高樁碼頭現(xiàn)澆面層裂縫成因及預(yù)防措施

楊宋靈

（中建筑港集團(tuán)有限公司，山東 青島 266032）

1 常見高樁碼頭現(xiàn)澆面層裂縫成因

1.1 混凝土原材料使用不當(dāng)

在混凝土施工過程中，常因原材料使用不當(dāng)或某些指標(biāo)偏大而導(dǎo)致混凝土開裂。通用硅酸鹽水泥有很多品種，如硅酸鹽水泥、普通硅酸鹽水泥、礦渣硅酸鹽水泥、火山灰質(zhì)硅酸鹽水泥、粉煤灰硅酸鹽水泥、復(fù)合硅酸鹽水泥等。原材料使用不當(dāng)時(shí)，極易導(dǎo)致質(zhì)量事故，引起混凝土開裂。水泥的安定性指標(biāo)、凝結(jié)時(shí)間也是導(dǎo)致混凝土開裂的重要因素；骨料選擇，骨料級配、含泥量以及骨料種類這三方面都會對混凝土抗裂能力和收縮造成較大影響；外加劑（膨脹劑、減水劑）的使用，會在不同程度上影響混凝土的狀態(tài)和硬化收縮情況，不同種類的外加劑以及相同種類不同摻量的外加劑對混凝土狀態(tài)和硬化收縮情況均有非常大的影響；摻合料的使用也會對混凝土開裂產(chǎn)生影響，比如粉煤灰在一定程度上可以改善混凝土裂縫問題，硅灰表面積較大，收縮較大，摻用后雖然可以提高混凝土耐久性和強(qiáng)度，但容易開裂。

原材料對混凝土開裂影響具有多變性和復(fù)雜性，往往在裂縫出現(xiàn)后無法很快判斷出具體原因，需要對原材料進(jìn)行一系列取樣、檢測、分析工作。部分原材料檢測周期較長，分析評價(jià)過程復(fù)雜，而且施工過程中更換原材料會造成工期延誤，因此，必須在開工選用以及后續(xù)進(jìn)場時(shí)嚴(yán)格把控原材料，在混凝土面層施工前，就將原材料引起裂縫的原因排除掉。

1.2 配合比設(shè)計(jì)不合理、拌和控制不嚴(yán)

混凝土配合比設(shè)計(jì)不合理常表現(xiàn)為和易性、流動性差，坍落度不能滿足設(shè)計(jì)要求，出現(xiàn)離析、泌水等現(xiàn)象，顯著增加現(xiàn)澆面層開裂概率。通常配合比設(shè)計(jì)不合理體現(xiàn)在水灰比、砂率、外加劑的摻量以及膠凝材料的用量等方面，水灰比偏大、外加劑摻量不合理都會增加面層混凝土開裂的概率。

如上所述，配合比出現(xiàn)問題，一方面是配合比設(shè)計(jì)本身的問題，但是這方面的概率較小，在開工之前，需要委托具有相應(yīng)資質(zhì)的檢測單位設(shè)計(jì)工程中所使用的配合比，然后在工地使用之前會再次驗(yàn)證配合比。另一方面，在施工過程中，常常會因?yàn)楣芾聿粐?yán)，引起混凝土原材料的變化導(dǎo)致配合比失真，比如骨料粒徑的變化，露天放置含水率變化大，稱量器具長時(shí)間未校準(zhǔn)等方面都是導(dǎo)致混凝土配合比發(fā)生變化的因素。因此，無論是從配合比設(shè)計(jì)本身還是從拌和控制過程來說，都是影響混凝土質(zhì)量和可能引起面層混凝土開裂的重要因素。

1.3 施工準(zhǔn)備不足、施工經(jīng)驗(yàn)欠缺

現(xiàn)澆面層施工有別于其他水上結(jié)構(gòu)部位施工，不存在難度大、工藝復(fù)雜的問題。看似簡單，沒有復(fù)雜的施工工藝，投入的機(jī)具設(shè)備也很簡單，但常因施工前準(zhǔn)備不充分、未深入交底、重視程度不足等原因?qū)е率┕r(shí)銜接不暢，施工作業(yè)面廣，手忙腳亂，出現(xiàn)問題后無法迅速采取應(yīng)急措施。

混凝土面層施工對于混凝土施工經(jīng)驗(yàn)也有較高的要求，不同環(huán)境條件下，混凝土凝結(jié)時(shí)間有較大變化，需準(zhǔn)確判斷收面壓光的最佳時(shí)間，錯過最佳時(shí)間會大大增加面層開裂的風(fēng)險(xiǎn)。另外，增加收面次數(shù)能夠有效改善混凝土面層開裂。為防止混凝土收縮在面層產(chǎn)生裂縫，影響混凝土質(zhì)量及美觀，要在澆筑完成的混凝土表面進(jìn)行切縫，以切斷和釋放拉應(yīng)力，做好切縫時(shí)間和切縫位置控制，這樣能夠有效避免混凝土收縮在面層產(chǎn)生裂縫。

