港口與航道工程中大體積混凝土施工裂縫控制體會探討

郝經(jīng)恩

摘 要：隨著改革開放的深入，中國城市化進(jìn)程不斷加快，城市化進(jìn)程的加快使高層建筑能夠在城市中屹立不倒，從而可以通過寬闊安全的道路穿越城市。在城市化建設(shè)的同時(shí)，也推動了中國港口和水路項(xiàng)目的快速發(fā)展。在開發(fā)過程中，為了使港口和航道工程穩(wěn)步發(fā)展，必須確保港口和航道建設(shè)的質(zhì)量和安全。在施工過程中，必須嚴(yán)格檢查每個環(huán)節(jié)。本文主要分析了港口和航道工程建設(shè)中存在的質(zhì)量問題，為中國港口航道工程的更好發(fā)展提供了合理的解決方案。

關(guān)鍵詞：港口;航道工程;大體積混凝土;裂縫

海運(yùn)是中國進(jìn)出口的重要交通方式。提高海運(yùn)的承受能力對中國經(jīng)濟(jì)發(fā)展具有重要意義。港口和航道工程是海運(yùn)的一個組成部分，與海運(yùn)安全有關(guān)。大體積混凝土施工中經(jīng)常出現(xiàn)裂縫，港口和水路工程也不例外。港口和水路工程中大體積混凝土施工中的裂縫是不可避免的，也是嚴(yán)重的安全隱患。需要加強(qiáng)施工控制和管理，避免影響施工質(zhì)量。

混凝土是工程施工中的重要材料，混凝土施工質(zhì)量關(guān)系著整個工程的質(zhì)量和工程使用的安全性?；炷潦┕ぶ械牧芽p問題也是一項(xiàng)重要難題。我國經(jīng)濟(jì)發(fā)展中，作為對外通商口岸和綜合交通體系中的一部分，港口和航道發(fā)揮著不可或缺的作用。大體積混凝土施工不可避免地出現(xiàn)裂縫問題，需要通過科學(xué)合理的方式控制裂縫，保證港口和航道的安全?；炷潦呛降澜ㄔO(shè)中除鋼筋外最為主要的成分。在港口與航道工程中，導(dǎo)致混凝土出現(xiàn)裂縫的原因主要有三個。分別是溫度原因、受縮原因、其他原因以及道德及技術(shù)等原因。在這里首先介紹一下道德及技術(shù)原因。道德及技術(shù)原因又可以分為三個小原因，第一個，如果施工過程中為了節(jié)約成本，選用的混凝土質(zhì)量不合格或者性能較差，那么在施工完成后，很容易出現(xiàn)混凝土沒達(dá)到使用壽命就出現(xiàn)裂縫的情況;第二個，雖然選用了符合國家標(biāo)準(zhǔn)的混凝土作為填充原料，但是混凝土和水的混合比例沒有調(diào)配好，在進(jìn)行填筑時(shí)，出現(xiàn)混凝土含水量過高或者過低的情況，都會導(dǎo)致港口與航道航道質(zhì)量出現(xiàn)問題，從而加快混凝土出現(xiàn)裂痕的情況;第三個，有符合標(biāo)準(zhǔn)的混凝土，混凝土的調(diào)配比例也符合比例要求，但是在澆筑的過程中，澆筑不均勻，不平衡，沒有分層進(jìn)行澆筑，所以在后期也會增加混凝土出現(xiàn)裂痕的概率。本文主要討論了港口和水路施工過程中混凝土裂縫產(chǎn)生的原因和問題，并給出了合理的解決方案。希望能夠幫助中國的相關(guān)港口和水路項(xiàng)目。

