高樁碼頭混凝土面層裂縫的成因分析及防治措施

王煥 陳世巧

摘 要：高樁碼頭混凝土面層裂縫是一個無法徹底解決的施工難題，它對混凝土的外觀質量和耐久性都有一定的影響。根據多年從事高樁碼頭工程項目管理的經驗，本人對混凝土面層裂縫的防治提出相應具有可操作性和針對性的措施。

關鍵詞：高樁碼頭 面層裂縫 成因分析 防治措施

1.前言

近年來，隨著港口項目建設的不斷發展，高樁碼頭的規模和質量水平有了顯著的提高，設計標準、施工技術也日趨完善。在此背景下，高樁碼頭現澆混凝土面層裂縫卻一直是一個無法徹底解決的施工難題。碼頭面層裂縫不僅影響了工程的觀感質量，同時也降低了碼頭面層的耐久性和使用壽命。鑒于高樁碼頭面層裂縫的普遍性和危害性，裂縫防治是目前碼頭施工中一個重要而又急需解決的問題。根據多年從事高樁碼頭工程項目管理的經驗，本人對此類型碼頭面層裂縫的成因進行淺要分析，并提出相應具有可操作性和針對性的防治措施。

2.高樁碼頭面層裂縫的形成原因

高樁碼頭面層裂縫，可分為規則和不規則兩種，兩種裂縫出現的位置大多在板縫處，多數裂縫與排架中心線平行，對稱出現，局部還可形成貫穿裂縫。預留孔洞周圍也有少量不規則裂縫出現，沿孔洞邊角分布，一般呈放射狀。

通過對高樁碼頭混凝土面層裂縫的成因分析，可將面層裂縫分為以下3種類型：

（1）收縮不均型：大多形成于梁頂和預制面板板縫處，因板縫混凝土的不均勻收縮變形，導致面層出現裂縫。

（2）應力集中型：大多形成于碼頭預留孔洞處，由于此處面層混凝土受孔洞邊角影響發生突變，從而造成收縮應力和溫度應力集中，進而產生裂縫。

（3）剪切應力型：一般形成于縱梁和橫梁梁頂兩側，若預制面板安裝時間較短或砂漿鋪墊不均勻密實，在外力作用下，預制面板下沉，使混凝土內部產生剪切應力，而板縫結合處又較為薄弱，無法承受住剪切應力而產生裂縫。

3.高樁碼頭混凝土面層裂縫的防治措施

高樁碼頭混凝土面層裂縫的形成，主要是由于混凝土自身的收縮特性，以及碼頭面層結構的特殊性造成的，除此之外，面層裂縫的形成也同時受到設計、施工和后期使用等多個環節的綜合影響。因此，需針對各個不同環節，相應地對高樁碼頭混凝土面層裂縫加以防治，具體防治措施如下：

3.1設計方面

（1）對預制縱梁、現澆橫梁梁頂的外伸箍筋適當降低，使其低于安裝后的預制面板，使梁頂混凝土的標高與預制面板相平；現澆縱梁、橫梁頂層鋼筋高度也要低于預制面板。若梁頂與周圍的預制構件存在高差，會使面層混凝土收縮受到約束時產生突變，導致應力集中現象，從而形成裂縫。

（2）在項目建設投入資金不明顯增加的前提下，適當增大碼頭的整體剛度，可達到減少碼頭混凝土面層裂縫的效果。相對經濟、有效的設計調整方案有：①在增強單樁承載力的同時，合理減少樁的數量，使整體樁基的剛度有所增加；②合理設置水平剪刀撐，從而增加上部結構的剛度。

（3）在梁頂處增加一層鋼筋網片，增強梁頂部位的抗裂能力；適當增加頂面配筋，選擇合理的配筋率，從而減少面層產生裂縫的數量和寬度。

3.2施工方面

（1）合理設計混凝土配合比

在確保混凝土設計強度的基礎上，最大程度的降低水泥和水的用量；在滿足施工條件的情況下，降低混凝土坍落度。如使用高效減水劑、摻粉煤灰等。另外，混凝土內添加聚丙烯纖維對防止面層裂縫也有較好的作用。聚丙烯纖維的長度宜控制在12mm左右，摻入量控制在1.0kg/m3左右。

