港口航道工程中大體積混凝土施工裂縫的控制技術

車隱戩

摘 要：港口工程施工過程中，大體積混凝土施工是重要的一項內容，在進行大體積混凝土施工時，受各方面因素影響難免會出現施工裂縫，降低混凝土工程的施工質量。文章首先對港口航道工程中大體積混凝土的特點進行分析，然后對港口航道工程中大體積混凝土施工裂縫的成因進行分析，最后對港口航道工程中大體積混凝土施工裂縫的控制措施進行了探討。

關鍵詞：港口航道工程 大體積混凝土 施工裂縫

港口航道工程施工過程中，混凝土是一種常用的施工材料，對建筑工程的施工質量有較大影響。受混凝土自身特性的影響，在大體積混凝土施工時會出現混凝土裂縫，因此在進行混凝土工程施工時，為了保證混凝土工程的施工質量，需要分析大體積混凝土出現施工裂縫的原因，從而保證港口航道工程的施工質量。

1.大體積混凝土的優點

通常情況下，在混凝土的體積能夠對混凝土的水化熱變化產生影響的時候（混凝土內部與外部溫差可以達到 25℃）才能稱為大體積混凝土。航道工程與港口的施工時，因工程長時間受到環境水的影響，所以需要的混凝土基本上都是大體積混凝土，這類型的混凝土特征主要有以下幾點：因混凝土體積大，所以結構端面也需要大量混凝土；與一般建筑工程混凝土的澆灌方法不同，大體積混凝土的澆筑方法一般是以分縫分量，這樣可以減少單次混凝土的用量，進一步提高混凝土澆筑的工作效率；外界因素對混凝土也有較大影響，其中溫度影響最大，特別是在混凝土內部與外部溫差較大的時候，混凝土內部結構可能會產生較大變化，這樣對混凝土養護的工作加大難度，一般情況下工作人員利用冷水的降溫作用使混凝土表面溫度降低，從而對混凝土實行養護；此外大體積混凝土內部主要以構造筋為主要材料，基本不加設配筋，提高了港口與航道工程大體積混凝土的抗滲性和防腐性。

2.造成大體積混凝土裂縫原因

2.1混凝土的收縮變化

混凝土收縮變化導致大體積混凝土出現裂縫現象，收縮裂縫的形式多樣，一般遇到的收縮裂縫主要有塑性收縮、干燥收縮、自身收縮等形式。

由于外部環境過于干燥，所以混凝土在硬化后會出現混凝土內部水分蒸發的問題。因混凝土水分大量蒸發，所以在內部和外部相繼產生了收縮變形的問題，最終導致裂縫的形成。干燥裂縫與塑性收縮裂縫都是由其內部和外部的水分蒸發而造成的，在混凝土泌水量小于混凝土中水蒸發量時，大體積混凝土表面就會產生塑性收縮裂縫。外部溫度過高或使用水泥的過程中活性過大，都會使大體積混凝土表面出現收縮裂縫現象，從而使其表面出現裂縫。

在外部環境的作用下，混凝土表面會出現一些裂縫，當裂縫越來越多時會導致水分加速蒸發，從而使裂縫變大。自身收縮與塑性收縮和干燥收縮裂縫有明顯區別，自身收縮主要受與大體積混凝土自身水溫變化造成的反應、水泥的成分、集料彈性模量等因素影響。2.2溫差變化

混凝土內部出現裂縫是由于其內外部的溫差較大。在澆筑混凝土完成后，通過溫差劃分為三個時期，即：混凝土澆筑前期期、混凝土內部溫度最高期和混凝土拆模期。

混凝土澆筑前期，由于混凝土的導熱性較差，所以生成的所有水化熱都會集中在混凝土的內部。

當混凝土內部溫度逐漸升高的時候，其內外部溫差就會達到最大值，在溫差作用下混凝土內部會產生巨大膨脹力，內部變形遠遠超出外部變形程度；這時混凝土表面會產生較大的拉應力，當混凝土可以承受的最大拉力小于拉應力時，混凝土內部就會發生裂變，出現溫度裂縫現象。因水化熱導致混凝土內外部出現溫差變化，使混凝土內部產生應力和開裂，所以才會出現溫度裂縫現象。