一、港口與航道工程大體積混凝土施工特征

港口與航道工程施工地點(diǎn)通常是海岸邊和近灘，環(huán)境比較特殊，受到嚴(yán)重的海水腐蝕，因此需要使用大體積混凝土。大體積混凝土是一種體積超過400立方米，厚度超過1米，長度超過20米的混凝土。大體積混凝土需要更多混凝土并且具有更大的表面積。大型混凝土在港口和水路項(xiàng)目中更為常見。在施工過程中，大體積混凝土通常采用分縫分量的方式進(jìn)行施工，這種方式可以控制混凝土使用量，減少單次混凝土澆筑量，以保證混凝土澆筑的效率和質(zhì)量。大體積混凝土具有以下主要特征：首先，大體積混凝土具有大的表面積，并且混凝土的總量相對較大。其次，澆注方法主要采用接頭構(gòu)件實(shí)現(xiàn)施工，這是因?yàn)檫@種方法可以顯著減少混凝土的單次澆注量，從而保證澆注質(zhì)量和效率。

鑒于以上原因，在港口與航道工程中，如果大體積混凝土在施工中出現(xiàn)的裂縫過多，將無法保證工程施工質(zhì)量，也將導(dǎo)致工程存在安全隱患，因此需要對大體積混凝土的裂縫加強(qiáng)控制。

二、港口與航道工程大體積混凝土施工中的裂縫原因

（一）溫度原因

大體積混凝土施工過程中的內(nèi)外溫差是混凝土裂縫產(chǎn)生的重要因素。在混凝土澆筑過程中，會發(fā)生溫差。在澆注的初始階段，在一系列反應(yīng)中，在混凝土構(gòu)件之間的反應(yīng)中發(fā)生水化熱，并且內(nèi)部溫度升高。由于熱膨脹和收縮原理的存在，當(dāng)混凝土的內(nèi)部溫度和外部溫度差別很大時(shí)，內(nèi)部逐漸膨脹變大，發(fā)生變形，表面變形小得多比內(nèi)部，產(chǎn)生拉應(yīng)力。隨著時(shí)間的增加，表面上的拉應(yīng)力也會增大。在混凝土脫模之前和之后，表面溫度急劇下降，引起內(nèi)部和外部溫差，最終也會出現(xiàn)裂縫。

（二）收縮原因

收縮也是大面積混凝土裂縫的重要原因。收縮具有塑性收縮，干縮和自收縮。隨著混凝土逐漸硬化，水不斷向外蒸發(fā)，外部自然環(huán)境相對干燥。當(dāng)它蒸發(fā)到一定程度時(shí)，它開始收縮并從外部進(jìn)入內(nèi)部，由于干燥收縮而導(dǎo)致裂縫。塑性收縮不僅是由水的蒸發(fā)引起的，而且也是由混凝土本身的數(shù)量引起的。在水的蒸發(fā)過程中，當(dāng)蒸發(fā)量超過滲出量時(shí)，在混凝土表面上發(fā)生塑性收縮，引起開裂問題?；炷帘旧硪矔蚴湛s而破裂。在高溫環(huán)境下，混凝土中含水量低，水泥活性大，表面容易發(fā)生嚴(yán)重收縮，導(dǎo)致裂縫。

（三）外部負(fù)荷因素

外部載荷因素也可能導(dǎo)致項(xiàng)目出現(xiàn)裂縫。例如，在施工期間，如果大量混凝土承受大的外部載荷，則它不能承受如此強(qiáng)烈的外部沖擊，因此在混凝土表面上出現(xiàn)裂縫。另外，港口工程的建設(shè)需要大量的工序，過多的施工過程的相互作用也會產(chǎn)生化學(xué)反應(yīng)，這必然會影響混凝土的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，導(dǎo)致裂縫。

（四）水化原因

在混凝土施工過程中，水化也是大體積混凝土裂縫的原因之一。這是因?yàn)榇罅炕炷猎谒^程中會吸收大量的水，影響大體積混凝土的內(nèi)部結(jié)構(gòu)。