（2）梁頂和預留孔洞邊角處增設鋼筋網片

在梁頂和預留孔洞邊角處增設鋼筋網片，鋼筋網片起到抵抗混凝土應力突變的作用，提高面層混凝土的抗裂能力。鋼筋網片施工過程中需注意保護層厚度控制、鋼筋網片的固定和混凝土的充分振搗等幾點問題。

（3）嚴格控制預制梁板安裝質量

加強預制梁板安裝質量管理，嚴格控制預制梁板安裝時砂漿的鋪設質量。砂漿所用砂子須進行過篩處理，避免大顆粒混入，防止因擱置面上有突出點而產生應力集中；確保砂漿鋪設均勻，厚度一致，保證預制梁板與擱置面緊貼密實。

（4）合理安排面層的澆筑時間

預制面板間的現澆板縫混凝土，對面層的質量有著不可忽視的影響。板縫混凝土的收縮變形，會導致面層混凝土產生裂縫。因此，面層混凝土的澆筑時間須選擇在下部結構達到基本穩定后進行。

在制定施工計劃時，必須合理安排碼頭面層澆筑時間，增加碼頭面層和板縫、梁頂混凝土澆筑的時間間隔，避免板縫、梁頂混凝土養護與收縮不充分對面層造成影響。此外，對板縫、梁頂混凝土的澆筑標高進行嚴格控制，使其與預制面板齊平，避免面層混凝土因厚度不一致導致的收縮不均勻而產生裂縫。

（5）分倉澆筑，合理設置后澆帶

為減少面層混凝土的收縮量，在面層澆筑時設置合理的后澆帶。根據工程實際情況，適當將部分梁頂混凝土設置成后澆帶，從而縮短面層混凝土的一次性澆筑長度。在后澆帶澆筑后盡快安排割施工縫，避免接縫對觀感質量產生不良影響。

（6）合理安排和設置面層切縫

混凝土強度達到10Mpa-15Mpa時，對碼頭面層進行切縫。在縱梁梁頂的兩側布置縱縫，在板縫和橫梁梁頂的兩側布置橫縫，間距與梁寬、縫寬相同，把面層分成近似方形的多個板塊。梁頂割縫深度約為5cm，板縫頂深度約為3cm。待面層混凝土板塊收縮變形穩定后，進行灌縫處理，灌縫材料采用黑色聚氨酯，灌縫前需對縫內的砂石、水泥漿等雜質進行清理，保持縫內清潔。

（7）合理進行面層混凝土的養護

對終凝后的面層混凝土及時進行覆蓋灑水，防止混凝土中的水分過早散失，覆蓋材料可選擇塑料薄膜或土工布。具有條件的項目部，亦可設置自動噴淋系統，代替人工灑水，對面層混凝土進行保濕養護。面層混凝土的養護周期不得少于14天。夏季溫度較高，需合理延長保濕時間，以提高混凝土抗裂能力；冬季溫度較低，需合理延長保溫時間，避免因晝夜溫差過大產生裂縫。

3.3使用方面

（1）混凝土面層澆筑完成后，強度隨時間增長逐步上升。強度未達到使用要求時，受到來自外界的荷載作用，則極易產生裂縫。因此必須禁止在混凝土強度未達到設計要求之前就使用碼頭面層，包括施工車輛的行駛和材料的堆放等。

（2）碼頭投入運營使用后，超載車輛行駛、超限船舶停靠、船舶超速靠泊等等問題多有發生，碼頭預制板周圍容易產生裂縫，針對這種情況，需要碼頭經營者加強管理，在設計荷載允許范圍內合理使用，杜絕超限使用。

4.結語

面層裂縫問題一直是高樁碼頭項目施工的一個難點，本文對面層裂縫的產生原因進行了淺要的分析，從各個不同角度提出合理的防治措施，具有一定程度的參考和借鑒作用。實際施工過程中，高樁碼頭混凝土面層裂縫的形成，往往與多種因素有關，在選擇防治措施時需全面考慮，根據具體施工情況，選擇最為合理的防治措施，才能在面層的裂縫防治中達到預期的效果，減少或避免裂縫產生，改善工程外觀質量，提高碼頭面層耐久性和使用年限。

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