港口與航道工程大體積混凝土施工中的裂縫問題及控制

陳花

【摘 要】隨著我國經濟取得日新月異的發展，港口航道工程對其起著不可小覷的推動作用。特別是我國科技水平快速發展的今天，工程質量已經取得了顯著的提高，尤其是在港口與航道工程方面。但是港口與航道工程進行大體積混凝土施工過程中，依然存在較為嚴重的裂縫問題，這給工程質量帶來嚴重的安全隱患。本文就港口與航道工程施工中應用的大體積混凝土存在的裂縫問題進行分析，并提出相應的控制改良措施，希望能對相關人員有所參考作用。

【Abstract】In the process of China's rapid economic development， port channel engineering plays an important role. Especially in the rapid development of China's scientific and technological level， the quality of engineering has been greatly improved， especially in port and waterway engineering. However， there still exists serious cracking problem in the process of large volume concrete construction in port and waterway engineering， which has a serious impact on the quality of the projects. This paper analyzes the cracking problem existing in the construction process of large volume concrete in port and waterway engineering， and puts forward the corresponding control and improvement measures， hoping it can provide some reference for interested construction personnel.

【關鍵詞】港口與航道工程；大體積混凝土；施工裂縫；控制措施

【Keywords】 port and waterway engineering； large volume concrete； construction crack； control measures

【中圖分類號】TV544+.91 【文獻標志碼】A 【文章編號】1673-1069（2018）02-0127-02

1 引言

隨著經濟全球化的不斷深入，我國提出的“一帶一路”計劃對推動我國乃至全球經濟發展有著舉足輕重的作用。港口與航道作為對外通商口岸與綜合佳通體系中重要的部分，對推動區域發展擁有無可替代的作用。特別是近年來，我國港口航道得到了快速的發展，而大體積混凝土也逐漸的應用在港口及航道工程當中。混凝土施工過程中，不可避免會出現裂縫，但是通過合理的手段減少裂縫的出現，對保障港口及航道的安全擁有至關重要的作用。

2 港口與航道工程大體積混凝土施工的概述

所謂大體積混凝土，主要是指長度在20m以上，厚度超過1m，并且體積超過400m3的混凝土。大體積混凝土是港口及航道工程中最為常見的施工材料，和傳統混凝土比較，大體積混凝土可以影響混凝土當中的水化熱變化，并且有效地控制好混凝土內部溫度與表面溫度。之所以在港口及航道中采用大體積混凝土作為施工材料，主要是因為港口及航道工程與別的工程在水環境方面存在不同，其更多的會受到水環境方面的制約。[1]大體積混凝土具有如下主要特點，第一，大體積混凝土具有較大的表面積，其混凝土總量也相對更多。第二，澆筑方式主要采用分縫分量實現施工，這是由于該方式可以顯著降低混凝土單次澆筑量，使澆筑質量與效率得到保障。

3 港口與航道工程運用大體積混凝土施工裂縫產生的原因分析

3.1 溫度原因

給混凝土結構帶來巨大影響的一個主要因素便是其內外溫差，同時是導致溫度裂縫出現的原因。溫差變化一般在混凝土澆筑過程中三個不同時期出現，分別是澆筑初期、內溫最高期以及拆模前后。在混凝土澆筑初期，由于混凝土導熱性相對較差，混凝土組分間經過反應產生大量水化熱，從而使混凝土內部溫度逐漸升高。一旦內部溫度和表面溫度溫差較大時，在熱脹冷縮原理作用下，混凝土內部會逐漸膨脹變大，內部變形將顯著超過表面變形，最終導致其表面存在拉應力，并且拉應力也隨時間不斷增大。一旦拉應力超過混凝土自身承受能力，其內部便會逐步的崩裂，最終出現溫度裂縫。對拆模前后階段來說，混凝土表面將會出現溫度急劇下降的情況，從而出現內外溫差，最終導致混凝土出現裂縫。

3.2 收縮原因

導致混凝土出現裂縫的另一個主要原因便是收縮，主要有自身收縮、干燥收縮與塑性收縮等幾種主要類型。在混凝土逐漸硬化之后，其外部自然環境會變得較為干燥，混凝土中水分不斷向外蒸發，當水分蒸發到一定程度時，便會從外向內進行不斷的收縮。塑性收縮相對有所不同，除了水分蒸發造成收縮以外，還與混凝土自身的泌水量有關，一旦蒸發量超過泌水量便會在混凝土表面出現大量的塑性收縮裂縫。如果混凝土當中使用的水泥具有較大活性和水含量相對較低且處于高溫環境下，混凝土表面將會出現非常劇烈的收縮，甚至造成大體積混凝土出現大量的裂縫。