（五）其他原因

大面積混凝土裂縫也是由其他原因引起的，例如外部載荷和化學(xué)反應(yīng)。當(dāng)大體積混凝土未完全成型時(shí)，外部載荷過大，容易產(chǎn)生裂縫。隨著負(fù)荷增加，裂縫將增加。當(dāng)混凝土內(nèi)部發(fā)生化學(xué)反應(yīng)時(shí)，內(nèi)部結(jié)構(gòu)會相應(yīng)變化，最終會出現(xiàn)裂縫。

三、港口與航道工程大體積混凝土施工中的裂縫控制措施

（一）嚴(yán)格控制施工溫度

為減少大面積混凝土裂縫，施工中要嚴(yán)格控制溫度，控制好混凝土的初始溫度和逐漸成型時(shí)的溫度。全面監(jiān)測外界環(huán)境溫度的變化，控制好混凝土成型的整個過程。施工人員可以通過灑水、加冰等方式，在施工中控制混凝土的初始溫度，使其保持在一定的范圍內(nèi)，避免內(nèi)部和外部的溫差過大?；炷翝仓?yīng)盡可能在夜間進(jìn)行。夜間溫度較低，混凝土溫度較低，內(nèi)外溫差不太大，減少了裂縫的可能性。

（二）優(yōu)化施工條件

港口與航道工程大體積混凝土施工中，裂縫的出現(xiàn)與許多客觀原因有關(guān)，相關(guān)人員要優(yōu)化施工條件，合理安排施工流程，防止出現(xiàn)裂縫。制定嚴(yán)格的施工規(guī)范和工序，施工人員要遵守相關(guān)規(guī)范和操作工序，預(yù)防混凝土內(nèi)部應(yīng)力集中的問題，降低裂縫的幾率。在大體積混凝土施工中，要積極探索新技術(shù)，加強(qiáng)對工作人員的培訓(xùn)，提高綜合素質(zhì)和專業(yè)技能，嚴(yán)格按照各種流程執(zhí)行，保證施工質(zhì)量。

（三）改善約束條件

要改善大體積混凝土施工中的約束條件，充分體現(xiàn)混凝土和鋼筋的作用，應(yīng)用預(yù)應(yīng)力構(gòu)件與混凝土內(nèi)部存在的應(yīng)力抵消，防止發(fā)生裂縫。施工中可以分層澆筑大體積混凝土，或者分塊澆筑，有效布置施工縫，充分釋放混凝土的內(nèi)部約束，也可以預(yù)留一定數(shù)量的溫度收縮縫，降低內(nèi)部約束力?；蛘呖s小相鄰混凝土施工中存在的時(shí)間差，也可以減少內(nèi)部約束力。改善施工約束條件，科學(xué)合理施工，可以控制裂縫問題。另外，港口與航道工程大體積混凝土施工中要不斷探索有效的條件，解決施工中的問題。

（四）做好后期養(yǎng)護(hù)

大面積混凝土的質(zhì)量與后期維護(hù)密切相關(guān)。加強(qiáng)后期維護(hù)有利于提高混凝土質(zhì)量，從而減少裂縫問題。施工單位必須有專人檢查大體積混凝土的溫度，采取合理措施加強(qiáng)溫度控制，保持混凝土溫度。通常，將水冷卻并用草墊覆蓋以保持混凝土，使混凝土表面保持濕潤并避免裂縫。當(dāng)混凝土內(nèi)外溫差較大時(shí)，壓力不同，內(nèi)部結(jié)構(gòu)發(fā)生變化，影響維護(hù)工作，即使冷水冷卻，也不會達(dá)到預(yù)期效果。因此，管理者需要加強(qiáng)對維護(hù)的監(jiān)督和管理，全面實(shí)施維護(hù)工作，確保維護(hù)質(zhì)量，防止施工裂縫。澆注混凝土，最佳固化時(shí)間為半個月。施工人員應(yīng)盡快平整表面，清理地表水，控制混凝土的膨脹和收縮性能。冬季施工需要加蓋和定期測量，以避免溫差過大，通常不超過24°C。

