水運(yùn)工程素混凝土防浪墻裂縫防治措施

劉穎嘉 上海三航奔騰海洋工程有限公司

1.工程概況

該項(xiàng)目位于東營(yíng)港區(qū)內(nèi)一突堤南部位置，包含東南兩大圍堰，其中東側(cè)長(zhǎng)約400m以及南側(cè)長(zhǎng)約1300m左右。該項(xiàng)目是和北側(cè)的1#-4#通用泊位陸域堆場(chǎng)一起施工的，從而借助東南兩側(cè)的圍堰以及早已施工完成的西側(cè)圍堰打造出一片封閉區(qū)，吹填后即可使其變?yōu)殛懹颍瑩?jù)估計(jì)陸域的占地面積可達(dá)46.18×104m2，需建圍堰長(zhǎng)度接近1700m。

2.防浪墻施工

防浪墻的結(jié)構(gòu)主要是現(xiàn)澆混凝土，其具體位置在堤身頂端的前半部位，截面呈L型，且整個(gè)墻面高度可達(dá)4.5m。按照現(xiàn)場(chǎng)施工條件，防浪墻工程的開始需待整個(gè)圍堤沉降工作大致完成，并將各個(gè)伸縮縫段作為施工單位，每個(gè)單位都需細(xì)化為兩部分，第一部分為底板，另一部分則為墻身。

2.1 底板施工

待圍堤沉降工作基本完成后，待專業(yè)負(fù)責(zé)人審查許可后即可開始對(duì)防浪墻底板進(jìn)行施工，即施工混凝土墊層，其中需結(jié)合防浪墻結(jié)構(gòu)將墊層分為多個(gè)部分，提前安置、固定側(cè)模。同時(shí)，施工所用混凝土需統(tǒng)一交由攪拌站拌制，并使用專門的輸送車運(yùn)送至施工現(xiàn)場(chǎng)，借助溜槽、平板振搗器以及木蟹等設(shè)備完成底部混凝土墊層的澆筑。

待墊層施工結(jié)束，則可開始測(cè)量放樣。整個(gè)防浪墻的側(cè)模原材料為組合鋼模板，鋼模板后側(cè)需安裝φ48mm的鋼管豎楞，同時(shí)各個(gè)鋼管之間需間隔1m，橫向需增添兩條10槽鋼管。墻身和底板銜接的位置需制作異形模板，同樣需給異性模板增設(shè)2根φ48mm鋼管，將鋼管與頂桿銜接；除此之外，還需為底部的鋼筋配置1條尺寸為100mm×50mm的方木，方木與鋼筋之間需增設(shè)木塊使其連接緊密。

在陸地?cái)嚢枵局薪y(tǒng)一預(yù)制混凝土，并由輸送車將其運(yùn)送至施工場(chǎng)所，借助溜槽、平板振搗器以及木蟹等設(shè)備完成底部混凝土的澆筑。其中下灰應(yīng)由斜面往前施工、振搗需使用70型振搗棒，且在整個(gè)底部澆筑結(jié)束后需靜置0.5h左右再開始澆筑側(cè)面。

2.2 墻身施工

對(duì)與墻身部分的施工需待底板混凝土強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)后才可進(jìn)行，在開始?jí)ι硎┕で靶柘炔鸪撞康牡菇遣磕０?，并清理事先外伸墻身鋼筋表層的混凝土，還需對(duì)二次澆筑結(jié)合面完成鑿毛處理，以清理表層浮漿與混凝土碎屑。

待清除工作全部結(jié)束后，可開始立設(shè)上層模板。上層模板的主要原料是鋼框膠合材質(zhì)，需借助吊機(jī)加以安裝，同時(shí)模板厚度應(yīng)為18mm、寬度為2m，模板背部還需安裝2條φ10mm槽鋼，鋼管之間的間距應(yīng)為1m。除此之外，橫向上模板內(nèi)外側(cè)均需設(shè)置3條φ13mm槽鋼管，并用φ18mm對(duì)拉螺桿將其連接為整體。整個(gè)防浪墻可分為內(nèi)外兩部分，用圓臺(tái)型尼龍銜接器將其連接起來。

模板拆卸需在施工后1～2d進(jìn)行，拆除后需給墻面粉刷M9混凝土養(yǎng)護(hù)劑。除了要對(duì)模板表層進(jìn)行清理，還需給表層涂抹潤(rùn)滑油。待外模拆除后，取出尼龍圓臺(tái)型連接器，并用砂漿將原先連接器的位置完全堵住。

2.3 防浪墻施工質(zhì)量保證措施

雖然防浪墻施工難度不高，然而因其形態(tài)會(huì)影響整體美觀性，因此施工決定按照以下原則，以保障最終成果符合設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)：

（1）注重對(duì)選材的質(zhì)量控制，在進(jìn)行施工前需再次進(jìn)行質(zhì)量檢測(cè)，確保各材料質(zhì)量達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)才能投入使用。同時(shí)考慮到需事先測(cè)試水泥性能，因此，材料的準(zhǔn)備量需超過實(shí)際需求。性能指標(biāo)參照表1。

（2）防浪墻施工需注重提升外部美觀性，因此在安裝過程中，需嚴(yán)格管理線形與頂面的高度差，需進(jìn)行反復(fù)測(cè)試與修改。除此之外，模板需提前試拼，且需定期對(duì)其進(jìn)行養(yǎng)護(hù)。

