試論港口工程施工中大體積混凝土裂縫的防控措施

朱虹

摘 要：當前大體積混凝土在工程建設中的應用越來越普及，在港口工程中很多大體積結構基本都采用了混凝土構件。但是在大體積結構部件的施工過程中又非常容易出現混凝土裂縫的問題，加強對大體積混凝土裂縫的防治有利于提升工程建設的整體質量，因此，重視混凝土裂縫問題是當前工程施工的重點。本文對港口工程施工中大體積混凝土裂縫的類型進行分析，提出了相關的控制措施，以期能夠促進港口工程建設的有序開展，為建筑施工的質量提供保障。

關鍵詞：港口工程 大體積混凝土構件 裂縫

當前在我國港口工程建設中大多數采取的都是大體積混凝土，裂縫問題可以說是港口工程的“質量通病”。大體積混凝土的主要特點就是以大區段為單位進行施工建設，施工體積大，這種特點使得水泥水化作用時所釋放的熱量導致混凝土內部的溫度逐漸升高，而由此產生的熱量卻無法有效釋放出來，使得混凝土構件出現內外溫差，再加之早期混凝土構件的抗拉強度低，彈性模量小，就非常容易使混凝土出現裂縫，從而影響港口工程質量。

1.港口工程施工中大體積混凝土裂縫的類型

（1）溫度變化產生的裂縫

①水泥水化熱的影響

水泥的細度隨著工程的施工逐漸變小，導致水化速度不斷變快。而在水化過程中水泥自身又會釋放一定的熱量，如果散熱不及時，就會形成內外溫度差，從而使得混凝土出現收縮變形，再加之此時混凝土的抗拉能力減小，當溫度應力大于抗拉強度時就會導致混凝土出現裂縫。

②外界氣溫變化的影響

外界氣溫的變化會使得混凝土應力大于其初始強度的現象，就很容易導致混凝土出現裂縫，特別是在外部環境溫度非常高的環境下進行施工，其水分蒸發速度過快，使得混凝土體積出現收縮，也會產生裂縫。

（2）收縮裂縫

①塑性收縮。塑性收縮會加速引發開裂現象，特別是在水泥活性大、混凝土溫度高、水泥水分少的情況下，混凝土此時處于塑性狀態，只有稍微受到一點拉力，就會導致混凝土表面出現不規則的裂縫，而裂縫的出現會導致混凝土內部的水分不斷蒸發，于是裂縫進一步擴大。

②干燥收縮。當混凝土出現硬化現象后，如果周圍環境較為干燥，則容易導致混凝土內部的水分逐漸向外流失，使得混凝土出現由外向內的干縮，從而出現裂縫。

③碳化收縮。碳化是指二氧化碳氣體與水泥水化所產生的一種化學反應，隨著碳化過程的產生，混凝土會出現一定程度的收縮。

④自身收縮。混凝土自身收縮是水化引發的一種收縮變形，與溫度、濕度應力引發的變形不同，在混凝土澆筑之后，吸收水分，以此實現水化作用。收縮應力超出了混凝土原有的最大抗拉伸強度，因此會導致裂縫出現。

（3）原材料引發的裂縫

①水泥的安定性不達標。當水泥中含有過量的游離氧化鈣、氧化鎂或是三氧化硫時，游離氧化鈣、氧化鎂的熟化很慢。當水泥已經成型后它們會在成型的構件中繼續進行熟化，從而導致體積出現不均勻的變化，比如龜裂、崩塌等現象。

②在施工過程中如果外加劑與水泥無法進行有效融合，摻合料的選擇不符合施工實際等，都會引發混凝土出現收縮。

③水泥品種的選擇也會使得混凝土出現收縮，比如硅酸鹽水泥的收縮情況比普通水泥大，卻又比粉煤灰水泥的收縮性小。

④水泥等級以及混凝土強度等級也是導致混凝土出現裂縫的原因之一。水泥等級越高，其細度就越細，對于混凝土的影響也就越大。而混凝土的強度等級越高，混凝土的脆性也會隨之增加，裂縫產生的概率也越大。

（4）混凝土的坍落度過大引發的裂縫

在港口工程中，對于碼頭構件的澆筑一般是用泵送混凝土的形式，而泵送混凝土的大坍落度則是導致混凝土出現裂縫的主要原因之一。在構件澆筑成型后，施工過程中采用振動迫漿時，拌合物中的骨料會在自重作用下進行下沉，而其中的水和漿體會逐漸上升。當粗骨料在下沉過程中受到鋼筋的阻礙，會使得混凝土鋼筋內部產生應力拉力，而當拉應力大于混凝土的初始抗應力時，混凝土就會出現裂縫。

