重力式碼頭胸墻面層裂縫防治及治理

鄧軍+李洪斌

摘 要：文章以實際工程為例，對重力式碼頭施工過程中胸墻面層混凝土出現裂縫等質量通病的原因進行了分析，然后提出了針對性的防治措施，使混凝土裂縫得到了有效的控制，值得類似工程借鑒和參考。

關鍵詞：重力式碼頭 胸墻面層 裂縫防治

1.工程概況

海南省某碼頭工程設計總長度為1230m，分為靠泊、集裝箱等6個泊位，位于該區域東北角，結構為重力式方塊碼頭。施工分為基槽開挖、基床拋石、打夯、整平、方塊安裝、胸墻澆筑、護輪坎施工及面層施工等主要工序。

2.出現胸墻面層裂縫時建筑物會出現的現象

（1）在管溝與面層交接的位置會出現一些裂縫，且裂縫的大小和長度都不一，最長可達到護邊角鋼的位置。

（2）在護輪坎和系船柱護邊的交界處會出現與前沿線相垂直的裂縫。

（3）在系網環位置會經常出現與前沿線相垂直的通縫。

（4）在胸墻面層的一些區域會出現龜裂問題。

3.出現裂縫的原因

3.1出現干縮裂縫的原因

混凝土中含有一定的水分，在其蒸發過程中會產生毛細管引力。而水泥在遇水后會變成混凝土硅酸鈣膠體，硅酸鈣膠體的內部存在著大量的微細孔隙。硅酸鈣膠體在干燥的情況下，內部的水在蒸發后也會產生毛細管引力，膠體孔隙受到壓縮，而硅酸鈣膠體的體積會隨著內部的水分不斷蒸發而逐漸收縮，最終使混凝土的體積變小，出現干縮裂縫的現象。胸墻面層的干縮裂縫一般表現為網狀線細裂縫，寬度要≤0.2mm。

3.2出現塑性收縮裂縫的原因

混凝土在凝結的過程中水分會快速蒸發，在蒸發的過程中產生收縮，混凝土水分快速蒸發的情況一般出現在氣溫高或空氣流動大的區域，混凝土在水分蒸發后會出現不規則的裂縫。

混凝土出現裂縫的原因有：混凝土屬于強度非常小的物體，遇水凝結后的強度表現得很小，剛凝結后的混凝土在遇到高溫或大風等因素后，混凝土內的水分會快速蒸發，會產生毛細管引力和負壓，從而導致混凝土的體積收縮產生龜裂現象。

3.3出現沉降裂縫的原因

造成沉降裂縫的因素有很多，具體有以下幾種：由于地基的土質疏松，結構不穩定而導致的沉降；由于地表沉降不穩定而導致的沉降；因為模板的硬度達不到標準要求，且模板在支撐的過程中容易松動，這就導致了沉降的產生。沉降裂縫多都屬于貫穿性裂縫，這類型的裂縫一般都向與地面垂直或與地面保持45°的方向擴散。當貫穿性裂縫較大時，會造成一定的錯位，裂縫的長度和寬度與沉降值有關。當地基的結構穩定后，沉降裂縫基本會保持不變。

3.4出現溫度裂縫的原因

造成溫度裂縫的原因有：在混凝土澆筑作業完成后，混凝土在凝結的過程中會產生水化熱，產生熱量，但因為混凝土的體積較大，水化熱散發出的熱量不能及時散發出去，所以就導致混凝土內部的熱量不均勻，溫差變大，而大的溫差所形成的熱脹冷縮現象又會使混凝土表面產生拉應力，當產生的拉應力過大時混凝土的表面就會產生溫度裂縫。因為是由于熱脹冷縮產生的拉應力造成的溫度裂縫，所以一般的溫度裂縫的縫隙是沒有規律的。貫穿的溫度裂縫和梁板類溫度裂縫，一般情況下都會與短邊平行，且裂縫寬度不大。混凝土表面的溫度裂縫在施工的過程中就會出現，而貫穿的溫度裂縫短時間內不會出現，大約在混凝土澆筑完成后的兩個月以上的時間里發生，裂縫的表面寬度會隨著季節的變化而變化，大多是冬季寬夏季細。

4.有效避免胸墻面層出現裂縫的方法

4.1通過優化設計方案來避免裂縫出現

在設計方案前，先考察施工區域的土質構造情況，然后再根據其特點選擇合適的構件和配置鋼筋，做完這些準備工作后才能進行方案設計，減少裂縫發生的概率。在必要的施工區域加設防裂鋼筋網，此外，為了降低混凝土出現裂縫的概率，可在混凝土中加入抗裂縫纖維。以下是避免胸墻層面出現裂縫的具體措施。

