解析港口航道工程大體積混凝土施工裂縫的控制措施

余凱+黃苑婷

摘 要：文章以港口航道工程中大體積混凝土施工裂縫的控制措施為論點，首先闡述了大體積混凝土在港口航道工程中的施工技術要點，而后混凝土的內外溫差、水泥水化熱、混凝土內部收縮、及養護不到位等四方面分析了重點從大體積混凝土裂縫產生的原因，最后應通過采取嚴格控制設計與施工的規范性、合理控制原料的配合比、采取溫控防裂措施及加強后期結構性養護等措施，控制航口航道中混凝土裂縫的產生。

關鍵詞：港口與航道工程；大體積；混凝土裂縫；控制措施

中圖分類號：U61 文獻標識碼：A 文章編號：1006—7973（2017）06-0057-02

隨著我國在建港口和航道項目的增多，大體積混凝土在這些工程中使用的數量在不斷增加。大體積混凝土在使用過程中存在諸多嚴重問題，如果在施工時不能很好的控制這些問題，那么必然會影響整個工程的質量。因此，對大體積混凝土施工裂縫問題進行分析，制定相關的解決策略是本文研究的重點。

1 港口航道大體積混凝土施工的要點

通常而言，混凝土體積會導致其使用中水化熱變化（內外溫差在25℃以上），達到這些要求的結構形式才可以稱之為大體積混凝土。在港口等大型工程項目施工過程中，由于建筑物體長時間的浸泡在水中，所以建設結構體一般選擇大體積混凝土的結構形式進行施工。

在施工過程中，大體積混凝土的主要特點是體積較大，其整個截面面積相對較大，在澆筑過程中，該工程一般選擇分層澆筑的方式，通過這種施工方式，能有效減少原料的使用量，且能提升施工效率，對實現成本節約有著重要的作用。然而，在施工過程中，由于受到外界因素的影響較大，特別是外界溫差相差較大時，會給混凝土的內部構造產生較大的影響，從而導致出現裂縫，給后期的施工養護帶來極大的不便，基于此，在施工過程中，可采用澆水的方式，從而降低表面結構的溫度，實現養護的目的；另一方面，由于大體積混凝土結構的內部一般含有結構筋，而結構筋的存在能夠有效提升混凝土的抗滲性與腐蝕性，從而提升工程的整體質量。

2 大體積混凝土性能裂縫的原因

由于港口與航道其所處環境比較特殊，故而極易出現裂縫，導致其產生裂縫的原因較多，無論是由于內外溫差，還是水化熱的反應所造成的，都給后期的養護工作帶來較大難度，從而加劇裂縫的產生，導致港口與航道整體性能的下降。

2.1 混凝土內外溫差

混凝土內外溫差比較大的形成原因非常多，基本是由于材料厚度、水泥含量及類別、使用溫度等，而以上因素又會極易導致混凝土產生裂縫，當然導致裂縫問題的產生還有其他潛在因素。因此，在施工過程中，為了有效控制大體積混凝土裂縫的產生，必須合理控制混凝土體內的溫度差，如果材料的降溫速度比升溫要快，裂縫一般出現在升溫的過程中，另外一種可能是出現在冷卻時期，升溫造成的裂縫呈現不規則的變化形式，而冷卻產生的裂縫一般是貫穿整個內部的長裂縫，此時對于混凝土的質量影響最大。

2.2 水泥水化熱

混凝土澆筑完成之后，水泥水化過程中會形成大量的熱量，造成內部升溫急劇上升，然而氣溫在下降時，會導致整個結構存在較大應力。混凝土在達到了最高的溫度之后，自身散熱之后會迅速降溫，直到與環境溫度一致時。升溫后的散熱過程，由于內外散熱的速度不同，從而導致外部溫度高于內部。

這樣，內外溫度的不均勻變化，使得整個混凝土的結構都存在著同一方向的梯度變化，從而造成變形反應的一致性，導致混凝土內外結構存在一定的壓力差，如果該溫度產生的拉應力大于混凝土自身的抗拉強度，此時便會形成裂縫[2]。

