高樁碼頭現(xiàn)澆面層裂縫成因及預(yù)防措施

楊宋靈

（中建筑港集團(tuán)有限公司，山東 青島 266032）

1 常見高樁碼頭現(xiàn)澆面層裂縫成因

1.1 混凝土原材料使用不當(dāng)

在混凝土施工過程中，常因原材料使用不當(dāng)或某些指標(biāo)偏大而導(dǎo)致混凝土開裂。通用硅酸鹽水泥有很多品種，如硅酸鹽水泥、普通硅酸鹽水泥、礦渣硅酸鹽水泥、火山灰質(zhì)硅酸鹽水泥、粉煤灰硅酸鹽水泥、復(fù)合硅酸鹽水泥等。原材料使用不當(dāng)時(shí)，極易導(dǎo)致質(zhì)量事故，引起混凝土開裂。水泥的安定性指標(biāo)、凝結(jié)時(shí)間也是導(dǎo)致混凝土開裂的重要因素；骨料選擇，骨料級(jí)配、含泥量以及骨料種類這三方面都會(huì)對(duì)混凝土抗裂能力和收縮造成較大影響；外加劑（膨脹劑、減水劑）的使用，會(huì)在不同程度上影響混凝土的狀態(tài)和硬化收縮情況，不同種類的外加劑以及相同種類不同摻量的外加劑對(duì)混凝土狀態(tài)和硬化收縮情況均有非常大的影響；摻合料的使用也會(huì)對(duì)混凝土開裂產(chǎn)生影響，比如粉煤灰在一定程度上可以改善混凝土裂縫問題，硅灰表面積較大，收縮較大，摻用后雖然可以提高混凝土耐久性和強(qiáng)度，但容易開裂。

原材料對(duì)混凝土開裂影響具有多變性和復(fù)雜性，往往在裂縫出現(xiàn)后無(wú)法很快判斷出具體原因，需要對(duì)原材料進(jìn)行一系列取樣、檢測(cè)、分析工作。部分原材料檢測(cè)周期較長(zhǎng)，分析評(píng)價(jià)過程復(fù)雜，而且施工過程中更換原材料會(huì)造成工期延誤，因此，必須在開工選用以及后續(xù)進(jìn)場(chǎng)時(shí)嚴(yán)格把控原材料，在混凝土面層施工前，就將原材料引起裂縫的原因排除掉。

1.2 配合比設(shè)計(jì)不合理、拌和控制不嚴(yán)

混凝土配合比設(shè)計(jì)不合理常表現(xiàn)為和易性、流動(dòng)性差，坍落度不能滿足設(shè)計(jì)要求，出現(xiàn)離析、泌水等現(xiàn)象，顯著增加現(xiàn)澆面層開裂概率。通常配合比設(shè)計(jì)不合理體現(xiàn)在水灰比、砂率、外加劑的摻量以及膠凝材料的用量等方面，水灰比偏大、外加劑摻量不合理都會(huì)增加面層混凝土開裂的概率。

如上所述，配合比出現(xiàn)問題，一方面是配合比設(shè)計(jì)本身的問題，但是這方面的概率較小，在開工之前，需要委托具有相應(yīng)資質(zhì)的檢測(cè)單位設(shè)計(jì)工程中所使用的配合比，然后在工地使用之前會(huì)再次驗(yàn)證配合比。另一方面，在施工過程中，常常會(huì)因?yàn)楣芾聿粐?yán)，引起混凝土原材料的變化導(dǎo)致配合比失真，比如骨料粒徑的變化，露天放置含水率變化大，稱量器具長(zhǎng)時(shí)間未校準(zhǔn)等方面都是導(dǎo)致混凝土配合比發(fā)生變化的因素。因此，無(wú)論是從配合比設(shè)計(jì)本身還是從拌和控制過程來(lái)說(shuō)，都是影響混凝土質(zhì)量和可能引起面層混凝土開裂的重要因素。

