港口大體積混凝土裂縫病害防治措施

葛海旺

摘 要：港口混凝土建筑物在運(yùn)行過程中，由于其龐大的占地面積、較長的施工周期以及復(fù)雜的結(jié)構(gòu)條件等特點(diǎn)，導(dǎo)致存在各種各樣的缺陷。在大體積混凝土施工中，裂縫病害具有較強(qiáng)的危害性，尤其是港口工程中普遍存在大體積混凝土結(jié)構(gòu)，比普通混凝土工程出現(xiàn)裂縫的幾率要高出許多，會(huì)造成直接或巨大的危害，為了使港口工程的安全得到保障，對(duì)混凝土項(xiàng)目進(jìn)行強(qiáng)化，通過相應(yīng)的技術(shù)方法有效防范和治理裂縫。本文主要圍繞港口工程水泥混凝土裂縫類型，重點(diǎn)分析了裂縫形成的原因以及港口工程中水泥混凝土施工控制措施，以期能為有關(guān)方面的需要提供借鑒和參考。

關(guān)鍵詞：港口工程；大體積混凝土裂縫；病害防治

中圖分類號(hào)：TU528 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1671-2064（2017）14-0115-02

在臨海城市化建設(shè)過程中，港口工程是促進(jìn)城市發(fā)展的重要內(nèi)容，社會(huì)正全面認(rèn)可港口工程的重要價(jià)值，日益增加的港口工程數(shù)量和種類使多結(jié)構(gòu)和高性能的港口成為臨海城市交通建設(shè)的主體。通過對(duì)現(xiàn)有港口進(jìn)行分析能夠看出，港口普遍具有較大的跨度、較高的強(qiáng)度以及超高度等特點(diǎn)，其設(shè)計(jì)為大體積混凝土構(gòu)件，如果沒有合理控制收縮、材料、溫度等因素，會(huì)導(dǎo)致裂縫出現(xiàn)在港口工程混凝土結(jié)構(gòu)的薄弱部位，不但對(duì)港口的功能實(shí)現(xiàn)造成影響，而且給港口的安全使用埋下隱患，嚴(yán)重制約城市化建設(shè)，對(duì)交通運(yùn)輸行業(yè)的發(fā)展造成阻礙。相關(guān)部門需要根據(jù)港口的施工特點(diǎn)，全面分析混凝土裂縫產(chǎn)生的因，采取有效措施嚴(yán)格控制港口工程施工過程，全面、徹底和有效的防治大體積混凝土裂縫，在混凝土技術(shù)準(zhǔn)確性和全面性得到提升的基礎(chǔ)上，將混凝土裂縫的控制措施建立起來，有效防治港口各類病害。

1 港口工程水泥混凝土裂縫類型

（1）超載裂縫。超載裂縫一般出現(xiàn)在超載使用混凝土構(gòu)件，導(dǎo)致混凝土因受力不均而出現(xiàn)變形，從而產(chǎn)生的裂縫。一般在構(gòu)件受力彎矩最大的部位最容易發(fā)生裂縫，其形狀為條狀，但不像收縮裂縫那樣均勻的分布，擴(kuò)展方向是垂直或斜向沿受力鋼筋繼續(xù)發(fā)展。（2）溫度裂縫。在具有較大溫差變化的地區(qū)混凝土結(jié)構(gòu)中或大體積混凝土表面容易出現(xiàn)溫度裂縫。溫度裂縫的走向一般沒有任何規(guī)律，縱橫交錯(cuò)是大面積結(jié)構(gòu)裂縫的顯著特點(diǎn)。裂縫具有大小不一的裂縫寬度，明顯受到溫度變化影響，熱脹冷縮導(dǎo)致裂縫夏季相對(duì)較窄，冬季裂縫較寬。出現(xiàn)這種裂縫會(huì)銹蝕大量鋼筋，碳化很多混凝土，使混凝土的抗?jié)B能力有所減弱，抗凍融抗疲勞能力大幅降低。（3）收縮裂縫。一般肉眼很難看到混凝土微觀裂縫，這種裂縫是內(nèi)部固有的，但沒有連貫性。這種微觀混凝土裂縫一般寬度小于0.05mm，荷載控制在設(shè)計(jì)規(guī)定數(shù)值以下時(shí)不會(huì)對(duì)建筑產(chǎn)生任何影響。而寬度大于0.05mm的裂縫一般被視為宏觀裂縫，施工單位要認(rèn)真分析宏觀裂縫，對(duì)其形式進(jìn)行判斷。在大體積的混凝土和梁、板、柱等塊體構(gòu)件中會(huì)出現(xiàn)大量宏觀裂縫，具有較大的危害，特別是對(duì)暴露在大氣中的構(gòu)筑物具有較大的影響，一旦出現(xiàn)事故，后果嚴(yán)重。（4）沉降裂縫。這種混凝土裂縫一般是由于構(gòu)件結(jié)合不良、地基差異沉降或剪應(yīng)力超過設(shè)計(jì)強(qiáng)度而產(chǎn)生的，經(jīng)常出現(xiàn)在填土地基中或樁基沉降不均勻的的墻體中。這種裂縫一般垂直于地面。沉降裂縫具有較大的危害，處理起來相對(duì)困難。

