港口與航道工程大體積混凝土施工中的裂縫問題及控制研究

山東省交通工程監(jiān)理咨詢有限公司 山東濟(jì)南 250101

隨著我國交通運(yùn)輸行業(yè)的不斷發(fā)展，船運(yùn)貨物運(yùn)載量大、運(yùn)費(fèi)成本低的特點(diǎn)，使內(nèi)河及海上運(yùn)輸逐漸引起人們的關(guān)注和重視。對于未來的運(yùn)輸發(fā)展而言，確保港口與航道工程建設(shè)質(zhì)量至關(guān)重要。但從當(dāng)前的施工現(xiàn)狀來看，裂縫問題在港口與航道工程大體積混凝土施工中十分常見，降低了工程實(shí)體施工質(zhì)量，影響了水工結(jié)構(gòu)物的使用年限。從長遠(yuǎn)角度來看，還會(huì)對我國社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展產(chǎn)生深遠(yuǎn)影響，不利于水上運(yùn)輸經(jīng)貿(mào)的可持續(xù)穩(wěn)定發(fā)展。

1 大體積混凝土施工中裂縫問題產(chǎn)生原因

1.1 溫度影響

基于以往大量的施工經(jīng)驗(yàn)，在大體積混凝土澆筑施工期間，溫度是砼裂縫產(chǎn)生的常見影響因素之一。大體積混凝土單次澆筑的混凝土總量較大，所產(chǎn)生水化熱較多需要采取可靠的措施來進(jìn)行釋放，確?；炷羶?nèi)部及外部環(huán)境不產(chǎn)生較大的溫差。如果沒有提供有效措施來釋放內(nèi)部堆積溫度，那么在內(nèi)外溫差作用下，很容易導(dǎo)致結(jié)構(gòu)產(chǎn)生裂縫問題。另外，外界溫度過高或過低，會(huì)造成混凝土過早凝結(jié)或者受凍的情況，這些問題也會(huì)影響到結(jié)構(gòu)的凝結(jié)狀態(tài)，從而增加裂縫問題的發(fā)生幾率。

1.2 水化熱影響

在港口與航道工程中，所使用到的水泥總量較多，水泥混合材料在和拌和用水接觸到一起之后會(huì)產(chǎn)生水化熱，混凝土在凝結(jié)硬化過程中對外釋放出大量熱量，而混凝土結(jié)構(gòu)內(nèi)部溫度隨之急劇升高。例如，在船閘閘室底板澆筑后，水化熱作用帶來的直接影響是會(huì)產(chǎn)生局部膨脹和收縮的情況，此時(shí)結(jié)構(gòu)變化情況如果超過了底板預(yù)期抗拉應(yīng)力，那么此時(shí)結(jié)構(gòu)便會(huì)出現(xiàn)伸縮裂縫，影響到底板結(jié)構(gòu)的整體性。

1.3 外在荷載影響

除了上述提到的影響因素外，外在荷載也是影響大體積混凝土施工質(zhì)量的重要影響因素?？偨Y(jié)以往施工經(jīng)驗(yàn)，在具體施工過程中可體現(xiàn)為以下幾方面：第一，混凝土結(jié)構(gòu)在未達(dá)到規(guī)定最小養(yǎng)護(hù)時(shí)間，砼強(qiáng)度上升到一定強(qiáng)度時(shí)，便繼續(xù)了下一階段的施工，在結(jié)構(gòu)自重和外部荷載作用下，導(dǎo)致結(jié)構(gòu)出現(xiàn)裂縫問題。第二，前期設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)內(nèi)容不合理，使得結(jié)構(gòu)預(yù)期承重能力不達(dá)標(biāo)，使其在自身重量和外界荷載作用下出現(xiàn)了裂縫問題。

2 大體積混凝土施工裂縫問題的控制措施

2.1 做好材料質(zhì)量控制

通過做好材料質(zhì)量控制，加強(qiáng)原材進(jìn)場試驗(yàn)檢測質(zhì)量控制關(guān)，可以確保施工過程材料的合規(guī)性，為后續(xù)施工活動(dòng)的開展奠定基礎(chǔ)。結(jié)合大體積混凝土技術(shù)單次材料用量較多及港航工程混凝土結(jié)構(gòu)耐久性要求較高，對與混凝土原材料各項(xiàng)試驗(yàn)指標(biāo)控制較為嚴(yán)格，因此港口與航道工程多是在施工現(xiàn)場建立混凝土自拌站，對每批進(jìn)場原材料進(jìn)行嚴(yán)格試驗(yàn)檢測質(zhì)量控制，嚴(yán)把原材進(jìn)場質(zhì)量關(guān)，杜絕不合格材料用于工程實(shí)體。在具體工作過程中，首先，需要做好前期各項(xiàng)原材廠家的考察篩選工作、做好砼配合比試配工作、加強(qiáng)原材質(zhì)量控制和混凝土拌合工作等。其次，現(xiàn)場監(jiān)理對于混凝土原材料質(zhì)量、拌和質(zhì)量要嚴(yán)格進(jìn)行監(jiān)督，確保混凝土質(zhì)量符合要求。最后，混凝土運(yùn)輸車輛到達(dá)澆筑現(xiàn)場后需要對混凝土進(jìn)行塌落度、流動(dòng)性等參數(shù)進(jìn)行試驗(yàn)檢測，確定混凝土和易性各項(xiàng)指標(biāo)符合現(xiàn)場施工要求。