1.4 天氣原因

在進(jìn)行高樁碼頭面層開裂原因分析時(shí)，天氣原因也是必須重點(diǎn)考慮和應(yīng)對的因素，現(xiàn)澆面層澆筑過程中遇到較差的天氣會對混凝土狀態(tài)、質(zhì)量造成較大影響。例如，高溫有風(fēng)天氣使混凝土表面水分散失非常快，導(dǎo)致混凝土在未初凝之前表面出現(xiàn)干縮裂縫，加之面層混凝土面積大且薄，這種干縮開裂現(xiàn)象會明顯加劇；陰雨天氣持續(xù)降雨，雨水沖刷使面層混凝土表面灰漿流失，無法按時(shí)進(jìn)行收面壓光工作，混凝土表面黏聚力降低，導(dǎo)致面層開裂。

2 高樁碼頭現(xiàn)澆面層裂縫預(yù)防措施

2.1 混凝土原材料控制

為了確保混凝土原材料質(zhì)量，降低因原材料影響導(dǎo)致混凝土面層開裂的概率，必須嚴(yán)格按照檢驗(yàn)批次對混凝土原材料進(jìn)行檢驗(yàn)。該項(xiàng)目在使用水泥時(shí)進(jìn)行了詳細(xì)分析和篩選，避免使用收縮量大、早強(qiáng)型的水泥，選擇了中低熱硅酸鹽水泥。骨料方面，在嚴(yán)格控制骨料含泥量的同時(shí)對粗、細(xì)骨料進(jìn)行篩分析試驗(yàn)，確保級配良好。骨料的種類不同對混凝土收縮也有很大的差異，細(xì)骨料對混凝土收縮的影響從大到小排列：河砂＞陸砂＞海砂＞山砂。不同的粗骨料對混凝土干縮的影響從大到小排列：山碎石＞河礫石＞石灰石碎石。因此，在施工中混凝土骨料選用河沙和山碎石。減水劑具有減水和增塑作用，在保持混凝土坍落度和水膠比不變的條件下，可降低混凝土用水量，進(jìn)而降低水泥用量，降低溫升，減少溫度引起的收縮。由于粉煤灰在印尼屬于進(jìn)口限制材料，無法摻加粉煤灰，其他摻合料比如硅灰、礦渣在抑制混凝土開裂方面無明顯作用，因此該項(xiàng)目面層混凝土未使用摻合料。

做好原材料控制是預(yù)防碼頭面層混凝土出現(xiàn)裂縫的基礎(chǔ)，做好原材料進(jìn)場過程控制可在面層施工過程中，迅速鎖定裂縫出現(xiàn)的原因，并采取有效的應(yīng)對措施。

2.2 優(yōu)化配合比設(shè)計(jì)、加強(qiáng)拌和控制

配合比設(shè)計(jì)人員深入施工現(xiàn)場，依據(jù)施工現(xiàn)場的澆筑工藝、操作水平等情況，合理選擇混凝土的設(shè)計(jì)坍落度，針對現(xiàn)場的砂、石原材料情況及時(shí)調(diào)整、優(yōu)化施工配合比，確保和易性、流動性良好，在滿足施工要求的條件下盡量減小水灰比。此外，減水劑摻量的控制極為關(guān)鍵，摻量過大會造成混凝土離析、泌水，破壞混凝土的勻質(zhì)性，造成混凝土凝結(jié)過程中收縮差異，增加開裂的概率。

該項(xiàng)目所使用的混凝土為外購商混，為了確保拌和質(zhì)量，項(xiàng)目部需派專人控制混凝土拌和質(zhì)量。混凝土出站和到達(dá)現(xiàn)場必須進(jìn)行坍落度檢測，拌和前對砂含水率進(jìn)行測定。此處需要特別指出，通過反復(fù)測定砂的含水率發(fā)現(xiàn)，砂堆上部和下部含水率有明顯差異，砂堆下部含水率明顯高于上部含水率。因此，在測定含水率和實(shí)際用砂部位上要作出明確要求，不可隨意取用，以免因水量的變化而影響混凝土質(zhì)量。與此同時(shí)，還應(yīng)嚴(yán)格控制混凝土攪拌時(shí)間，使混凝土攪拌達(dá)到最佳效果。