1.3 施工準(zhǔn)備不足、施工經(jīng)驗(yàn)欠缺

現(xiàn)澆面層施工有別于其他水上結(jié)構(gòu)部位施工，不存在難度大、工藝復(fù)雜的問題。看似簡(jiǎn)單，沒有復(fù)雜的施工工藝，投入的機(jī)具設(shè)備也很簡(jiǎn)單，但常因施工前準(zhǔn)備不充分、未深入交底、重視程度不足等原因?qū)е率┕r(shí)銜接不暢，施工作業(yè)面廣，手忙腳亂，出現(xiàn)問題后無(wú)法迅速采取應(yīng)急措施。

混凝土面層施工對(duì)于混凝土施工經(jīng)驗(yàn)也有較高的要求，不同環(huán)境條件下，混凝土凝結(jié)時(shí)間有較大變化，需準(zhǔn)確判斷收面壓光的最佳時(shí)間，錯(cuò)過最佳時(shí)間會(huì)大大增加面層開裂的風(fēng)險(xiǎn)。另外，增加收面次數(shù)能夠有效改善混凝土面層開裂。為防止混凝土收縮在面層產(chǎn)生裂縫，影響混凝土質(zhì)量及美觀，要在澆筑完成的混凝土表面進(jìn)行切縫，以切斷和釋放拉應(yīng)力，做好切縫時(shí)間和切縫位置控制，這樣能夠有效避免混凝土收縮在面層產(chǎn)生裂縫。

1.4 天氣原因

在進(jìn)行高樁碼頭面層開裂原因分析時(shí)，天氣原因也是必須重點(diǎn)考慮和應(yīng)對(duì)的因素，現(xiàn)澆面層澆筑過程中遇到較差的天氣會(huì)對(duì)混凝土狀態(tài)、質(zhì)量造成較大影響。例如，高溫有風(fēng)天氣使混凝土表面水分散失非?？?，導(dǎo)致混凝土在未初凝之前表面出現(xiàn)干縮裂縫，加之面層混凝土面積大且薄，這種干縮開裂現(xiàn)象會(huì)明顯加??；陰雨天氣持續(xù)降雨，雨水沖刷使面層混凝土表面灰漿流失，無(wú)法按時(shí)進(jìn)行收面壓光工作，混凝土表面黏聚力降低，導(dǎo)致面層開裂。

2 高樁碼頭現(xiàn)澆面層裂縫預(yù)防措施

2.1 混凝土原材料控制

為了確?；炷猎牧腺|(zhì)量，降低因原材料影響導(dǎo)致混凝土面層開裂的概率，必須嚴(yán)格按照檢驗(yàn)批次對(duì)混凝土原材料進(jìn)行檢驗(yàn)。該項(xiàng)目在使用水泥時(shí)進(jìn)行了詳細(xì)分析和篩選，避免使用收縮量大、早強(qiáng)型的水泥，選擇了中低熱硅酸鹽水泥。骨料方面，在嚴(yán)格控制骨料含泥量的同時(shí)對(duì)粗、細(xì)骨料進(jìn)行篩分析試驗(yàn)，確保級(jí)配良好。骨料的種類不同對(duì)混凝土收縮也有很大的差異，細(xì)骨料對(duì)混凝土收縮的影響從大到小排列：河砂＞陸砂＞海砂＞山砂。不同的粗骨料對(duì)混凝土干縮的影響從大到小排列：山碎石＞河礫石＞石灰石碎石。因此，在施工中混凝土骨料選用河沙和山碎石。減水劑具有減水和增塑作用，在保持混凝土坍落度和水膠比不變的條件下，可降低混凝土用水量，進(jìn)而降低水泥用量，降低溫升，減少溫度引起的收縮。由于粉煤灰在印尼屬于進(jìn)口限制材料，無(wú)法摻加粉煤灰，其他摻合料比如硅灰、礦渣在抑制混凝土開裂方面無(wú)明顯作用，因此該項(xiàng)目面層混凝土未使用摻合料。

做好原材料控制是預(yù)防碼頭面層混凝土出現(xiàn)裂縫的基礎(chǔ)，做好原材料進(jìn)場(chǎng)過程控制可在面層施工過程中，迅速鎖定裂縫出現(xiàn)的原因，并采取有效的應(yīng)對(duì)措施。

