港口大體積混凝土裂縫病害防治措施

葛海旺

摘 要：港口混凝土建筑物在運行過程中，由于其龐大的占地面積、較長的施工周期以及復(fù)雜的結(jié)構(gòu)條件等特點，導(dǎo)致存在各種各樣的缺陷。在大體積混凝土施工中，裂縫病害具有較強(qiáng)的危害性，尤其是港口工程中普遍存在大體積混凝土結(jié)構(gòu)，比普通混凝土工程出現(xiàn)裂縫的幾率要高出許多，會造成直接或巨大的危害，為了使港口工程的安全得到保障，對混凝土項目進(jìn)行強(qiáng)化，通過相應(yīng)的技術(shù)方法有效防范和治理裂縫。本文主要圍繞港口工程水泥混凝土裂縫類型，重點分析了裂縫形成的原因以及港口工程中水泥混凝土施工控制措施，以期能為有關(guān)方面的需要提供借鑒和參考。

關(guān)鍵詞：港口工程；大體積混凝土裂縫；病害防治

中圖分類號：TU528 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1671-2064（2017）14-0115-02

在臨海城市化建設(shè)過程中，港口工程是促進(jìn)城市發(fā)展的重要內(nèi)容，社會正全面認(rèn)可港口工程的重要價值，日益增加的港口工程數(shù)量和種類使多結(jié)構(gòu)和高性能的港口成為臨海城市交通建設(shè)的主體。通過對現(xiàn)有港口進(jìn)行分析能夠看出，港口普遍具有較大的跨度、較高的強(qiáng)度以及超高度等特點，其設(shè)計為大體積混凝土構(gòu)件，如果沒有合理控制收縮、材料、溫度等因素，會導(dǎo)致裂縫出現(xiàn)在港口工程混凝土結(jié)構(gòu)的薄弱部位，不但對港口的功能實現(xiàn)造成影響，而且給港口的安全使用埋下隱患，嚴(yán)重制約城市化建設(shè)，對交通運輸行業(yè)的發(fā)展造成阻礙。相關(guān)部門需要根據(jù)港口的施工特點，全面分析混凝土裂縫產(chǎn)生的因，采取有效措施嚴(yán)格控制港口工程施工過程，全面、徹底和有效的防治大體積混凝土裂縫，在混凝土技術(shù)準(zhǔn)確性和全面性得到提升的基礎(chǔ)上，將混凝土裂縫的控制措施建立起來，有效防治港口各類病害。

1 港口工程水泥混凝土裂縫類型

（1）超載裂縫。超載裂縫一般出現(xiàn)在超載使用混凝土構(gòu)件，導(dǎo)致混凝土因受力不均而出現(xiàn)變形，從而產(chǎn)生的裂縫。一般在構(gòu)件受力彎矩最大的部位最容易發(fā)生裂縫，其形狀為條狀，但不像收縮裂縫那樣均勻的分布，擴(kuò)展方向是垂直或斜向沿受力鋼筋繼續(xù)發(fā)展。（2）溫度裂縫。在具有較大溫差變化的地區(qū)混凝土結(jié)構(gòu)中或大體積混凝土表面容易出現(xiàn)溫度裂縫。溫度裂縫的走向一般沒有任何規(guī)律，縱橫交錯是大面積結(jié)構(gòu)裂縫的顯著特點。裂縫具有大小不一的裂縫寬度，明顯受到溫度變化影響，熱脹冷縮導(dǎo)致裂縫夏季相對較窄，冬季裂縫較寬。出現(xiàn)這種裂縫會銹蝕大量鋼筋，碳化很多混凝土，使混凝土的抗?jié)B能力有所減弱，抗凍融抗疲勞能力大幅降低。（3）收縮裂縫。一般肉眼很難看到混凝土微觀裂縫，這種裂縫是內(nèi)部固有的，但沒有連貫性。這種微觀混凝土裂縫一般寬度小于0.05mm，荷載控制在設(shè)計規(guī)定數(shù)值以下時不會對建筑產(chǎn)生任何影響。而寬度大于0.05mm的裂縫一般被視為宏觀裂縫，施工單位要認(rèn)真分析宏觀裂縫，對其形式進(jìn)行判斷。在大體積的混凝土和梁、板、柱等塊體構(gòu)件中會出現(xiàn)大量宏觀裂縫，具有較大的危害，特別是對暴露在大氣中的構(gòu)筑物具有較大的影響，一旦出現(xiàn)事故，后果嚴(yán)重。（4）沉降裂縫。這種混凝土裂縫一般是由于構(gòu)件結(jié)合不良、地基差異沉降或剪應(yīng)力超過設(shè)計強(qiáng)度而產(chǎn)生的，經(jīng)常出現(xiàn)在填土地基中或樁基沉降不均勻的的墻體中。這種裂縫一般垂直于地面。沉降裂縫具有較大的危害，處理起來相對困難。

