探析港口施工中水泥混凝土裂縫成因

董平

摘要：本文主要在對港口施工中混凝土結(jié)構(gòu)特點(diǎn)及類型分析的基礎(chǔ)上，從港口施工中水泥混凝土裂縫的成因及控制措施入手，通過工程實(shí)例探討港口施工中的水泥混凝土施工質(zhì)量控制。

關(guān)鍵詞：港口施工；水泥混凝土；混凝土裂縫；控制措施

中圖分類號：U655.56文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A文章編號：1674-3024（2016）13-224-02

前言

通常情況下在進(jìn)行港口施工的過程中，需要進(jìn)行一次性大體積混凝土的澆筑，并且該種大體積混凝土在進(jìn)行澆筑的過程中較為容易產(chǎn)生裂縫問題，從而在很大程度上影響了混凝土施工進(jìn)度及質(zhì)量，本文基于此對港口施工中的水泥混凝土施工進(jìn)行分析。

1.港口施工中混凝土結(jié)構(gòu)特點(diǎn)及類型分析

1.1港口施工的混凝土結(jié)構(gòu)特點(diǎn)

港口施工中所采用的混凝土大多為防水型混凝土，其具有著較好的密實(shí)性與防水抗?jié)B能力，該種結(jié)構(gòu)的混凝土不要承重性能較強(qiáng)，并且其耐凍融以及抗侵蝕能力比一般混凝土更具優(yōu)勢。另一方面，防水混凝土結(jié)構(gòu)的施工材料具有廣泛性，施工較為便利且工程應(yīng)用成本相對較低，由此成為了港口施工中的重要施工材料。

1.2結(jié)構(gòu)類型分析

（1）普通防水混凝土

該種結(jié)構(gòu)類型的防水混凝土主要是采用普通混凝土骨料級配基礎(chǔ)，同時對其配合比進(jìn)行優(yōu)化調(diào)整，由此提升混凝土結(jié)構(gòu)的密實(shí)度和抗?jié)B性能。在混凝土硬化完成后，采用相應(yīng)密實(shí)度的水泥砂漿進(jìn)行粗骨料之間的縫隙填補(bǔ)，最終切斷混凝土內(nèi)部所形成的毛細(xì)滲水通道，大大提升了其抗?jié)B性能。

（2）外加劑防水混凝土

該種類型的防水混凝土主要是采用適量的外加劑，從而對混凝土的內(nèi)部結(jié)構(gòu)進(jìn)行改善，增強(qiáng)了混凝土結(jié)構(gòu)的密實(shí)性以及抗?jié)B性。在此過程中外加劑的主要作用是通過與水泥的吸附、分散和催化作用，使得混凝土性能得到改善。當(dāng)前所常用的外加劑防水混凝土結(jié)構(gòu)類型主要有減水劑防水混凝土、加氣劑防水混凝土以及聚合物水泥混凝土等。

2.港口施工混凝土裂縫的成因與控制

2.1裂縫成因

（1）溫度應(yīng)力

混凝土澆筑完成后，由于水化熱作用的影響，其內(nèi)部溫度會逐漸上升，特別是在外部環(huán)境溫度較低的情況下會造成較大的內(nèi)外溫差，該種影響作用下可能會超出外部荷載，從而造成裂縫問題的產(chǎn)生。有時僅在溫度條件變化情況下就可能造成貫穿性裂縫的產(chǎn)生，特別是在冬季氣溫較低的情況下，氣溫差變化也是造成混凝土表面裂縫或者是深層裂縫的重要原因。但是與溫度應(yīng)力相比，外部氣溫變化對混凝土造成的影響作用和影響周期都相對較小。

（2）抗拉強(qiáng)度

對于混凝土材料來說，其本身屬于脆性材料，所以其抗拉強(qiáng)度較低，由此就造成了其抗拉變形能力較小。對于港口水泥混凝土而言，其通常情況下是不配備鋼筋的，或者是指在表面配置少量的鋼筋，該種情況下只能依靠混凝土本身進(jìn)行拉應(yīng)力的承載，由此就造成了混凝土的抗拉變形能力較差，容易引發(fā)裂縫問題。

（3）施工工藝

施工工藝所造成的港口混凝土裂縫問題較多的體現(xiàn)在表面裂縫上，施工工藝的不合理會造成溫度應(yīng)力控制能力的下降，從而進(jìn)一步加大溫度應(yīng)力所產(chǎn)生的拉應(yīng)力，所以在進(jìn)行港口混凝土施工的過程中應(yīng)加強(qiáng)對施工工藝的合理控制。

（4）裂縫類型及成因分析

2.2控制措施

（1）加強(qiáng)材料及配比

首先應(yīng)加強(qiáng)對混您土材料的優(yōu)選并進(jìn)行良好的混凝土配比，從而更好的進(jìn)行混凝土溫度變化的控制，減少裂縫問題的產(chǎn)生。主要應(yīng)注意的是外部約束作用所產(chǎn)生的溫度應(yīng)力具有一定的補(bǔ)償作用，應(yīng)加強(qiáng)對其穩(wěn)定性的控制，可以采用添加外加劑的方法從而有效改善混凝土的抗拉性和抗裂性能。

（2）優(yōu)化施工工藝

施工工藝的優(yōu)化改進(jìn)首先可以從降低混凝土內(nèi)部升溫、減少基礎(chǔ)溫差和內(nèi)外溫差入手，通常情況下可以采用分區(qū)使用水泥并同時減少單位水泥用量的方法，通過冷卻拌合水、預(yù)冷骨料以及加冰拌合等方法，從而有效的降低混凝土的澆筑溫度。