混凝土開裂主要由溫度應力造成的，溫度應力有以下兩種形式： ①混凝土內部溫度分布不均勻，而且內外部都有劇烈的反應的情況下，混凝土結構受內外部反應的激化，就會產生一定的溫度應力；②當混凝土結構邊界和部分結構受到外部的刺激時，結構變形過程會突然停止，從而就產生了溫度應力。

2.3其他因素

在港口航道工程大體積混凝土施工過程中，混凝土也會由于外部壓力過大、發生化學反應等因素導致裂縫，在混凝土結構沒有固定以前，如果混凝土受到較大的外力作用，那么混凝土中的堿骨料會促使混凝土內部結構發生重大變化，使混凝土的體積增大，最終導致大體積混凝土在成型之前中發生裂縫。

3.大體積混凝土關于裂縫的控制

3.1混凝土材料比例的控制

在混凝土配合比例設計前，必須通過實際檢測與科學計算相統一的方法對混凝土成分配比的合理性進行確認。①在確定水和灰的比例前，結合混凝土耐度和強度的要求，再通過混凝土的強度變化數據建立曲線圖，從而求出水與灰的比例關系，根據混凝土的耐久度來求出水和灰比的最大比值。把所求到的水灰比例進行對比研究，可通過設計依據來選取水灰比的最小比值。②確定所需水的總量時，需結合混凝土的坍落度和碎石材料的具體情況來確定用水量。如表1所示是坍落度和碎石粒徑下的用水量選取參考值。

③影響混凝土使用效率的主要因素是砂率，在混凝土配合比例設計中，根據所需混凝土要求的不同，其砂率也隨之變化。砂率越高，則混凝土的強度就越高，一般通過水泥用量和碎石粒徑的情況可以確定混凝土的砂率。如表2所示。

3.2大體積混凝土施工過程的溫度需要嚴格把控

大體積混凝土施工過程中溫度的把控需要注意以下環節：①把控混凝土的最初溫度。②注意混凝土成型過程中的外部影響。工作人員在混凝土澆筑過程中，以澆水、加冰塊等方法來把控混凝土最初溫度，把混凝土的內外部溫差控制在一定范圍內，從而避免裂縫產生。③注意混凝土施工的時間把控，夜間氣溫低，所以在夜間工作可以有效控住混凝土的內外部溫差。在混凝土澆筑成型后，工作人員通過在混凝土表面設置保溫材料從而達到控制溫度的目的，確保混凝土內部與外部的溫差保持在一定范圍內，防止混凝土內部反應變化而導致施工出現裂縫問題。

3 . 3對大體積混凝土進行養護

對混凝土成型過程的養護工作是施工工程的重要工作之一。一方面，工作人員需密切注意混凝土表面溫度的變化，通過在混凝土表面鋪撒一些草墊或者在其表面撒一定的水來控制溫度，防止出現施工裂縫現象；另一方面，工作人員必須嚴格按照相應的時間準時進行養護工作，要重視成型后的養護工作，混凝土成型后的養護時間應嚴格控制在兩星期以上。

3 . 4改善大體積混凝土施工條件，減少裂縫產生概率

合理安排港口與航道工程大體積混凝土施工的順序，是有防止施工裂縫產生的關鍵，所以，工作人員在施工過程中須嚴格按照相關規定，選擇有效的施工方法，在實踐過程中努力探究更好的施工方法，盡可能的避免出現混凝土應力集中的現象。此外，通過預留溫度伸縮縫的方法，也可以減少混凝土結構溫度變化產生的影響，使施工裂縫的概率降到最低。

4.結束語

綜上所述，在港口航道工程施工中，導致大體積混凝土產生裂縫的原因比較多。為了避免大體積混凝土出現施工裂縫，需要合理的設計配比，制定合理的裂縫控制方案，保證了港口航道工程大體積混凝土工程的施工質量。

參考文獻：

[1]馬穩舉，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，2009（09）：9-12.

[2]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）：212+215.