高樁碼頭混凝土面層裂縫的成因分析及防治措施

王煥 陳世巧

摘 要：高樁碼頭混凝土面層裂縫是一個(gè)無(wú)法徹底解決的施工難題，它對(duì)混凝土的外觀質(zhì)量和耐久性都有一定的影響。根據(jù)多年從事高樁碼頭工程項(xiàng)目管理的經(jīng)驗(yàn)，本人對(duì)混凝土面層裂縫的防治提出相應(yīng)具有可操作性和針對(duì)性的措施。

關(guān)鍵詞：高樁碼頭 面層裂縫 成因分析 防治措施

1.前言

近年來(lái)，隨著港口項(xiàng)目建設(shè)的不斷發(fā)展，高樁碼頭的規(guī)模和質(zhì)量水平有了顯著的提高，設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)、施工技術(shù)也日趨完善。在此背景下，高樁碼頭現(xiàn)澆混凝土面層裂縫卻一直是一個(gè)無(wú)法徹底解決的施工難題。碼頭面層裂縫不僅影響了工程的觀感質(zhì)量，同時(shí)也降低了碼頭面層的耐久性和使用壽命。鑒于高樁碼頭面層裂縫的普遍性和危害性，裂縫防治是目前碼頭施工中一個(gè)重要而又急需解決的問(wèn)題。根據(jù)多年從事高樁碼頭工程項(xiàng)目管理的經(jīng)驗(yàn)，本人對(duì)此類(lèi)型碼頭面層裂縫的成因進(jìn)行淺要分析，并提出相應(yīng)具有可操作性和針對(duì)性的防治措施。

2.高樁碼頭面層裂縫的形成原因

高樁碼頭面層裂縫，可分為規(guī)則和不規(guī)則兩種，兩種裂縫出現(xiàn)的位置大多在板縫處，多數(shù)裂縫與排架中心線平行，對(duì)稱出現(xiàn)，局部還可形成貫穿裂縫。預(yù)留孔洞周?chē)灿猩倭坎灰?guī)則裂縫出現(xiàn)，沿孔洞邊角分布，一般呈放射狀。

通過(guò)對(duì)高樁碼頭混凝土面層裂縫的成因分析，可將面層裂縫分為以下3種類(lèi)型：

（1）收縮不均型：大多形成于梁頂和預(yù)制面板板縫處，因板縫混凝土的不均勻收縮變形，導(dǎo)致面層出現(xiàn)裂縫。

（2）應(yīng)力集中型：大多形成于碼頭預(yù)留孔洞處，由于此處面層混凝土受孔洞邊角影響發(fā)生突變，從而造成收縮應(yīng)力和溫度應(yīng)力集中，進(jìn)而產(chǎn)生裂縫。

（3）剪切應(yīng)力型：一般形成于縱梁和橫梁梁頂兩側(cè)，若預(yù)制面板安裝時(shí)間較短或砂漿鋪墊不均勻密實(shí)，在外力作用下，預(yù)制面板下沉，使混凝土內(nèi)部產(chǎn)生剪切應(yīng)力，而板縫結(jié)合處又較為薄弱，無(wú)法承受住剪切應(yīng)力而產(chǎn)生裂縫。

3.高樁碼頭混凝土面層裂縫的防治措施

高樁碼頭混凝土面層裂縫的形成，主要是由于混凝土自身的收縮特性，以及碼頭面層結(jié)構(gòu)的特殊性造成的，除此之外，面層裂縫的形成也同時(shí)受到設(shè)計(jì)、施工和后期使用等多個(gè)環(huán)節(jié)的綜合影響。因此，需針對(duì)各個(gè)不同環(huán)節(jié)，相應(yīng)地對(duì)高樁碼頭混凝土面層裂縫加以防治，具體防治措施如下：