2 裂縫形成的原因

在水泥混凝施工或運行期間，大小不一的裂縫會出現(xiàn)在港口工程中，這些裂縫屬于通病。承載能力并沒有因局部裂縫的出現(xiàn)而喪失，但對混凝土結(jié)構(gòu)產(chǎn)生一定的破壞。

（1）脆性材料是混凝土自身性能特點，混凝土雖然具有較強(qiáng)的抗壓性，但抗拉力不足，相比于抗壓強(qiáng)度，抗拉強(qiáng)度只有1/10左右。混凝土具有很小的抗拉變形能力，而港口水泥混凝土很少對鋼筋進(jìn)行使用，或者只將少量鋼筋配置在混凝土表面。相比于巨大斷面結(jié)構(gòu)，港口水泥混凝土具有極低的含鋼率，一旦有拉應(yīng)力出現(xiàn)，混凝土只能依靠自身性能進(jìn)行承擔(dān)，在許多水工結(jié)構(gòu)的設(shè)計中，拉應(yīng)力很少出現(xiàn)，或者基本上不出現(xiàn)。不過港口水泥混凝土的結(jié)構(gòu)受力特點決定了其存在的拉應(yīng)力不可避免，甚至?xí)霈F(xiàn)較大的拉應(yīng)力，使混凝土出現(xiàn)變形情況。（2）大體積混凝土受溫度應(yīng)力的影響，從開始澆筑時，因為水泥水化熱作用，混凝土內(nèi)部上升到最高溫度只需5—8天。在某些時候，貫穿性裂縫會受溫度變化影響而形成，從而使混凝土出現(xiàn)滲漏，不僅會降低結(jié)構(gòu)的整體性和承載力，而且會降低混凝土的耐久性。所以，較大的溫度壓力可能會出現(xiàn)在港口水泥混凝土中。在港口水泥混凝土中，溫度應(yīng)力也成為主要應(yīng)力之一，經(jīng)常性引起港口水泥混凝土裂縫的出現(xiàn)。（3）港口水泥混凝土產(chǎn)生的裂縫大部分是表面裂縫。有眾多因素都會引起表面拉應(yīng)力，溫度應(yīng)力會因初始溫差水化熱以及氣溫變化而產(chǎn)生，造成裂縫產(chǎn)生在混凝土表面。不過隨著施工條件和工藝的逐步完善，能夠使溫度應(yīng)力有效減少，使裂縫的產(chǎn)生幾率得到降低。相反，如果缺乏科學(xué)的工藝和良好的施工條件，不但無法對溫度應(yīng)力進(jìn)行控制，而且會使拉應(yīng)力在混凝土表面產(chǎn)生。在混凝土港口水泥混凝土的施工和運行中，要盡量避免以上情況的出現(xiàn)。

3 港口工程中水泥混凝土施工控制措施

想要杜絕裂縫在施工中的出現(xiàn)，目前技術(shù)上存在一定的困難，不過對于大體積混凝土結(jié)構(gòu)，需要堅持預(yù)防為主，綜合治理的方針，采取有效措施對裂縫進(jìn)行控制，使其逐漸減少，例如對設(shè)計進(jìn)行優(yōu)化，對施工進(jìn)行規(guī)范，對氣象信息及時反饋，對關(guān)鍵工序進(jìn)行重點加強(qiáng)，從而使一般裂縫大幅減少，防止基礎(chǔ)性貫穿性裂縫的出現(xiàn)。

