港口與航道工程中大體積混凝土的施工裂縫控制體會探討

李廣蜻

摘 要：一直以來，大體積混凝土施工裂縫都是港口和航道混凝土施工中的一項難點。對港口和航道工程的質量造成了較大的影響。基于此，本文通過實際案例對港口與航道工程中大體積混凝土的施工裂縫控制體會進行探討。

關鍵詞：港口與航道工程 大體積混凝土 施工裂縫控制

1.案例介紹

本工程位于嵐橋港港區內，日照港嵐山港區北作業區30萬噸級5萬噸級港池航道疏浚。11-12-2-3-4-5-7-8-9-10共計10點連成的疏浚區。以上十點連線范圍內港池、航道疏浚（邊坡按1：5），工程水深：-20.0 m。11-12-1-2圍成的水域范圍內統一疏浚至-25.0m。13-23 -33-43-53-63-73圍成的水域范圍內統一疏浚至-11.2m。

2.大體積混凝土的施工特點

港口與航道工程的實施受水環境的影響很大。由于大體積混凝土使用量很大，其與常規建筑施工方法相比，在進行港口和航道工程大體積混凝土澆筑時，為了降低混凝土單次使用量，提高混凝土澆筑的施工效率和施工質量，一般多以分量、分縫的方法進行澆筑施工。當受到外部環境溫度影響，混凝土外部和內部溫差會越來越大，內部結構也會出現不同程度變化，導致養護難度增加。為了達到養護效果，多使用水管對混凝土表面進行降溫。

3.大體積混凝土出現裂縫的原因

施工過程中在外力和環境溫度的影響下，可能會導致大體積混凝土表面出現裂縫，對工程使用性能與工程質量造成較大影響。據分析，導致大體積混凝土出現裂縫主要有以下原因：

3.1溫度因素

大體積混凝土施工時，需要將混凝土內外溫差控制好。由于在水化過程中會釋放大量的熱量。如果熱量困在混凝土內無法釋放，則會導致其內部溫度升高。當內部溫度與外部溫度相差較大時，大體積混凝土表面則會出現裂縫。另外，混凝土凝固過程中內部抗拉能力差，受溫度變化應力的影響，也會出現施工裂縫。

3.2收縮裂縫

澆筑混凝土后，混凝土會吸收大量水分，當混凝土內部結構的最大抗拉強度小于收縮應力時，混凝土結構表面就會出現裂縫。在大體積混凝土施工過程中，由于混凝土總量和體積很大，產生的收縮應力也很大，出現收縮裂縫的概率也很大。

3.3其他外部因素

大體積混凝土施工過程中，化學反應、外部合作等因素也會導致大體積混凝土出現施工裂縫。在混凝土結構沒有成型之前，如果施加過大的荷載，會導致混凝土中的堿骨料出現化學反應，使混凝土的內部結構發生變化，增加混凝土體積，進而出現施工裂縫。

4.大體積混凝土施工裂縫的控制

4.1選擇施工材料

4.1.1水灰比的控制

在控制水灰比時，要在達到混凝土強度等級的基礎上，對混凝土的水灰比進行控制。施工時，做好水灰比的計量工作，降低混凝土中水的使用量，進而避免混凝土出現收縮以及水化熱的情況。本工程要求水灰比控制在0.46。

4.1.2選擇水泥材料

水泥在水化反應過程中，會釋放大量的熱量，導致大體積混凝土的溫度升高，混凝土表面出現收縮裂縫。這種情況和水泥的種類以及混凝土的使用量有較大的關系。綜合考慮，本工程使用水化熱比較低的礦渣硅酸鹽水泥。基礎混凝土的使用量為385kg/m3。

4.1.3選擇粗骨料

要合理的配備粗骨料級配，在水灰比相同的情況下，盡量少使用水泥和水。在選擇粗骨料時，要優先選擇自然連續級配的粗骨料。為了防止出現離析的情況，不宜選擇顆粒直徑較大的粗骨料。本工程施工過程中，選擇6～40mm連續級配的碎石作為粗骨料，并且粗骨料中不允許針片狀的石屑。將含泥量控制在1%內。

4.1.4細骨料的選擇

細骨料宜選擇質地良好的中、粗砂，細度模數保持在2.7～2.9。適當降低水和水泥的使用量，使用質量良好的中粗砂。避免混凝土收縮和升溫的情況。綜合考慮，本工程使用中砂的細度模數為2.8，將含泥量控制在2%左右。

4.1.5選擇外摻料

施工時，要在大體積混凝土中加入一定的粉煤灰，從而降低水化熱，避免混凝土溫度過高。此外，還可以提高混凝土拌合物的保水性、粘聚性和流動性。本工程施工過程中，施工一級粉煤灰。