3.1設(shè)計(jì)方面

（1）對(duì)預(yù)制縱梁、現(xiàn)澆橫梁梁頂?shù)耐馍旃拷钸m當(dāng)降低，使其低于安裝后的預(yù)制面板，使梁頂混凝土的標(biāo)高與預(yù)制面板相平；現(xiàn)澆縱梁、橫梁頂層鋼筋高度也要低于預(yù)制面板。若梁頂與周?chē)念A(yù)制構(gòu)件存在高差，會(huì)使面層混凝土收縮受到約束時(shí)產(chǎn)生突變，導(dǎo)致應(yīng)力集中現(xiàn)象，從而形成裂縫。

（2）在項(xiàng)目建設(shè)投入資金不明顯增加的前提下，適當(dāng)增大碼頭的整體剛度，可達(dá)到減少碼頭混凝土面層裂縫的效果。相對(duì)經(jīng)濟(jì)、有效的設(shè)計(jì)調(diào)整方案有：①在增強(qiáng)單樁承載力的同時(shí)，合理減少樁的數(shù)量，使整體樁基的剛度有所增加；②合理設(shè)置水平剪刀撐，從而增加上部結(jié)構(gòu)的剛度。

（3）在梁頂處增加一層鋼筋網(wǎng)片，增強(qiáng)梁頂部位的抗裂能力；適當(dāng)增加頂面配筋，選擇合理的配筋率，從而減少面層產(chǎn)生裂縫的數(shù)量和寬度。

3.2施工方面

（1）合理設(shè)計(jì)混凝土配合比

在確?；炷猎O(shè)計(jì)強(qiáng)度的基礎(chǔ)上，最大程度的降低水泥和水的用量；在滿足施工條件的情況下，降低混凝土坍落度。如使用高效減水劑、摻粉煤灰等。另外，混凝土內(nèi)添加聚丙烯纖維對(duì)防止面層裂縫也有較好的作用。聚丙烯纖維的長(zhǎng)度宜控制在12mm左右，摻入量控制在1.0kg/m3左右。

（2）梁頂和預(yù)留孔洞邊角處增設(shè)鋼筋網(wǎng)片

在梁頂和預(yù)留孔洞邊角處增設(shè)鋼筋網(wǎng)片，鋼筋網(wǎng)片起到抵抗混凝土應(yīng)力突變的作用，提高面層混凝土的抗裂能力。鋼筋網(wǎng)片施工過(guò)程中需注意保護(hù)層厚度控制、鋼筋網(wǎng)片的固定和混凝土的充分振搗等幾點(diǎn)問(wèn)題。

（3）嚴(yán)格控制預(yù)制梁板安裝質(zhì)量

加強(qiáng)預(yù)制梁板安裝質(zhì)量管理，嚴(yán)格控制預(yù)制梁板安裝時(shí)砂漿的鋪設(shè)質(zhì)量。砂漿所用砂子須進(jìn)行過(guò)篩處理，避免大顆?；烊耄乐挂驍R置面上有突出點(diǎn)而產(chǎn)生應(yīng)力集中；確保砂漿鋪設(shè)均勻，厚度一致，保證預(yù)制梁板與擱置面緊貼密實(shí)。

（4）合理安排面層的澆筑時(shí)間

預(yù)制面板間的現(xiàn)澆板縫混凝土，對(duì)面層的質(zhì)量有著不可忽視的影響。板縫混凝土的收縮變形，會(huì)導(dǎo)致面層混凝土產(chǎn)生裂縫。因此，面層混凝土的澆筑時(shí)間須選擇在下部結(jié)構(gòu)達(dá)到基本穩(wěn)定后進(jìn)行。

在制定施工計(jì)劃時(shí)，必須合理安排碼頭面層澆筑時(shí)間，增加碼頭面層和板縫、梁頂混凝土澆筑的時(shí)間間隔，避免板縫、梁頂混凝土養(yǎng)護(hù)與收縮不充分對(duì)面層造成影響。此外，對(duì)板縫、梁頂混凝土的澆筑標(biāo)高進(jìn)行嚴(yán)格控制，使其與預(yù)制面板齊平，避免面層混凝土因厚度不一致導(dǎo)致的收縮不均勻而產(chǎn)生裂縫。