3.3 其他原因

除溫度和收縮造成大體積混凝土出現裂縫外，還有一些因素也是導致開裂現象發生的原因。比方說，化學反應和外部荷載均會造成混凝土出現裂縫。當大體積混凝土尚未完全成型時，在受到過多的外部荷載便會導致混凝土表面出現裂縫，而且裂縫會隨著荷載的增加而變多變大。混凝土內部發生化學反應也會導致混凝土體積變大，內部結構出現變化，最終也會導致混凝土出現一定的裂縫。

4 控制港口與航道工程大體積混凝土施工裂縫問題的措施

4.1 嚴控施工溫度

通過分析大體積混凝土出現裂縫的幾個原因我們可以知道，嚴格控制施工過程中的溫度是減少混凝土出現裂縫的重要手段。在整個溫度控制過程中，不僅要控制好混凝土初始溫度，更要控制好混凝土逐漸成型過程中的外界環境溫度。[2]對此，大體積混凝土施工過程中，工作人員可以通過加冰、灑水等方式將混凝土的初始溫度控制在合理的范圍內，以至于混凝土內外溫差不會過大，從而防止裂縫的出現。此外，盡可能在晚上進行混凝土澆筑作業，這是因為夜間溫度相對較低，混凝土自身的溫度也較低，因此兩者溫差不會相差太多，大大地降低了混凝土出現內部收縮裂縫的可能性。

4.2 改善約束條件

大體積混凝土施工過程中，應該盡可能利用預應力構件來抵消混凝土內部存在的應力，最大化的體現混凝土與鋼筋具有的作用，降低裂縫發生的幾率。對大體積混凝土進行施工過程中，應該對其進行分塊或者是分層澆筑，對施工縫進行有效的布置，使混凝土內部約束能夠得到充分的釋放。[3]也可以通過預留一定數量的溫度收縮縫，或者進行相鄰混凝土施工過程中存在的時間差盡可能縮小，通過上述兩個手段也能夠有效降低內部約束力。因此，通過合理的施工能夠顯著的降低裂縫的出現，同時對施工工藝進行不斷的研究與探索，使約束條件得到不斷改善。

4.3 優化施工條件

在混凝土澆筑施工時，諸多客觀原因也能夠對裂縫處置產生不可忽視的作用。因此，技術人員應該合理安排施工流程，進而有效防止因施工流程問題導致裂縫的出現。對此，施工人員應該嚴格遵守相關的施工規范，嚴格按照施工工序進行操作，可以顯著降低混凝土內部應力的集中，減少施工裂縫的出現幾率。

4.4 做好后期養護

后期養護對混凝土質量有著很大的作用，通過良好的后期養護，可以有效提高混凝土的質量，減少其自身裂縫的產生。在對混凝土進行養護時，要安排專人對大體積混凝土進行溫度檢測與控制，采取有效手段保持混凝土溫度。目前使用最多的養護措施主要是覆蓋草墊保溫和灑水降溫兩種，通過上述方法可以使混凝土表面始終保持濕潤，較大程度上避免裂縫的產生。此外，為了使養護工作更加全面到位，在養護過程中應該安排管理人員對養護過程進行管理與監督，保證養護工作質量，盡可能防止因為養護過程問題導致大體積混凝土出現施工裂縫。

5 結論

綜上所述，裂縫對于混凝土施工是不可避免的問題，但是通過合理有效的手段能夠降低裂縫出現的幾率。特別是我國航運事業快速發展的今天，大體積混凝土的使用逐漸普遍，降低其裂縫出現的幾率，能夠有效保證混凝土的質量，最終有效提高港口與航道工程施工的質量，這對推動我國航運事業發展擁有極為重要的現實作用。高質量的工程建設能夠顯著的提高我國的國際競爭力，對我國今后的發展也擁有非常重要的現實意義，尤其對我國“一帶一路”計劃的發展擁有不可替代的作用。

【參考文獻】

【1】羅奇.淺淡港口航道工程中大體積混凝土施工裂縫的控制[J].工程建設與設計，2017，23（20）：128-129.

【2】車隱戩.港口航道工程中大體積混凝土施工裂縫的控制技術[J].珠江水運，2017，14（11）：53-54.

【3】余凱，黃苑婷.解析港口航道工程大體積混凝土施工裂縫的控制措施[J].中國水運，2017，34（06）：57-58.