4.1.6選擇外加劑

在大體積混凝土中加入外加劑可以減少水泥、水的使用量，提高混凝土的和易性，延長混凝土的凝固時間，降低水化速度，進而避免混凝土表面出現收縮裂縫。本工程施工時選擇DQ-3D緩凝減水劑作為外加劑，具有膨脹、緩凝、減水的作用。摻入時，根據水泥用量將粉末狀外加劑加入到混凝土拌合料中，并攪拌一分鐘。

5.大體積混凝土澆筑施工

5.1方案的制定

大體積混凝土澆筑可以使用分段分層、全面分層、斜面分層、水平面分層的施工方案進行澆筑。在進行水平全面分層澆筑時，要保證澆筑完第一層后，在第一層混凝土沒有完全凝固的基礎上進行二層澆筑，如此反復，直至混凝土澆筑完成。這種施工方案比較適用于長度較大或者厚度不大的工程。斜面分層澆筑施工適用于厚度較大的項目，使用此方案施工時，要從下端開始澆筑，逐漸向上移動，將澆筑層的坡度控制在1：3以內，確保工程的施工質量。本工程在進行大體積混凝土澆筑施工的過程中，按照“分層堆累、澆搗并進、一次到頂”的施工方案進行施工。振搗過程中，要對兩端進行重點控制，振搗要均勻，不允許出現漏振的情況。將承臺混凝土的分層厚度控制在300～500mm。

5.2二次振搗施工

試驗證明，二次振搗沒有初凝的混凝土，可以將混凝土因水平鋼筋、泌水粗集料、水平鋼筋下部出現的空隙和水分消除，提高鋼筋和混凝土之間的握裹力。避免混凝土沉落產生裂縫，降低混凝土出現內部微裂的概率，提升混凝土的密實度，可以使混凝土的抗壓強度增加10%～20%。在進行振搗時，要垂直插入高頻率振動棒，均勻布置插點，按照慢拔、快插的原則進行振搗施工。上層混凝土要在下層混凝土沒有凝固前進行，并且高頻振動棒要插入下層50mm，從而將上層和下層之間的接縫消除。當混凝土表面水平不再出現明顯沉落和氣泡時即可停止振搗。如果振搗時間過長，會導致混凝土出現離析；如果振搗時間過短，會對混凝土的振實度造成影響。據觀察發現，一般在澆筑1小時后進行混凝土的二次振搗。

5.3對混凝土進行二次抹壓

對混凝土進行二次抹壓，可以使初凝過程中產生的裂縫閉合。澆筑兩個小時后，即可對混凝土表面進行處理。首先使用刮尺刮平，然后利用木蟹打磨，等到混凝土收水后，利用木蟹進行二次搓平、磨壓，從而使收縮裂縫閉合。

5.4養護

大體積混凝土養護主要使用降溫法和保溫法。其中降溫法指的是混凝土澆筑完成后，利用循環冷卻水進行降溫，降低混凝土內部與外部的溫度差；保溫法指的是混凝土澆筑成型后，利用電熱器、保溫材料、定時噴熱水的方法進行養護，從而提升混凝土四周熱面和混凝土表面的溫度。由于降溫法可以有效對結構的內部溫度進行控制，具有良好的靈活性與適用性，在國內外水利工程中應用廣泛。本工程主要使用降溫法對混凝土進行養護，在澆筑混凝土前，首先進行通水試驗，確保管道暢通性，澆筑好混凝土并進行二次抹平后，利用塑料薄膜覆蓋在表面，然后使用草袋覆蓋在塑料膜上。對混凝土的內外溫度差進行檢測。當無溫度差達到報警值后，利用保溫的方法降低混凝土的溫度差，然后再分別使用一層塑料薄膜和草袋覆蓋在混凝土表面，提高混凝土表面的保溫層的厚度，降低混凝土內部和外部的溫度差。本工程在整個養護過程中，將降溫速度控制在1.6℃/d。

6.結論

在港口與航道工程大體積混凝土施工的過程中，要根據具體施工情況，探討合理的裂縫解決措施和控制措施，確保港口與航道工程可以按時、保質完成，將港口與航道工程的作用充分發揮出來。當前，我國港口與航道工程大體積混凝土施工中雖然仍有裂縫問題，但是，只要選擇合理的控制措施，一定會將施工裂縫控制好，保證大體積混凝土的施工質量。

參考文獻：

[1]張誼，聶維中.大體積混凝土裂縫控制施工措施—以金水溝特大橋群樁基礎承臺工程為例[J].科技信息（科學教研），2007，（32）：91-93.

[2]魯少林，高小玲.水工大體積混凝土裂縫產生的原因與預防措施[J].水電站設計，2008（03）106-108.

[3]白生強，武英杰，楊玲.淺析水工大體積混凝土結構裂縫成因及控制[J].中國高新技術企業.2008，（19）：21-23.endprint