（1）對原材料和配合比進(jìn)行優(yōu)化，使混凝土綜合抗裂性能得到提高。對混凝土的材料與配合比進(jìn)行恰當(dāng)選擇，能夠?qū)炷恋臏囟壬底兓M(jìn)行很好的控制，這也是使混凝土工程裂縫有效減少的重要手段。實際上就是通過對混凝土的材料、配合比的優(yōu)化，使混凝土具有較小的絕熱溫升、較大的抗拉強(qiáng)度、較小的線脹系數(shù)以及較大的極限拉伸變形。大體積混凝土內(nèi)部具有較小的溫度變化，所以溫度變形和化學(xué)變形會存在于混凝土施工中。如果微量膨脹是水泥的化學(xué)變形，而且和降溫在時間上保持同步，化學(xué)膨脹將會抵消部分收縮變形，在混凝土極限拉伸范圍之內(nèi)使混凝土保持一定的收縮量，能夠防止開裂現(xiàn)象出現(xiàn)在混凝土中，具有較好的溫控防裂作用。另外在將混凝土膨脹劑外加劑適當(dāng)添加在混凝土中，使混凝土的性能得到有效改善，使混凝土的抗拉性和抗裂性得到不斷提高。另外，也可以配制補(bǔ)償收縮、接縫填充混凝土，切實達(dá)到防滲抗裂的作用。（2）對混凝土骨料規(guī)范使用。在使用骨料時，需要對骨料質(zhì)量嚴(yán)格把關(guān)，對粒徑大小進(jìn)行控制，對機(jī)械強(qiáng)度進(jìn)行適當(dāng)調(diào)整，從而確保混凝土內(nèi)部的空隙率得到有效控制，有效釋放水化熱，使混凝土干縮的系數(shù)進(jìn)一步降低，合理調(diào)控混凝土裂縫的產(chǎn)生和發(fā)展。（3）對溫差進(jìn)行合理控制。一般情況下，溫差分為差混凝土內(nèi)部與表面溫差和混凝土內(nèi)部與自然溫度溫兩個層面。因此，施工中需要重點考慮的就是溫差控制。通常想要保障施工質(zhì)量，可以將溫差控制在30℃左右。另外要對石子和水的溫度進(jìn)行嚴(yán)格控制，一是不允許陽光暴曬砂和石子，用冰水對集料斗處的石子進(jìn)行降溫。控制攪拌用水不超過10℃；二是防止陽光直射泵車，對于水平輸送管和運輸車筒體使用麻布進(jìn)行包裹，通過澆水對其降溫。（4）對混凝土施工質(zhì)量加強(qiáng)管理。薄層短間歇，均勻上升；不允許獨一一塊混凝土進(jìn)行突擊澆筑，隨后長期停歇；不允許過大的高差出現(xiàn)在相鄰之間，要防止長期暴露混凝土側(cè)面；不允許薄塊長間歇，即將一薄塊澆筑在基巖或老混凝土上，隨后長期停歇。對澆筑時間進(jìn)行合理安排，對基礎(chǔ)部分混凝土利用低溫季節(jié)進(jìn)行澆筑，拱圈封拱溫度要比年平均氣溫略低或相等。應(yīng)該避免施工面長期暴露在氣溫太低的季節(jié)；對于新澆筑混凝土表面要做好保溫工作，將安全監(jiān)控做好，及時發(fā)現(xiàn)和處理未能預(yù)料的裂縫。

4 結(jié)語

綜上所述，在港口工程建筑中，混凝土的裂縫問題一直備受關(guān)注，有很多原因都會導(dǎo)致裂縫的出現(xiàn)，因此施工單位需要根據(jù)工程的實際情況對混凝土裂縫進(jìn)行控制，在港口工程建設(shè)的各個環(huán)節(jié)中要展開對混凝土裂縫成因的研究，對裂縫產(chǎn)生的內(nèi)外原因和影響因素進(jìn)行確定，從設(shè)計和施工環(huán)節(jié)進(jìn)行深入探索，裂縫的控制措施以材料、溫度、養(yǎng)護(hù)等方面為主，防止大體積混凝土中出現(xiàn)裂縫，從而使港口的建設(shè)質(zhì)量與技術(shù)性能得到進(jìn)一步提高。

參考文獻(xiàn)

[1]蔡凌勇，梁志.港口與航道工程大體積混凝土裂縫的施工控制[J].珠江水運，2015（14）.