2 裂縫形成的原因

在水泥混凝施工或運(yùn)行期間，大小不一的裂縫會(huì)出現(xiàn)在港口工程中，這些裂縫屬于通病。承載能力并沒有因局部裂縫的出現(xiàn)而喪失，但對(duì)混凝土結(jié)構(gòu)產(chǎn)生一定的破壞。

（1）脆性材料是混凝土自身性能特點(diǎn)，混凝土雖然具有較強(qiáng)的抗壓性，但抗拉力不足，相比于抗壓強(qiáng)度，抗拉強(qiáng)度只有1/10左右?；炷辆哂泻苄〉目估冃文芰?，而港口水泥混凝土很少對(duì)鋼筋進(jìn)行使用，或者只將少量鋼筋配置在混凝土表面。相比于巨大斷面結(jié)構(gòu)，港口水泥混凝土具有極低的含鋼率，一旦有拉應(yīng)力出現(xiàn)，混凝土只能依靠自身性能進(jìn)行承擔(dān)，在許多水工結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)中，拉應(yīng)力很少出現(xiàn)，或者基本上不出現(xiàn)。不過港口水泥混凝土的結(jié)構(gòu)受力特點(diǎn)決定了其存在的拉應(yīng)力不可避免，甚至?xí)霈F(xiàn)較大的拉應(yīng)力，使混凝土出現(xiàn)變形情況。（2）大體積混凝土受溫度應(yīng)力的影響，從開始澆筑時(shí)，因?yàn)樗嗨療嶙饔?，混凝土?nèi)部上升到最高溫度只需5—8天。在某些時(shí)候，貫穿性裂縫會(huì)受溫度變化影響而形成，從而使混凝土出現(xiàn)滲漏，不僅會(huì)降低結(jié)構(gòu)的整體性和承載力，而且會(huì)降低混凝土的耐久性。所以，較大的溫度壓力可能會(huì)出現(xiàn)在港口水泥混凝土中。在港口水泥混凝土中，溫度應(yīng)力也成為主要應(yīng)力之一，經(jīng)常性引起港口水泥混凝土裂縫的出現(xiàn)。（3）港口水泥混凝土產(chǎn)生的裂縫大部分是表面裂縫。有眾多因素都會(huì)引起表面拉應(yīng)力，溫度應(yīng)力會(huì)因初始溫差水化熱以及氣溫變化而產(chǎn)生，造成裂縫產(chǎn)生在混凝土表面。不過隨著施工條件和工藝的逐步完善，能夠使溫度應(yīng)力有效減少，使裂縫的產(chǎn)生幾率得到降低。相反，如果缺乏科學(xué)的工藝和良好的施工條件，不但無法對(duì)溫度應(yīng)力進(jìn)行控制，而且會(huì)使拉應(yīng)力在混凝土表面產(chǎn)生。在混凝土港口水泥混凝土的施工和運(yùn)行中，要盡量避免以上情況的出現(xiàn)。

3 港口工程中水泥混凝土施工控制措施

想要杜絕裂縫在施工中的出現(xiàn)，目前技術(shù)上存在一定的困難，不過對(duì)于大體積混凝土結(jié)構(gòu)，需要堅(jiān)持預(yù)防為主，綜合治理的方針，采取有效措施對(duì)裂縫進(jìn)行控制，使其逐漸減少，例如對(duì)設(shè)計(jì)進(jìn)行優(yōu)化，對(duì)施工進(jìn)行規(guī)范，對(duì)氣象信息及時(shí)反饋，對(duì)關(guān)鍵工序進(jìn)行重點(diǎn)加強(qiáng)，從而使一般裂縫大幅減少，防止基礎(chǔ)性貫穿性裂縫的出現(xiàn)。