2.2 加強(qiáng)施工溫度控制

通過加強(qiáng)施工溫度控制，可以降低溫度裂縫的發(fā)生幾率，提高混凝土實(shí)體質(zhì)量。在具體實(shí)踐中需要注重以下兩部分：第一，對于材料溫度進(jìn)行控制，在砼運(yùn)輸過程中保持持續(xù)攪拌，同時(shí)根據(jù)外界溫度情況做好材料保溫、遮陽等工作，避免砼運(yùn)輸過程中出現(xiàn)早凝的情況。第二，對于外界環(huán)境溫度進(jìn)行控制，總結(jié)以往管理經(jīng)驗(yàn)，混凝土澆筑時(shí)的最佳溫度在15 到25℃，當(dāng)氣溫低于5℃或者超過35℃時(shí)，不適合混凝土澆筑活動(dòng)的開展。因此在混凝土澆筑過程中，也需要選擇適宜的澆筑時(shí)機(jī)，從而降低不利環(huán)境因素條件對施工施工質(zhì)量的影響，最終確保砼澆筑施工質(zhì)量符合要求。

2.3 做好養(yǎng)護(hù)管理工作

通過做好養(yǎng)護(hù)管理工作，有利于混凝土結(jié)構(gòu)的順利成型，確保結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)質(zhì)量的合規(guī)性。結(jié)合港口與航道工程量的基礎(chǔ)特點(diǎn)，在具體工程實(shí)施過程中，首先要做好保溫或者保濕工作，對于冬季比較冷的情況下，需要在結(jié)構(gòu)砼初凝之后，在上面及時(shí)覆蓋一層保溫層，確保內(nèi)外不產(chǎn)生較大溫差。而對于夏季溫度較高的情況，在表面覆蓋土工布或草席，定期灑水保濕，確保內(nèi)部水化熱順利釋放。其次，做好養(yǎng)護(hù)時(shí)間管理，最小養(yǎng)護(hù)周期不得少于14 天，部分結(jié)構(gòu)養(yǎng)護(hù)周期需超過28 天[1]。最后，開展下步施工作業(yè)前需要對其強(qiáng)度進(jìn)行檢查，待滿足要求后再進(jìn)行下一步工序施工，以減少裂縫危害。

2.4 加強(qiáng)現(xiàn)場施工管理

通過加強(qiáng)現(xiàn)場施工管理，及時(shí)發(fā)現(xiàn)存在的問題，從而采取措施優(yōu)化現(xiàn)場施工作業(yè)條件。施工單位應(yīng)在現(xiàn)場建立可靠的質(zhì)量保證體系，篩選綜合素質(zhì)技術(shù)實(shí)力較強(qiáng)的人員來來加強(qiáng)現(xiàn)場質(zhì)量控制，同時(shí)加強(qiáng)施工過程的質(zhì)量管控力度，確保各施工作業(yè)環(huán)節(jié)的合規(guī)性。同時(shí)要建立有效的獎(jiǎng)懲和責(zé)任管理體系制度對相關(guān)施工作業(yè)質(zhì)量情況進(jìn)行有效的監(jiān)督管控，同時(shí)也可以提升作業(yè)人員的工作積極性，降低人為因素所帶來的干擾性[2]。

2.5 及時(shí)處理裂縫問題

裂縫產(chǎn)生后要加強(qiáng)對裂縫寬度、深度、發(fā)展趨勢的的監(jiān)測，待裂縫穩(wěn)定后通過第三方試驗(yàn)檢測出具報(bào)告確定裂縫的類型，有針對性的采取措施修補(bǔ)裂縫，降低裂縫對砼結(jié)構(gòu)實(shí)體質(zhì)量影響。對于一些表面的細(xì)小裂縫，可以對表層進(jìn)行打磨后重新進(jìn)行涂刷，使其可以完整覆蓋到待修復(fù)表層，按要求完成修復(fù)工作，確保結(jié)構(gòu)修復(fù)結(jié)果的可靠性；對于裂縫寬度和深度較小的病害，可以采用壓力注漿法對其進(jìn)行處理，控制好注漿時(shí)壓力和流量，待拌和料從裂縫中溢出后停止繼續(xù)澆筑；針對參數(shù)較大的裂縫需要評估其具體原因，基于原因分析結(jié)果來匹配相應(yīng)的處理手段，如注漿法、開槽法等，從而確保裂縫處理結(jié)果的可靠性[3]。

3 結(jié)語

綜上所述，做好材料質(zhì)量控制，可以確保施工過程材料的合規(guī)性，加強(qiáng)施工溫度控制，可以降低溫度裂縫的發(fā)生幾率；做好養(yǎng)護(hù)管理工作，有利于提高混凝土結(jié)構(gòu)實(shí)體質(zhì)量；加強(qiáng)現(xiàn)場施工管理，及時(shí)發(fā)現(xiàn)存在的潛在問題，采取措施及時(shí)處理，有效降低對砼實(shí)體及表觀質(zhì)量的影響。通過采取合理措施來降低砼裂縫等通病問題的產(chǎn)生，對于提升水工結(jié)構(gòu)耐久性有著積極的作用。