（3）在放樣過程中需時(shí)刻保持嚴(yán)謹(jǐn)?shù)膽B(tài)度，直線部位每隔5m需進(jìn)行一次標(biāo)注，待放樣結(jié)束后需及時(shí)審查，待整個(gè)模板安裝結(jié)束后，還需審查其上口部位的整齊狀況，以保障其整體線形順直。

3.裂縫原因分析

通常情況下，混凝土出現(xiàn)裂縫的因素眾多，除了會(huì)受到混凝土原料選擇、成分配比、技術(shù)工藝、原本結(jié)構(gòu)等影響，還會(huì)受到一些外部因素的干擾。

經(jīng)由現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試發(fā)現(xiàn)，該項(xiàng)目?jī)?nèi)防浪墻混凝土的溫度值上限可達(dá)80℃以上，但引起導(dǎo)熱性能不強(qiáng)，致使其表層水化熱量散退之后其內(nèi)部溫度仍然偏高，其內(nèi)外最大溫差可達(dá)36℃，因而致使溫度應(yīng)力產(chǎn)生。待混凝土表層拉應(yīng)力超越抗拉強(qiáng)度上限就極易出現(xiàn)裂縫，因此混凝土出現(xiàn)裂縫的最根本原因就是受到拉應(yīng)力的影響。

此外，在用水量恒定的情況下，水泥摻量每增加10%，拌制所得的混凝土收縮增加5%；若水泥用量恒定，此條件下用水量每增加10%，對(duì)應(yīng)混凝土強(qiáng)度下降幅度高達(dá)20%。表明，應(yīng)合理設(shè)計(jì)混凝土中各類原材料的用量，采取科學(xué)的配合比，通過此方式避免開裂。若遇到大風(fēng)天氣或是現(xiàn)場(chǎng)氣候偏高，均會(huì)帶來混凝土大幅收縮現(xiàn)象，在缺乏合理的溫度控制手段時(shí)，混凝土內(nèi)外溫差過大，最終產(chǎn)生溫度裂縫。振搗作業(yè)時(shí)，施工所用振搗棒的插入方式不合理或是存在漏振的情況時(shí)，最終成型的混凝土密實(shí)性欠佳，各處的材料分布均勻性不足，總體性能難以滿足預(yù)期要求，甚至?xí)殡S明顯的脫水現(xiàn)象；此外，若拆模時(shí)機(jī)不當(dāng)，如時(shí)間提前，此時(shí)混凝土在未達(dá)到強(qiáng)度要求時(shí)則承受大量應(yīng)力，隨之開裂。

表1 混凝土技術(shù)性能

4.裂縫治理的主要措施

為了減少裂縫數(shù)目、縮短裂縫寬度，項(xiàng)目部通過分析混凝土材料選材、成分配比與各個(gè)施工流程，并結(jié)合本項(xiàng)目實(shí)際施工流程，總結(jié)出了以下幾點(diǎn)防治方案：

（1）可提升配合比設(shè)計(jì)，即適當(dāng)減小各立方內(nèi)混凝土中的水泥含量，并將摻合料由原先的單摻修改為雙摻。換句話說，可以將各立方內(nèi)水泥用量減小10kg，將礦粉用量減小50kg；與此同時(shí)，需在其中增加粉煤灰，即每立方需添加55kg粉煤灰。經(jīng)過修改配比，可以避免因水泥用料減小防浪墻強(qiáng)度不達(dá)標(biāo)的情況。

（2）可以為其增加鋼筋網(wǎng)片：施工人員可在距頂層防浪墻直立面下3m之間添加一層3mm厚的網(wǎng)片，其大小應(yīng)為長(zhǎng)寬10cm的正方形。

（3）適當(dāng)添加塊石數(shù)目。結(jié)合對(duì)相關(guān)工程內(nèi)的防浪墻研究可知，在制造防浪墻原料中增添塊石能夠適當(dāng)降低裂縫出現(xiàn)的數(shù)目，同時(shí)其裂縫寬度也會(huì)得到控制。通過與未增添塊石的防浪墻進(jìn)行對(duì)比，更是證實(shí)了塊石的作用。起初施工人員在施工過程中只增加了5%的塊石，而后期卻將塊石增添量翻到了2～3倍。通過該項(xiàng)目可以看出，要想使得該措施有效，需將其摻加量增至15%。

（4）還需要注意對(duì)混凝土進(jìn)行養(yǎng)護(hù)：①施工人員為模板增設(shè)保溫板，因?yàn)槟０寰邆淞己玫膶?dǎo)溫性能，而混凝土表層熱量極易消散，因而為使其溫度得到控制，縮小混凝土內(nèi)外溫度差異，可以給模板外表層加設(shè)一定厚度的泡沫板，借助膠水等物品將其固定在模板表層；②適當(dāng)延后拆模時(shí)間，將施工后的拆模時(shí)間延至5d后；③在拆模后需對(duì)其進(jìn)行保溫保濕管理，除去常用的刷養(yǎng)護(hù)液等方法，還需在刷養(yǎng)護(hù)液、蓋布條后繼續(xù)加增塑料彩條布，以便加強(qiáng)恒溫效果。

5.結(jié)束語

經(jīng)由施工現(xiàn)場(chǎng)制定的四大填補(bǔ)裂縫方案的處理，不僅徹底填補(bǔ)了防浪墻內(nèi)所有橫向裂縫，也在消除了大部分豎向裂縫，且裂縫寬度幾乎已被縮小至0.2mm內(nèi)，可見該項(xiàng)目在裂縫治理方面已取得較為優(yōu)異的成績(jī)。