（1）對(duì)原材料和配合比進(jìn)行優(yōu)化，使混凝土綜合抗裂性能得到提高。對(duì)混凝土的材料與配合比進(jìn)行恰當(dāng)選擇，能夠?qū)炷恋臏囟壬底兓M(jìn)行很好的控制，這也是使混凝土工程裂縫有效減少的重要手段。實(shí)際上就是通過對(duì)混凝土的材料、配合比的優(yōu)化，使混凝土具有較小的絕熱溫升、較大的抗拉強(qiáng)度、較小的線脹系數(shù)以及較大的極限拉伸變形。大體積混凝土內(nèi)部具有較小的溫度變化，所以溫度變形和化學(xué)變形會(huì)存在于混凝土施工中。如果微量膨脹是水泥的化學(xué)變形，而且和降溫在時(shí)間上保持同步，化學(xué)膨脹將會(huì)抵消部分收縮變形，在混凝土極限拉伸范圍之內(nèi)使混凝土保持一定的收縮量，能夠防止開裂現(xiàn)象出現(xiàn)在混凝土中，具有較好的溫控防裂作用。另外在將混凝土膨脹劑外加劑適當(dāng)添加在混凝土中，使混凝土的性能得到有效改善，使混凝土的抗拉性和抗裂性得到不斷提高。另外，也可以配制補(bǔ)償收縮、接縫填充混凝土，切實(shí)達(dá)到防滲抗裂的作用。（2）對(duì)混凝土骨料規(guī)范使用。在使用骨料時(shí)，需要對(duì)骨料質(zhì)量嚴(yán)格把關(guān)，對(duì)粒徑大小進(jìn)行控制，對(duì)機(jī)械強(qiáng)度進(jìn)行適當(dāng)調(diào)整，從而確保混凝土內(nèi)部的空隙率得到有效控制，有效釋放水化熱，使混凝土干縮的系數(shù)進(jìn)一步降低，合理調(diào)控混凝土裂縫的產(chǎn)生和發(fā)展。（3）對(duì)溫差進(jìn)行合理控制。一般情況下，溫差分為差混凝土內(nèi)部與表面溫差和混凝土內(nèi)部與自然溫度溫兩個(gè)層面。因此，施工中需要重點(diǎn)考慮的就是溫差控制。通常想要保障施工質(zhì)量，可以將溫差控制在30℃左右。另外要對(duì)石子和水的溫度進(jìn)行嚴(yán)格控制，一是不允許陽光暴曬砂和石子，用冰水對(duì)集料斗處的石子進(jìn)行降溫。控制攪拌用水不超過10℃；二是防止陽光直射泵車，對(duì)于水平輸送管和運(yùn)輸車筒體使用麻布進(jìn)行包裹，通過澆水對(duì)其降溫。（4）對(duì)混凝土施工質(zhì)量加強(qiáng)管理。薄層短間歇，均勻上升；不允許獨(dú)一一塊混凝土進(jìn)行突擊澆筑，隨后長期停歇；不允許過大的高差出現(xiàn)在相鄰之間，要防止長期暴露混凝土側(cè)面；不允許薄塊長間歇，即將一薄塊澆筑在基巖或老混凝土上，隨后長期停歇。對(duì)澆筑時(shí)間進(jìn)行合理安排，對(duì)基礎(chǔ)部分混凝土利用低溫季節(jié)進(jìn)行澆筑，拱圈封拱溫度要比年平均氣溫略低或相等。應(yīng)該避免施工面長期暴露在氣溫太低的季節(jié)；對(duì)于新澆筑混凝土表面要做好保溫工作，將安全監(jiān)控做好，及時(shí)發(fā)現(xiàn)和處理未能預(yù)料的裂縫。

4 結(jié)語

綜上所述，在港口工程建筑中，混凝土的裂縫問題一直備受關(guān)注，有很多原因都會(huì)導(dǎo)致裂縫的出現(xiàn)，因此施工單位需要根據(jù)工程的實(shí)際情況對(duì)混凝土裂縫進(jìn)行控制，在港口工程建設(shè)的各個(gè)環(huán)節(jié)中要展開對(duì)混凝土裂縫成因的研究，對(duì)裂縫產(chǎn)生的內(nèi)外原因和影響因素進(jìn)行確定，從設(shè)計(jì)和施工環(huán)節(jié)進(jìn)行深入探索，裂縫的控制措施以材料、溫度、養(yǎng)護(hù)等方面為主，防止大體積混凝土中出現(xiàn)裂縫，從而使港口的建設(shè)質(zhì)量與技術(shù)性能得到進(jìn)一步提高。

參考文獻(xiàn)

[1]蔡凌勇，梁志.港口與航道工程大體積混凝土裂縫的施工控制[J].珠江水運(yùn)，2015（14）.