2.3 混凝土內部收縮

大體積混凝土的體積比較大，在施工過程中的各個位置溫差應力不相同，裂縫一般出現在較為薄弱的區域內。在鋼筋混凝土的結構中，其拉應力一般是由鋼筋所承受，混凝土只承受壓應力。混凝土在水化過程中會產生大量的熱量，其內部組織溫度持續上升，拉應力也就隨之產生。在后期的降溫時段，此時混凝土受到了較大的拉應力，如果其超過了混凝土承受的最大抗拉強度，則會發生裂縫。

2.4 養護不到位

混凝土內部溫度變化不明顯，但是其結構的表層濕度變化比較大，比如養護不到位或者是干濕度不均勻的情況，表面就會形成一定量的干縮變形情況，這樣也會產生裂縫。

3 港口航道工程中大體積混凝土控制裂縫的方法

在港口航道工程大體積混凝土施工過程中，首先技術人員以及施工人員必須對裂縫給予足夠重視，防止由于人為因素，而造成裂縫的產生。同時，加強預防管理措施，制定科學化的施工和養護方案，選取恰當的施工方式，盡可能的避免裂縫的出現和形成，確保工程的質量達標。

3.1 嚴格控制設計與施工的規范性

設計是控制質量的關鍵，最佳的設計方法能有效防止裂縫的產生，所以設計人員應該結合港口航道所處位置的地理環境和氣候條件，以科學、合理的施工方法為基礎，形成一套科學完整的設計方案，積極控制施工質量，提高工程質量水平，最大限度的減緩裂縫的產生。

3.2 合理控制原料的配比

材料的選取會直接影響整個工程的質量，在施工開始之前，應該根據工程的需要選擇合適的水泥種類和強度級別，盡量不使用強度太高的水泥，要注意工程中選擇與水泥級別相同的碎石或者砂石等原料，同時嚴格按照施工的技術規范進行配比，根據工程實際需要適當的添加摻加劑。如果必須要使用膨脹劑，則應該根據不同的效果和品種進行選擇，然后通過試驗來驗證是否合理，并且選擇出最佳的材料配置，切實保證工程質量。

3.3 采取溫控防裂措施

在施工過程中，做好骨料的配級，使用一些具有干硬性的材料制作混合料，同時在配料中加入塑化劑等，盡量減少水泥使用量；混凝土在攪拌時可以加入淑芬，通過添加劑的應用能夠很好的降低其溫度；在夏季施工的過程中，澆筑時應該嚴格控制澆筑層的厚度，厚度應該盡量控制在500mm以下，通過厚度的控制，能夠保證整體結構具有良好的散熱性能，避免大量溫差裂縫的出現。

另外，在二層澆筑過程中，第一階段的混凝土施工要在初凝前完成，并且根據混凝土的結構選擇不同的區域進行溫度的測量，定時測量混凝土結構的內外溫度，然后根據不同的氧護方法來降低溫差。根據工程實際情況進行拆模，該過程中值得注意的是，需要減少混凝土結構溫度的持續下降而產生較大的溫度梯度出現，避免出現裂縫。

3.4 加強整體結構的養護

在施工過程中，混凝土在澆筑完成后，以及成型結束后的養護工作非常重要，在養護過程中，養護人員需要掌握混凝土表面結構的溫度變化情況，防止其表層由于灑水量不足等現象出現，控制混凝土裂縫的產生。此外，施工人員應該在預定的時間內進行充分的養護，要引起足夠的重視，該過程的養護時間一般要控制在兩周以上。

4 結語

綜上所述，港口航道工程由于其施工的特點，大體積混凝土的使用量非常大，但是在實際施工中，由于種種因素的影響造成了其結構出現了不同程度的裂縫現象。因此，在施工過程中，需要根據工程實際情況，選擇合適的施工材料以及恰當的配合比，科學的進行施工，嚴格進行管理，同時還要重視混凝土的養護工作，這樣才能夠避免出現較為嚴重的溫差裂縫，切實的提高港口工程的質量。

參考文獻：

[1] 李偉達，黃錫鋼，桑培亮. 水工大體積混凝土裂縫成因與防裂措施[J]. 港口科技. 2011（09） ：43-44.

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