（五）做好原材料配合比

要合理配比施工材料，避免因?yàn)檫^大比例的水泥出現(xiàn)裂縫問題。原材料配合比的質(zhì)量直接影響混凝土的質(zhì)量。施工單位應(yīng)根據(jù)港口和水路工程的實(shí)際情況優(yōu)化混凝土配合比設(shè)計(jì)，采用優(yōu)質(zhì)原料，嚴(yán)格控制原料的混合工藝和實(shí)施過程，監(jiān)督和監(jiān)督混合和維護(hù)。混凝土的工作?？茖W(xué)合理的原料配比設(shè)計(jì)可以從根本上控制裂縫，提高大體積混凝土施工質(zhì)量。

（六）加強(qiáng)對混凝土裂縫的防護(hù)

混凝土質(zhì)量高低，混凝土澆筑技術(shù)高低和混凝土調(diào)配比都決定著整個港口與航道工程施工的壽命長短。為了讓混凝土的使用壽命延長，需要對混凝土進(jìn)行合理的防護(hù)。除此之外，還需要結(jié)合具體情況對混凝土進(jìn)行防護(hù)。例如在烈日炎炎的夏日，溫度較高，為了讓混凝土的使用情況更好，可以選用井水拌制混凝土，達(dá)到降低溫度的效果。除此之外，還需要對施工完成后的港口與航道進(jìn)行防護(hù)，對出現(xiàn)裂縫的地方進(jìn)行及時(shí)補(bǔ)救，防止出現(xiàn)不可挽救的問題。

（七）制定完善的規(guī)章管理制度

制定完善的監(jiān)管體系是避免大體積混凝土裂縫的重要措施之一。在港口工程的實(shí)際施工過程中，為了更好地順利進(jìn)行施工，提高工程施工質(zhì)量和施工效率，有必要制定完善的監(jiān)管管理制度。通過規(guī)范管理系統(tǒng)，可以有效地約束施工人員的行為，并可以按照正規(guī)過程建設(shè)，從而提高施工質(zhì)量，有效降低施工過程中的安全隱患。

四、結(jié)語

港口與航道工程大體積混凝土施工中，裂縫是不可避免的問題，需要通過合理的手段控制裂縫，減少裂縫發(fā)生的幾率。大體積混凝土表面積大，接觸面積增大，澆筑方法不易，與普通的混凝土澆筑和內(nèi)部結(jié)構(gòu)都有不同，并且受外界溫度影響大的特點(diǎn)。受溫度、收縮等因素的影響，大體積混凝土施工中可能出現(xiàn)裂縫的問題，因此要嚴(yán)格控制施工溫度，優(yōu)化施工條件，改善約束條件，做好后期養(yǎng)護(hù)，以及原料配比等問題。為了讓我國的城市化建設(shè)更美好，更高效，在港口與航道施工方面必須要確保施工的施工質(zhì)量。而港口與航道施工作為城市化建設(shè)施工非常重要的一個環(huán)節(jié)，港口與航道施工質(zhì)量的好壞，決定著城市化整體的施工的質(zhì)量，其施工的質(zhì)量會影響到人們出行的安全性，所以，港口與航道施工的質(zhì)量控制，能夠?yàn)槿藗兲峁┌踩某鲂协h(huán)境。

在港口和水路建設(shè)中，總會出現(xiàn)質(zhì)量不合格的問題。在港口和航道工程建設(shè)中，中國應(yīng)根據(jù)以往經(jīng)驗(yàn)提前進(jìn)行質(zhì)量控制分析，重點(diǎn)關(guān)注項(xiàng)目的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，盡量避免港口和航道建設(shè)中的質(zhì)量問題。隨著我國對外貿(mào)易和航運(yùn)業(yè)的發(fā)展，大體積混凝土的使用越來越普遍，必須注意大體積混凝土施工中的裂縫問題，保證混凝土質(zhì)量，保證工程質(zhì)量和發(fā)展。

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