其次應(yīng)進(jìn)一步對混凝土建筑完善后期的養(yǎng)生保護(hù)，從而有效減少溫度和混凝土質(zhì)量造成的不利影響。施工中的混凝土的早期裂縫問題大多是由水熱化升溫或者濕度以及環(huán)境溫度變化所引起的，因此應(yīng)通過上述措施加強(qiáng)對該方面的優(yōu)化控制。

3.工程實(shí)例應(yīng)用

3.1工程概況及工程施工現(xiàn)場特點(diǎn)

本工程位于舟山本島西南部的野鴨山岸段的中部，老塘山五期碼頭旁邊。工程量泊位疏浚95000m³，①1200mm鋼管樁494根，現(xiàn)澆混凝土22211.98m³，預(yù)制混凝土13245.69m³，使用鋼材5344.354噸，混凝土防腐52000m²。

工程地點(diǎn)位于舟山老塘山五期工程卸船碼頭下游，主要是依靠上游的卸船碼頭和前棧橋作為來往船舶防撞的屏障。距離岸邊大約1.5km，同時該區(qū)域也是船舶從定海海域開往岑港海域的習(xí)慣性通道，具有較大的下游安全風(fēng)險。

對于該施工區(qū)域來說，其還是老塘山港區(qū)避風(fēng)錨地，因此在大風(fēng)期間的避風(fēng)船舶數(shù)量較多，可能存在著相應(yīng)的避風(fēng)船舶走錨的風(fēng)險。

3.2建筑材料的供應(yīng)情況

該項(xiàng)工程位于舟山本島，建筑材料以及設(shè)備供應(yīng)較為齊全，能夠充分滿足工程建設(shè)需要，同時對于工程中所采用的鋼材等，主要是由公司物購中心進(jìn)行采購并運(yùn)行至現(xiàn)場生產(chǎn)區(qū)。

施工過程中所用的水泥、砂、石料以及外加劑等材料也是由公司物供中心進(jìn)行采購，隨后裝料至攪拌船后，運(yùn)輸?shù)焦こ淌┕がF(xiàn)場，最后攪拌船進(jìn)行澆砼處理。

3.3混凝土施工質(zhì)量控制

3.3.1夏季施工措施

從以往的該地區(qū)施工經(jīng)驗(yàn)來看，其在夏季最高溫度可達(dá)39°同時伴有間歇性的臺風(fēng)侵襲，所以在進(jìn)行混凝土施工的過程中應(yīng)提前制定相應(yīng)的防范措施：

首先，在進(jìn)行夏季高溫天氣環(huán)境下施工的過程中，應(yīng)盡量避開高溫時段的混凝土澆筑，充分利用早間和晚間低溫時段進(jìn)行混凝土澆筑施工。

其次在混凝土施工的過程中，對已澆筑混凝土的結(jié)構(gòu)物必須采取土工布進(jìn)行覆蓋，并相應(yīng)的增加養(yǎng)護(hù)次數(shù)。

3.3.2冬季施工措施

該工程施工地區(qū)的月平均最低氣溫為1.6℃，而在極端天氣環(huán)境下的最低氣溫為-5.8°C。如果是在冬季低溫環(huán)境下進(jìn)行混凝土施工中，應(yīng)主要采取以下措施：

（1）進(jìn)行混凝土冬季施工的過程中，如果晝夜最低氣溫低于-3℃時，應(yīng)及時停止混凝土施。如果是處于工程進(jìn)度需要，則應(yīng)在向監(jiān)理工程師提交相應(yīng)的施工方案后，確定出詳細(xì)的施工防范措施，并在經(jīng)過批準(zhǔn)后，方可進(jìn)行施工作業(yè)。

（2）可以在混凝土中添加無氯鹽類防凍劑或者是低溫早強(qiáng)劑，對于有特殊抗凍性要求的混凝土可以加入相應(yīng)的引氣劑。必要情況下可以降低混凝土水灰比。防凍劑溶液的配置應(yīng)指派專人負(fù)責(zé)，同時對防凍劑摻量進(jìn)行嚴(yán)格控制。

（3）對于混凝土出機(jī)溫度的控制應(yīng)主要是在綜合考慮氣候環(huán)境條件、材料溫度、保溫方法以及運(yùn)輸過程中造成的熱量損失基礎(chǔ)上進(jìn)行確定，從而有效確保入模溫度，同時需要注意的是低溫條件下的混凝土攪拌時間應(yīng)比常溫條件下延長50%。

（4）冬季混凝土施工的過程中，首先應(yīng)在配備防凍劑和土工布對其進(jìn)行覆蓋養(yǎng)護(hù)處理，并制定相應(yīng)的冬季混凝土連續(xù)施工防凍措施。已經(jīng)完成澆筑的混凝土必須進(jìn)行覆蓋處理，并充分確保其養(yǎng)護(hù)溫度大于5°C，從而減少混凝土成品的質(zhì)量問題。

3.3.3克服質(zhì)量通病

混凝土施工過程中的控制面層干裂和龜裂是混凝土面層施工中的一大通病，主要可以采用面層分條澆筑、混凝土塌落度控制、相應(yīng)的增加抹面次數(shù)、嚴(yán)格控制抹面時間、提升抹面質(zhì)量、及時切縫（需要征得業(yè)主、設(shè)計單位和監(jiān)理部門的認(rèn)可）來實(shí)現(xiàn)最終的控制面層干裂并減少混凝土面層龜裂的目的。

4.結(jié)語

港口水泥混凝土工程結(jié)構(gòu)形式各有不同，在不同的情況下產(chǎn)生的裂縫問題又各具特點(diǎn)，在進(jìn)行港口水泥混凝土裂縫控制的過程中應(yīng)在對其產(chǎn)生和發(fā)展機(jī)制深入研究的基礎(chǔ)上，對其特殊性進(jìn)行探討，隨后確定相應(yīng)的預(yù)防和治理策略。