港口與航道工程大體積混凝土施工裂縫控制

張曉波

摘? 要：大體積混凝土施工是港口航道工程中的重點和難點。為提高混凝土性能，降低混凝土裂縫出現的概率，在開展施工作業(yè)的過程中，工程人員應結合結構施工的具體要求，來進行對應的大體積混凝土結構施工優(yōu)化，加強對各個環(huán)節(jié)施工工藝的選擇、質量的控制，提升工程結構質量，推動我國航運事業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。

關鍵詞：港口與航道工程;大體積混凝土;裂縫控制

近些年來，隨著海運河運等運輸產業(yè)蓬勃發(fā)展，我國加大了各種港口的投資建設，在港口與航道工程中，需要采用混凝土結構，大部分混凝土結構還是大體積混凝土結構。考慮到整個工程混凝土的作用，必須徹底解決大體積混凝土容易出現的施工裂縫問題，防止由此引發(fā)更加嚴重的質量安全問題。為此，必須針對大體積混凝土容易出現的裂縫問題及其成因進行系統分析，結合施工工藝和相關技術，對這些問題進行預防控制，進而減少大體積混凝土裂縫問題的發(fā)生。

1.港口與航道工程中大體積混凝土施工特點

港口航道工程的建設施工任務艱巨，大體積混凝土施工對工程的功能和安全有著至關重要的影響。由于此類工程處于水環(huán)境中，結構構件長時間與水接觸或受到水的侵蝕，如果依舊采用常規(guī)的混凝土施工技術，將無法達到預期的施工目標，而大體積混凝土施工作業(yè)恰好可以解決這些方面的問題。大體積混凝土施工作業(yè)有以下幾個方面的施工特點：

體積龐大，這一結構特點使得在開展港口航道工程建設時，減少了施工時間及混凝土施工次數，也就減少了混凝土材料暴露在水環(huán)境的時間，加強了港口航道的整體穩(wěn)定性;

澆筑施工難度大，大體積混凝土與普通混凝土相比，其澆筑工作面臨著很多的難題，為提高澆筑施工效果，一般要遵循分量、分縫、分層的原則，以控制單次澆筑時的混凝土用量;

（3）外界溫度對施工的影響巨大，為達到良好的施工效果，施工的全過程中往往要進行內外溫差的科學調整。

2.港航工程大體積混凝土產生裂縫的原因

2.1.外界氣溫變化

對于大體積混凝土結構而言，因為其結構體積龐大，在澆筑施工環(huán)節(jié)，澆筑溫度始終隨著外界氣溫的變化而出現明顯的波動，在氣溫急劇變化的情況下，混凝土內外部的溫差異常增大，而這種溫度差異將導致混凝土結構無法保持其完整性。在巨大的溫差條件下，勢必會導致大體積混凝土出現溫度變形，同步產生一定的溫度應力，在溫差越大的情況下，也意味著其溫度應力相對較大，出現裂縫的概率也相對較高。

2.2.混凝土收縮

對大體積混凝土結構而言，在混凝土中大約有20%的水分是水泥硬化時的必需水分，而剩余的水分則要滿足蒸發(fā)需求，一旦存在多余的水分蒸發(fā)情況，大體積混凝土中將產生體積收縮的問題。從混凝土收縮的原因和機理來分析，當大體積混凝土出現了體積收縮現象，會導致在混凝土結構內部同步產生巨大的收縮應力，加劇混凝土裂縫的形成。而混凝土收縮性從源頭上是由水泥種類、混凝土配合比、外加劑種類和施工工藝等因素決定。

3.港口與航道工程大體積混凝土的裂縫控制

3.1.嚴把材料質量關和配比關系

港口航道工程的大體積混凝土施工作業(yè)中，材料質量是否達標，將直接影響大體積混凝土的結構性能。因此，在裂縫控制方面，既要從原材料的質量控制出發(fā)，還要結合結構要求，進行相應的配合比設計。施工單位在開展施工作業(yè)時，應加強對各種原材料的采購管理，材料質量不合格嚴禁被應用于混凝土工程施工，在材料采購時應選用性能合格的材料，比如，在水泥的選用方面，應使用中低熱水泥，嚴禁使用早強水泥，所選水泥的鋁酸三鈣含量和比表面積指標都應該處于限值范圍以內。在混凝土的配合比設計階段，應開展試配試驗，根據試驗結果的對比與分析來確定最佳的配合比，通過科學的配合比設計來控制混凝土中各種原材料的配比。在混凝土攪拌時，嚴格控制每種原材料的用量。為避免在混凝土施工中膠凝材料過細所引起的混凝土升溫問題和裂縫問題，在混凝土混合料中可摻加一定的Ⅲ級粉煤灰或者粒子化高爐礦渣，以改善混凝土性能。粗骨料作為混凝土中的關鍵材料，在粗骨料選擇上，應選用大粒徑粗骨料，并對含泥量和堿活性加以科學控制，通過使用線膨脹系數比較小的碎石，來減小混凝土的溫度應力。

3.2.混凝土施工溫度控制

施工溫度的控制可以在很大程度上起到裂縫預防的作用。具體的溫度控制可從以下方面來開展：

出機口溫度控制。如果港口航道大體積施工面臨的是熱天夜間的施工條件，需將水泥和骨料的溫度控制在較低的狀態(tài)下，通過低溫水、冰水攪拌的方式來實現;如果處于冷天施工，可通過料場遮蓋、拌和水加熱的方式;適當提高澆筑效率，以控制混凝土澆筑面的暴露時間。

內部最高溫度控制。對這一溫度參數的控制，可通過降低澆筑溫度、摻加緩凝劑、延長凝結時間、分層澆筑、冷卻水管埋設等方式來實現。

（3）在無筋或者少筋的大體積混凝土中埋設塊石，但在受拉區(qū)域內嚴禁埋設，且埋設的塊石必須要沖洗干凈并做好潤濕處理，控制塊石的埋設總量。

3.3.混凝土澆筑控制

大體積混凝土的澆筑環(huán)節(jié)，應結合振搗和入模條件，將分層厚度控制在正常標準內，嚴禁澆筑環(huán)節(jié)出現集中傾倒沖擊模板或者鋼筋骨架的現象。在初凝之前必須要完成混凝土的運輸、澆筑與振搗，整個澆筑工作要連續(xù)開展，嚴禁出現冷縫。工程實踐中，應對模板加以檢查，根據檢查來判斷模板中是否存在變形、松動、跑漿、跑模等現象。混凝土振搗工作應規(guī)范開展，以提高混凝土密度，通過二次振搗工藝的應用，在初凝之前開展再次的振搗處理，在提升混凝土強度的同時提升其結構抗裂性。通過對混凝土的養(yǎng)護，減少其裂縫的產生。

結束語

港口與航道工程在建設過程中，面臨的施工環(huán)境復雜多變，為使得大體積混凝土的結構施工可以達到預期標準，除了要遵循相應的施工規(guī)范外，還需要結合工程現場的情況，進行施工流程優(yōu)化和工藝創(chuàng)新，從溫度因素、施工因素、技術因素等方面著手，最大程度上降低大體積混凝土裂縫出現的概率。

參考文獻

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