（5）分倉(cāng)澆筑，合理設(shè)置后澆帶

為減少面層混凝土的收縮量，在面層澆筑時(shí)設(shè)置合理的后澆帶。根據(jù)工程實(shí)際情況，適當(dāng)將部分梁頂混凝土設(shè)置成后澆帶，從而縮短面層混凝土的一次性澆筑長(zhǎng)度。在后澆帶澆筑后盡快安排割施工縫，避免接縫對(duì)觀感質(zhì)量產(chǎn)生不良影響。

（6）合理安排和設(shè)置面層切縫

混凝土強(qiáng)度達(dá)到10Mpa-15Mpa時(shí)，對(duì)碼頭面層進(jìn)行切縫。在縱梁梁頂?shù)膬蓚?cè)布置縱縫，在板縫和橫梁梁頂?shù)膬蓚?cè)布置橫縫，間距與梁寬、縫寬相同，把面層分成近似方形的多個(gè)板塊。梁頂割縫深度約為5cm，板縫頂深度約為3cm。待面層混凝土板塊收縮變形穩(wěn)定后，進(jìn)行灌縫處理，灌縫材料采用黑色聚氨酯，灌縫前需對(duì)縫內(nèi)的砂石、水泥漿等雜質(zhì)進(jìn)行清理，保持縫內(nèi)清潔。

（7）合理進(jìn)行面層混凝土的養(yǎng)護(hù)

對(duì)終凝后的面層混凝土及時(shí)進(jìn)行覆蓋灑水，防止混凝土中的水分過(guò)早散失，覆蓋材料可選擇塑料薄膜或土工布。具有條件的項(xiàng)目部，亦可設(shè)置自動(dòng)噴淋系統(tǒng)，代替人工灑水，對(duì)面層混凝土進(jìn)行保濕養(yǎng)護(hù)。面層混凝土的養(yǎng)護(hù)周期不得少于14天。夏季溫度較高，需合理延長(zhǎng)保濕時(shí)間，以提高混凝土抗裂能力；冬季溫度較低，需合理延長(zhǎng)保溫時(shí)間，避免因晝夜溫差過(guò)大產(chǎn)生裂縫。

3.3使用方面

（1）混凝土面層澆筑完成后，強(qiáng)度隨時(shí)間增長(zhǎng)逐步上升。強(qiáng)度未達(dá)到使用要求時(shí)，受到來(lái)自外界的荷載作用，則極易產(chǎn)生裂縫。因此必須禁止在混凝土強(qiáng)度未達(dá)到設(shè)計(jì)要求之前就使用碼頭面層，包括施工車(chē)輛的行駛和材料的堆放等。

（2）碼頭投入運(yùn)營(yíng)使用后，超載車(chē)輛行駛、超限船舶?？?、船舶超速靠泊等等問(wèn)題多有發(fā)生，碼頭預(yù)制板周?chē)菀桩a(chǎn)生裂縫，針對(duì)這種情況，需要碼頭經(jīng)營(yíng)者加強(qiáng)管理，在設(shè)計(jì)荷載允許范圍內(nèi)合理使用，杜絕超限使用。

4.結(jié)語(yǔ)

面層裂縫問(wèn)題一直是高樁碼頭項(xiàng)目施工的一個(gè)難點(diǎn)，本文對(duì)面層裂縫的產(chǎn)生原因進(jìn)行了淺要的分析，從各個(gè)不同角度提出合理的防治措施，具有一定程度的參考和借鑒作用。實(shí)際施工過(guò)程中，高樁碼頭混凝土面層裂縫的形成，往往與多種因素有關(guān)，在選擇防治措施時(shí)需全面考慮，根據(jù)具體施工情況，選擇最為合理的防治措施，才能在面層的裂縫防治中達(dá)到預(yù)期的效果，減少或避免裂縫產(chǎn)生，改善工程外觀質(zhì)量，提高碼頭面層耐久性和使用年限。

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