高樁碼頭混凝土面層裂縫的處理技術

馬萬里 孫守光

摘要：在高樁碼頭混凝土面層的施工過程中，裂縫的出現是較為普遍的。若是裂縫的數量過多且面積較大時會直接影響碼頭面層的美觀度，影響碼頭的使用壽命，還會給后期維修帶來不小的經濟損失。鑒于此點，本文結合大連某港區綜合碼頭施工工程，探討了碼頭面層混凝土裂縫產生的原因并對其進行了分析，選取了幾個有針對性的裂縫處理技術，旨在為相關的研究提供一些可具參考的資料。

關鍵詞：碼頭面層；混凝土；裂縫

近些年來，隨著科學技術的進步、施工水平的提高、中國的港口建設也呈現快速發展。對于高樁碼頭的建設，質量不斷標準化、外觀設計不斷精美化、施工技術不斷規范化。但是，與其他混凝土工程相比，高樁碼頭的地基不穩定，從而導致混凝土層面會經常出現裂縫，這一特點不僅僅會降低破壞碼頭內部結構、高樁碼頭的質量，而且影響高樁碼頭的美觀?？傊?，高樁碼頭的耐久性較低，與此同時，這也是當前中國水運高樁碼頭建設中應該關注的重點與突破點。為此，我們將對水運高樁碼頭混凝土層面裂縫原因進行詳細分析，最終提高水運高樁碼頭的質量。因而有必要對高樁碼頭面層混凝土裂縫的處理技術進行探討。

1.工程概況

本文以實際工程項目為背景，其位于大連市內，是一座具有較高吞吐能力的綜合型碼頭。碼頭采用的均是高樁梁板式結構，能夠提供的作業平臺大小為500m×30m。對于其上部結構而言，設置了橫縱梁以及各類疊合面板等結構，各排架間距均控制為8.0m，單個排架均設置了7根樁結構，其中前四根為預制型芯柱嵌巖鋼管樁，剩余的則為Φ1000PHC樁。

2.碼頭面層施工工藝

為了提升碼頭斷面層的施工效率，在面層鋼筋綁扎前，首先需要對預制面板頂面砼進行清理，此過程需要使用到空壓機設備，同時還需使用高壓水。經此操作后，可以將松散砼去除，而后對板頂標高進行驗證，對其中的不達標部分進行二次處理。對于某一結構段而言，若其內部所有的預制面板均完成了安裝作業且坐漿達到終凝狀態，經參建各方驗收合格后，便可以進行組織碼頭面層的施工作業。具體流程為：將鋼筋半成品就位于施工區域，并隨之安排人員進行綁扎，在做好測量放線工作后便可進行模板安裝作業，隨后進行預埋件施工，在此基礎上利用泵送法進行澆筑施工，并采取合理的養護措施。

3.碼頭面層混凝土裂縫成因

從外在角度看，水運高樁碼頭混凝土層面暴露于空氣中，經受暴風雨襲擊和海浪沖蝕。從內在角度看，混凝土內有水泥、砂漿等，他們會發生物理收縮和化學收縮，使混凝土層面的內在結構發生變化。不論是內在角度還是外在角度，都會造成水運高樁碼頭混凝土層面裂縫。

3.1 結構設計不合理

在進行水運高樁碼頭結構設計時，應該充分考慮原材料的化學特征和物理特征，例如：原材料在不同溫度以及承受不同壓力時，內部壓力是否發生變化，或者當海水侵襲，混凝土內部的水分是否增加。另外，建筑內的配筋率也是影響高中碼頭混凝土層的重要影響因素。配筋率較高會使收縮盈利加大，從而出現面層裂縫。配筋率較低會使空心板的端頭位置因為應力過大而出現面層裂縫。