2.港口工程施工中大體積混凝土裂縫防治措施分析

（1）設計階段的防治措施

在設計初始階段，必須根據港口碼頭的工程特點對水泥等級、品種以及混凝土的強度進行合理的設計，盡可能避免使用強度高的水泥。在原料選擇過程中，要對優良的石沙進行配置，此外，混凝土中的泥量含量也要滿足相關標準，充分依據施工的具體情況，對配比進行合理的設計，尤其是對混凝土坍落度的設計要通過科學的方式進行選擇，并根據施工的實際情況及時進行調整。

（2）施工準備階段的防治措施

①骨料中的含泥量

粘土吸附水以及外加劑的能力相對較強，從而使得坍落度的損失也就最大。此外，骨料中的顆粒大小對于混凝土的狀態也有一定的影響，會影響混凝土的流動性，導致自由水的束縛能力隨之變化。此外，骨料的風化也會對混凝土坍落度造成影響，并且這點不容易引發人們的重視。在對粗骨料進行選擇時，要根據施工條件進行，盡量選擇一些質量好的石子，降低水量的含量以及骨料中的含泥量。而在細骨料選取時，可以選擇II級級配的中粗砂以及含泥量相對比較小的砂，能夠降低混凝土的干縮情況。

②水泥的選擇和檢驗

在水泥的生產過程中，有些廠家為了滿足強度和細度的要求，會選擇不斷地提高水泥的細度。但是水泥細度越小其表面積也就越大，此時，水泥中的外加劑和水的吸附性就會隨之增強。此外，混凝土坍落度的損失也會隨著水泥表面積的增加而加快。因此，水泥的細度會影響混凝土構件的質量，在工程開始前就必須會水泥的細度和表面積進行檢測，確保其在規定的范圍內。

（3）施工階段的防治措施

①混凝土拌合控制

對各種原材料計量進行精準的控制，將其按照科學的方式和順序放入攪拌機中，是對混凝土拌合控制的基礎。在每班工作中至少要對計量精度檢查2次以上，其計量控制中外加劑的范圍±5%，水泥、摻合料、膨脹劑以及水的范圍為±1%，砂石計量控制在±2%以內。而攪拌則需要采用二次投料工藝，加料的順序為：首先將水、水泥、摻合料以及外加劑進行充分攪拌形成水泥漿，攪拌時間約1分鐘，然后將骨料投入其中進行充分的攪拌。這個過程不宜采用外摻或是后摻的方法。對于攪制時間要進行嚴格的控制，一般不得少于90s。

②嚴格控制大體積混凝土的施工溫度

在混凝土制作的初期必須對大體積混凝土的溫度進行有效控制，并且需要在整個過程中都對施工溫度進行控制。在進行混凝土澆筑時，施工人員可以通過灑水、加冰等方式對混凝土的初始溫度進行控制，確保混凝土內部的溫度與外部溫度無溫差。此外，還要對混凝土的施工時間進行合理的安排，確保最大限度的控制好其內外部溫度。

③大體積混凝土裂縫的檢查和處理

應對港口工程混凝土出現裂縫的問題，應當以預防為主，在施工過程中要對混凝土結構進行檢查，明確裂縫對于工程構件的危害，做好裂縫的防護措施。在港口工程施工中大體積混凝土裂縫主要有表面裂縫、深層裂縫以及貫穿裂縫；對于深層裂縫和貫穿裂縫則可以采用風鎬、風鉆以及人工處理等方式對裂縫進行鑿除，直至看不到裂縫，而鑿槽的斷面為梯形，然后再將混凝土澆筑其上。

④對混凝土施工質量加強管理

在混凝土施工的安排上盡量做到薄層短間歇，均勻上升，切記不可對單獨一塊混凝土進行突擊澆筑后便長期停歇，在混凝土施工過程中也不允許在相鄰混凝土之間出現過大的高差，對于混凝土的側面要避免其長期暴露在外。在基巖上對一薄塊進行澆筑后要在短時間內進行下一薄塊澆筑，不可停留時間較長。同時，要對澆筑時間進行科學合理的安排，在低溫季節對基礎混凝土進行澆筑，特別是在拱圈封拱時溫度一定要比年平均氣溫稍低。

3.結語

要想更好的確保港口工程項目的施工質量，就必須對大體積混凝土裂縫問題進行科學合理的控制。在港口工程施工中，導致大體積混凝土出現裂縫的原因有很多，作為施工技術人員、監管人員要對可能存在的原因做到心中有數，采取合理的方式對裂縫問題進行控制，提高港口工程施工質量，有效避免大體積混凝土裂縫的出現。

參考文獻：

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