2.2 優(yōu)化配合比設(shè)計(jì)、加強(qiáng)拌和控制

配合比設(shè)計(jì)人員深入施工現(xiàn)場(chǎng)，依據(jù)施工現(xiàn)場(chǎng)的澆筑工藝、操作水平等情況，合理選擇混凝土的設(shè)計(jì)坍落度，針對(duì)現(xiàn)場(chǎng)的砂、石原材料情況及時(shí)調(diào)整、優(yōu)化施工配合比，確保和易性、流動(dòng)性良好，在滿足施工要求的條件下盡量減小水灰比。此外，減水劑摻量的控制極為關(guān)鍵，摻量過大會(huì)造成混凝土離析、泌水，破壞混凝土的勻質(zhì)性，造成混凝土凝結(jié)過程中收縮差異，增加開裂的概率。

該項(xiàng)目所使用的混凝土為外購(gòu)商混，為了確保拌和質(zhì)量，項(xiàng)目部需派專人控制混凝土拌和質(zhì)量?；炷脸稣竞偷竭_(dá)現(xiàn)場(chǎng)必須進(jìn)行坍落度檢測(cè)，拌和前對(duì)砂含水率進(jìn)行測(cè)定。此處需要特別指出，通過反復(fù)測(cè)定砂的含水率發(fā)現(xiàn)，砂堆上部和下部含水率有明顯差異，砂堆下部含水率明顯高于上部含水率。因此，在測(cè)定含水率和實(shí)際用砂部位上要作出明確要求，不可隨意取用，以免因水量的變化而影響混凝土質(zhì)量。與此同時(shí)，還應(yīng)嚴(yán)格控制混凝土攪拌時(shí)間，使混凝土攪拌達(dá)到最佳效果。

2.3 做好施工準(zhǔn)備、施工經(jīng)驗(yàn)豐富

該項(xiàng)目高樁碼頭面層能夠取得非常好的效果，在很大程度上取決于施工前的充分準(zhǔn)備和豐富的施工經(jīng)驗(yàn)。

充分的施工準(zhǔn)備需要做好以下方面的工作：（1）根據(jù)攪拌站生產(chǎn)能力、道路運(yùn)輸能力、施工人員投入確定臺(tái)班工作量，進(jìn)行合理分幅，澆筑要有計(jì)劃性；（2）技術(shù)準(zhǔn)備做到深入、全面，施工前，對(duì)各層級(jí)深入交底，具體落實(shí)到每一工序由誰(shuí)來(lái)負(fù)責(zé)，熟悉設(shè)計(jì)文件，做好圖紙內(nèi)部會(huì)審；（3）充分考慮材料、設(shè)備的配備，確保備用機(jī)具狀況良好，尤其振搗器、收面壓光機(jī)、切縫機(jī)需多臺(tái)備用；（4）工序銜接順暢，澆筑→收面→養(yǎng)護(hù)→切縫，此過程不可出現(xiàn)延誤，一旦延誤面層開裂將是大概率事件；（5）提前做好應(yīng)急方案及措施。

施工經(jīng)驗(yàn)方面主要體現(xiàn)如下：（1）混凝土何時(shí)收面，需要對(duì)凝結(jié)時(shí)間有一個(gè)度的把握。收面質(zhì)量的好壞，不僅直接影響混凝土的觀感質(zhì)量，還會(huì)影響對(duì)面層裂縫的控制，此時(shí)操作工人的經(jīng)驗(yàn)和操作方法將起到?jīng)Q定性作用。在混凝土澆筑后，面層須按標(biāo)高要求整平，一般用刮尺刮平混凝土表面，用木抹子將表面搓平，待混凝土稍穩(wěn)定后即可用鐵抹子進(jìn)行首次收光。待混凝土初凝前，用手輕觸混凝土面層，表面水分合適時(shí)，進(jìn)行二次收面壓光。二次收面壓光過程不得中斷，直至混凝土繼續(xù)收壓無(wú)明顯變化即可停止，后續(xù)還應(yīng)及時(shí)做好養(yǎng)護(hù)，使碼頭面層出現(xiàn)裂縫的概率降到最低。（2）何時(shí)進(jìn)行切縫，需要對(duì)混凝土強(qiáng)度有一個(gè)度的把握，切縫太早，會(huì)破壞面層混凝土結(jié)構(gòu)；切縫太晚，面層會(huì)出現(xiàn)裂縫。該項(xiàng)目面層切縫垂直碼頭方向設(shè)置，沿碼頭橫梁軸線布置，間距約7m。切縫時(shí)間在面層混凝土強(qiáng)度達(dá)到10～15MPa時(shí)進(jìn)行，切縫深度為20mm，寬度為4～6mm。切縫時(shí)先按兩倍間距切縫，然后再施工每條切縫，切縫完成后，用空壓機(jī)吹出縫內(nèi)雜物，用瀝青罐縫。