3.2 施工技術不熟練

在項目建設中，施工技術的標準化程度直接影響建筑質量。不熟練的施工技術，不僅增加項目建設成本，延長項目建設時間，而且降低項目建設質量。因此，在進行項目建設時，需要選擇合理適當的施工技術。其中，沒有按照相關規定，進行混凝土的攪拌；項目施工企業一味追求經濟利益偷工減料、降低技術要求；施工隊伍綜合素質偏低，不按規定流程進行建設，這些情況都會導致項目建設達不到施工標準，出現安全隱患，最終形成高樁碼頭混凝土層面裂縫。

3.3 后期維護不全面

對于項目建設而言，前期施工建設的質量固然重要，但項目建設的后期維護也不能缺乏。尤其是對于混凝土工程而言，后期的保養維護是延長其使用壽命的重要環節。對混凝土工程進行后期維護，既是混凝土層面出現裂縫的主要原因，又是施工企業最容易忽視的一部分。水運高樁碼頭的特殊地理位置使其每天不得不面對氣候對它的印象。水運高樁碼頭在遭受太陽暴曬的同時，還會受到海浪侵襲，兩者交替，使它的質量不斷下降，混凝土層面的裂縫也因此出現。

3.4龜裂（塑性收縮裂縫）

不同裂縫形態對應的成因存在差異，對于龜裂而言它主要是由于塑性收縮而產生的，常見于水泥終凝階段，為典型的硬化前裂縫形式。此類型裂縫的出現無規律可循，通常發生在澆筑后的4～15h內。對其成因進行分析，可總結出如下幾大影響因素：

（1）施工中泌水會從結構表面進行持續性蒸發，以此速度為基準，當泌水速度低于該值時，便會導致塑性收縮縫的出現。對于本文所探討的工程而言，其面層施工不是真空吸水工藝，而且露天收面，自然干硬工藝，由此導致表面出現了明顯的干硬現象，加之泌水速度偏慢，同時又考慮到夏季施工的特性，因此常見干熱風大的天氣，此時蒸發速度明顯加快，塑性收縮縫由此產生。

（2）受大面積薄層結構的影響，此部分區域極容易出現塑性收縮縫。

（3）對施工質量的管控力度不足。從發生時間上考慮，當完成面層修整工作后，在其后續的4～15h極容易出現塑性收縮縫，如果在此時間段內進行二次抹面處理，將會有效控制裂縫的產生。

（4）受水泥品種的影響，當所使用的水泥材料具有明顯的水化熱特性時，將會提升混凝土結構的內外溫差，內部溫度在無法得到良好釋放的情況下便會產生塑性收縮裂縫。

3.5網狀裂縫

關于網狀裂縫的具體示意圖可見圖1，對其成因進行分析，可總結出如下三點：其一，當面層的混凝土結構尚未出現凝固現象時便產生了一些輕微的塑性收縮裂縫，在此基礎上伴隨著溫度等因素的影響，將會進一步擴大裂縫。其二，當混凝土表面的水分出現過度集中的現象時，在混凝土干縮特性的影響下將會在水分聚集區形成微小裂縫，伴隨著溫度以及干縮應力的持續變化，將會導致裂縫擴大。其三，當新舊混凝土連接區域的貼接程度不足時，便會產生空鼓現象，加之外荷載的影響，將會形成網狀大裂縫。

3.6規則裂縫

規則裂縫具有明顯的規則性，多表現出平直的特征。誘發規則裂縫的過程較為復雜，首先表層混凝土會表現出干縮變形現象，同時伴隨著輕微的溫度收縮變形，在此基礎上受到下部縱橫梁的結構約束力的影響，此時混凝土的抗拉強度將遠遠不足，因此產生裂縫。總體來說，規則裂縫的形成時間較遲，部分裂縫甚至出現在投產以后的很長一個階段內。面層混凝土剝皮面層混凝土剝皮，是指混凝土表面出現起皮，脫落現象。造成的主要原因有：