（1）為了降低裂縫出現的概率和減小裂縫的寬度和深度，在混凝土的表面下方5cm的區域設置一層鋼筋網片。在與碼頭前沿線方向平行和垂直的區域設置鋼筋一層網片，鋼筋的縱橫向間距均為100，直徑為Ф8mm的鋼筋。

（2）為了使混凝土的抗裂拉附作用變強，在施工的過程中可在混凝土中加入抗裂縫纖維。因為抗裂縫纖維的主要作用就是提高混凝土的抗拉強度，使混凝土的分散性變強，從而使混凝土表面不易出現裂縫。

4.2混凝土原材料的選用

防止胸墻面層產生裂縫的最有效的辦法是從混凝土的原材料方面入手，嚴格控制混凝土原材料的質量和配制比例，可降低混凝土在凝結過程中散發的熱量，從而使混凝土內部與混凝土表面的溫差降低，這樣就可降低大體積混凝土出現溫度裂縫的概率，具體的方法有以下幾種：選取粗骨料的時候采用連續級配的方法，細骨料采用中砂作為原材料；在混凝土中加入緩凝劑、減水劑等外加劑。選取粉煤灰作為摻合料；嚴格控制水灰比，在施工的過程中要嚴格控制單位體積用水量，減少混凝土的收縮變化；盡量選取低熱礦渣硅酸鹽水泥、礦渣硅酸鹽水泥、粉煤灰硅酸鹽水泥等水化熱低、凝結時間長的水泥；所有的混凝土原材料都應該存放在陰涼、干燥的環境中。

4.3混凝土的施工過程

為了提高混凝土的抗裂能力，一般采用分層法澆筑胸墻混凝土的方法進行施工，要將每層的厚度控制在50cm內，保證混凝土的密實度能達到施工的要求。為了防止混凝土在振搗過程中出現漏振的情況，在振搗器開始作業時要遵循先近后遠、先外后內的原則，每次振搗器的移動間距應該保持在其半徑的1.5倍之內。在振搗作業的過程中，應將振搗棒垂直快速插入混凝土中，然后慢慢拔起，反復作業，直至混凝土內的水泥漿漂浮在混凝土表面，混凝土表面的氣泡消失才能停止作業。為了使混凝土振搗均勻，必須要將振搗間距控制在25～30cm之間，搗棒在混凝土中作業的時間應該保持在30s以上，且振搗器至模板的距離始終要控制在15cm以內。此外，在靠近模板的區域內要將振搗間距縮短，振搗時間加長。

4.4胸墻面層的養護工作

對胸墻面層進行養護工作也是防止其出現裂縫的重要手段，在胸墻澆筑作業完成后，需在胸墻面層上預留4個約30cm深的測溫孔，并在每天早、中、晚對測溫孔進行3次測溫，測溫的間隔時間為6h，并利用測出的數據繪制成曲線圖，用來判斷溫度與裂縫的關系。胸墻的養護時間要在20d以上，要有專業的工作人員進行數據記錄和養護工作。

4.5胸墻裂縫修復的具體方法

在對胸墻混凝土裂縫修復的過程中應嚴格遵守交通部《水運工程混凝土質量控制標準》（JTS202-2-2011）的規定來進行修復工作和選取修復方法，對不同環境下碼頭胸墻出現裂縫的形狀、寬度、深度選擇相應的措施進行治理。水運工程鋼筋混凝土裂縫寬度限值的具體數據如表1所示。

如果混凝土的裂縫寬度超過上表規定的裂縫寬度限值，要及時有效地進行修復治理工作，具體措施有以下幾種：對于出現貫穿性裂縫的區域，選取灌漿的方法進行處理；對于出現淺層裂縫的區域，選取采用覆蓋法的方法進行處理，如圖1所示。

如果混凝土的裂縫寬度沒有達到上表規定的裂縫寬度限值時，可以不進行裂縫修復工作。

5.結束語

綜上所述，在進行胸墻面層裂縫防治時，需從材料、設計、施工、管理等多個方面入手，分段設計胸墻，并合理布置胸墻鋼筋，增設防裂鋼絲網或防裂鋼筋網，加強施工管理，制定合理的施工方案，進而達到防治胸墻面層裂縫的目的。

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