2.4 應(yīng)對(duì)不利環(huán)境影響的有效措施

安排面層混凝土澆筑前，應(yīng)及時(shí)收看天氣預(yù)報(bào)，根據(jù)天氣情況合理安排澆筑任務(wù)，避免在陰雨天氣、高溫時(shí)段、大風(fēng)天氣時(shí)進(jìn)行澆筑，如不可避免應(yīng)當(dāng)提前做好應(yīng)對(duì)準(zhǔn)備。

碼頭面層施工與構(gòu)件施工不同，受施工時(shí)段的氣溫和風(fēng)等天氣條件的影響尤為明顯。在碼頭面層施工過程中最常見的一個(gè)問題是混凝土表面水分散失較快，混凝土未發(fā)生凝結(jié)前，表面已發(fā)生干縮裂縫，收面無(wú)法進(jìn)行。這類現(xiàn)象發(fā)生后即使通過噴灑少量水也很難進(jìn)行補(bǔ)救，混凝土再無(wú)法與水充分拌和，只能通過挖除后再進(jìn)行填補(bǔ)，且填補(bǔ)質(zhì)量差，不僅影響美觀，還使填補(bǔ)周圍極易產(chǎn)生開裂。因此，在面層澆筑過程中需要重點(diǎn)關(guān)注天氣和混凝土變化，如果遇到炎熱或大風(fēng)天氣，混凝土面層澆筑完成后應(yīng)及時(shí)進(jìn)行覆蓋保水。如有必要，在不影響質(zhì)量的前提下，可以在混凝土表面噴灑一層薄水膜，從而避免干縮現(xiàn)象的發(fā)生，以此提高收面質(zhì)量。

印尼是典型的熱帶雨林氣候，7、8、9月和12、1、2月為雨季，降雨量大，持續(xù)時(shí)間長(zhǎng)，并且常常會(huì)出現(xiàn)局部突降大雨的情況，無(wú)法及時(shí)預(yù)測(cè)。因此，該項(xiàng)目在施工面層過程中總結(jié)出一些較為實(shí)用的施工經(jīng)驗(yàn)，可供一些降雨頻繁的地區(qū)借鑒使用。比如，根據(jù)天氣狀況調(diào)整分幅大小，控制澆筑量；準(zhǔn)備充足的雨布以應(yīng)對(duì)突發(fā)降雨情況；如果施工過程中遇到持續(xù)降雨，而且持續(xù)降雨可能嚴(yán)重影響收面時(shí)間，可采用“在兩塊雨布夾縫中收面”的方法，混凝土未收面處的雨布隨著卷，夾縫中混凝土面隨著收，后方雨布對(duì)收過面的部位隨著覆蓋，盡量將影響降到最低，確保面層美觀，防止開裂。

3 結(jié)束語(yǔ)

文章通過分析高樁碼頭面層出現(xiàn)裂縫的原因，結(jié)合實(shí)際工程總結(jié)了相關(guān)經(jīng)驗(yàn)。研究表明，只有通過不斷優(yōu)化和改進(jìn)預(yù)防高樁碼頭面層出現(xiàn)裂縫的具體措施，做到理論與實(shí)踐相結(jié)合，才能從根本上解決碼頭面層混凝土裂縫問題，從而促進(jìn)水工行業(yè)工程技術(shù)質(zhì)量發(fā)展。