jié)構(gòu)的內(nèi)外溫度，然后根據(jù)不同的氧護(hù)方法來降低溫差。根據(jù)工程實(shí)際情況進(jìn)行拆模，該過程中值得注意的是，需要減少混凝土結(jié)構(gòu)溫度的持續(xù)下降而產(chǎn)生較大的溫度梯度出現(xiàn)，避免出現(xiàn)裂縫。

3.4 加強(qiáng)整體結(jié)構(gòu)的養(yǎng)護(hù)

在施工過程中，混凝土在澆筑完成后，以及成型結(jié)束后的養(yǎng)護(hù)工作非常重要，在養(yǎng)護(hù)過程中，養(yǎng)護(hù)人員需要掌握混凝土表面結(jié)構(gòu)的溫度變化情況，防止其表層由于灑水量不足等現(xiàn)象出現(xiàn)，控制混凝土裂縫的產(chǎn)生。此外，施工人員應(yīng)該在預(yù)定的時(shí)間內(nèi)進(jìn)行充分的養(yǎng)護(hù)，要引起足夠的重視，該過程的養(yǎng)護(hù)時(shí)間一般要控制在兩周以上。

4 結(jié)語

綜上所述，港口航道工程由于其施工的特點(diǎn)，大體積混凝土的使用量非常大，但是在實(shí)際施工中，由于種種因素的影響造成了其結(jié)構(gòu)出現(xiàn)了不同程度的裂縫現(xiàn)象。因此，在施工過程中，需要根據(jù)工程實(shí)際情況，選擇合適的施工材料以及恰當(dāng)?shù)呐浜媳?，科學(xué)的進(jìn)行施工，嚴(yán)格進(jìn)行管理，同時(shí)還要重視混凝土的養(yǎng)護(hù)工作，這樣才能夠避免出現(xiàn)較為嚴(yán)重的溫差裂縫，切實(shí)的提高港口工程的質(zhì)量。

參考文獻(xiàn)：

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