（1）混凝土在澆筑時沒有一次成型，為了表面的美觀，隊伍再用水泥漿進行光面。因為原混凝土已經凝結而造成的。

（2）對于碎石、砂材料而言，碎石料的石粉含量過高，或是碎石和砂含有雜質它需要與面層混凝土進行穩固的粘接，一旦二者的粘接性不足，便會引發面層混凝土出現剝皮現象。對粘接性不足進行分析可知，其主要與石料中有著密切的關聯。

（3）就是養護過程時，灑水過早，導致而成。

4.碼頭面層混凝土裂縫控制技術措施

4.1混凝土配合比及原材料選用

本工程中引入了試驗-計算法，由此完成混凝土配比的設計工作，在確保其強度、耐久性等基本指標的同時，還綜合考慮了影響控制面層性能的幾大因素。在本文所論述的碼頭項目中，對面層混凝土抗凍等級提出了要求，即需要達到F100～F150標準。工程宜選用低熱水泥材料，在條件允許的情況下可以對其展開水泥水化熱試驗。同時水泥的收縮率應足夠小?；诜乐顾苄允湛s裂縫的目的，需要在所選用的水泥中摻入適量聚丙烯纖維，其摻入量應控制在1kg/m3水平。在不影響質量的前提下應盡可能減少水泥的使用量，通常情況下宜控制在300kg/m3左右，對應的水灰比不可超過0.45。在選材方面，粗骨料宜選用碎石，對于細骨料而言以中粗砂為佳。

4.2合理布置收縮縫

控制好各個分塊的尺寸，確保收縮縫位置的合理性。對于縱向分條縫而言，其需要設置在安裝縫的中間區域；對于后方平臺而言，應設置在面板安裝縫的中部區域；此外，前方平臺宜設置在橫梁迭合混凝土的兩側。

4.3支拆模板

基于分條澆筑的方式完成面層混凝土施工作業，以分條線的位置為基準，在此基礎上對面板進行彈線處理，并以所得線為基準，沿線設置砂漿墊塊，由于固定側模板會出現裂縫，此時宜選用低標號的砂漿材料對其進行處理。此外，當完成模板拆除作業后便需要隨即將封堵材料去除，而后對板外邊線的位置進行檢測。將所得檢測結果與標準值進行對比，但實際值偏高時，則需要進行彈線鋸直處理，當達到工程要求后方可進行其余板塊施工。

4.4混凝土澆筑和養護

在條件允許的情況下，需要適度延長面層混凝土的澆筑時間，通常以完成板縫澆筑后1個月為宜。此外，應盡可能避開夏季高溫天氣，若受工期的影響需要在高溫環境下施工時，應在骨料堆場設置遮陽棚，同時宜在夜間溫度較低時進行施工。在進行面層混凝土澆筑之前，首先需要提前1天對其表面進行清理，而后使用土工布濕潤6h。在澆筑施工時，需要涂抹一層水泥素漿，控制好所使用材料的水灰比，其應與面層材料相同。

4.5鋸縫

對混凝土質量進行檢測，當其強度達到10MPa后，則可隨之進行鋸縫處理，在切縫機的作用下進行作業，以板厚為基準，縫深應為該值的1/3，但不可低于50mm。基于緩解面層應力過度集中的現象，還需要設置鋼絲網片。

4.6降低澆筑溫度

盡量降低澆筑溫度，特別是在炎熱的季節，應從混凝土的原材料著手控制溫度，如可將砂石料場遮陽澆水冷卻來降低溫度，同時可向拌和水中加冰降溫。另外要特別注意水泥溫度，如果溫度超過 50 ℃必須采取降溫措施把溫度降低后再使用。在混凝士的運輸過程中盡可能連續、縮短運輸及停留時間，減少混凝土運輸工程中的吸熱。盡可能將混凝土澆筑安排在夜間施工。

5.結語

通過本文的分析可知，有很多因素都可以造成高樁碼頭面層產生裂縫，因而在施工的過程中需要熟練掌握裂縫處理技術，在施工中切實落實各項施工工藝，對于減少裂縫的產生是相當有效果的。

參考文獻

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（作者單位：中海工程建設（大連）有限公司）