2.3 做好施工準(zhǔn)備、施工經(jīng)驗(yàn)豐富

該項(xiàng)目高樁碼頭面層能夠取得非常好的效果，在很大程度上取決于施工前的充分準(zhǔn)備和豐富的施工經(jīng)驗(yàn)。

充分的施工準(zhǔn)備需要做好以下方面的工作：（1）根據(jù)攪拌站生產(chǎn)能力、道路運(yùn)輸能力、施工人員投入確定臺班工作量，進(jìn)行合理分幅，澆筑要有計(jì)劃性；（2）技術(shù)準(zhǔn)備做到深入、全面，施工前，對各層級深入交底，具體落實(shí)到每一工序由誰來負(fù)責(zé)，熟悉設(shè)計(jì)文件，做好圖紙內(nèi)部會審；（3）充分考慮材料、設(shè)備的配備，確保備用機(jī)具狀況良好，尤其振搗器、收面壓光機(jī)、切縫機(jī)需多臺備用；（4）工序銜接順暢，澆筑→收面→養(yǎng)護(hù)→切縫，此過程不可出現(xiàn)延誤，一旦延誤面層開裂將是大概率事件；（5）提前做好應(yīng)急方案及措施。

施工經(jīng)驗(yàn)方面主要體現(xiàn)如下：（1）混凝土何時(shí)收面，需要對凝結(jié)時(shí)間有一個度的把握。收面質(zhì)量的好壞，不僅直接影響混凝土的觀感質(zhì)量，還會影響對面層裂縫的控制，此時(shí)操作工人的經(jīng)驗(yàn)和操作方法將起到?jīng)Q定性作用。在混凝土澆筑后，面層須按標(biāo)高要求整平，一般用刮尺刮平混凝土表面，用木抹子將表面搓平，待混凝土稍穩(wěn)定后即可用鐵抹子進(jìn)行首次收光。待混凝土初凝前，用手輕觸混凝土面層，表面水分合適時(shí)，進(jìn)行二次收面壓光。二次收面壓光過程不得中斷，直至混凝土繼續(xù)收壓無明顯變化即可停止，后續(xù)還應(yīng)及時(shí)做好養(yǎng)護(hù)，使碼頭面層出現(xiàn)裂縫的概率降到最低。（2）何時(shí)進(jìn)行切縫，需要對混凝土強(qiáng)度有一個度的把握，切縫太早，會破壞面層混凝土結(jié)構(gòu)；切縫太晚，面層會出現(xiàn)裂縫。該項(xiàng)目面層切縫垂直碼頭方向設(shè)置，沿碼頭橫梁軸線布置，間距約7m。切縫時(shí)間在面層混凝土強(qiáng)度達(dá)到10～15MPa時(shí)進(jìn)行，切縫深度為20mm，寬度為4～6mm。切縫時(shí)先按兩倍間距切縫，然后再施工每條切縫，切縫完成后，用空壓機(jī)吹出縫內(nèi)雜物，用瀝青罐縫。

2.4 應(yīng)對不利環(huán)境影響的有效措施

安排面層混凝土澆筑前，應(yīng)及時(shí)收看天氣預(yù)報(bào)，根據(jù)天氣情況合理安排澆筑任務(wù)，避免在陰雨天氣、高溫時(shí)段、大風(fēng)天氣時(shí)進(jìn)行澆筑，如不可避免應(yīng)當(dāng)提前做好應(yīng)對準(zhǔn)備。

碼頭面層施工與構(gòu)件施工不同，受施工時(shí)段的氣溫和風(fēng)等天氣條件的影響尤為明顯。在碼頭面層施工過程中最常見的一個問題是混凝土表面水分散失較快，混凝土未發(fā)生凝結(jié)前，表面已發(fā)生干縮裂縫，收面無法進(jìn)行。這類現(xiàn)象發(fā)生后即使通過噴灑少量水也很難進(jìn)行補(bǔ)救，混凝土再無法與水充分拌和，只能通過挖除后再進(jìn)行填補(bǔ)，且填補(bǔ)質(zhì)量差，不僅影響美觀，還使填補(bǔ)周圍極易產(chǎn)生開裂。因此，在面層澆筑過程中需要重點(diǎn)關(guān)注天氣和混凝土變化，如果遇到炎熱或大風(fēng)天氣，混凝土面層澆筑完成后應(yīng)及時(shí)進(jìn)行覆蓋保水。如有必要，在不影響質(zhì)量的前提下，可以在混凝土表面噴灑一層薄水膜，從而避免干縮現(xiàn)象的發(fā)生，以此提高收面質(zhì)量。

印尼是典型的熱帶雨林氣候，7、8、9月和12、1、2月為雨季，降雨量大，持續(xù)時(shí)間長，并且常常會出現(xiàn)局部突降大雨的情況，無法及時(shí)預(yù)測。因此，該項(xiàng)目在施工面層過程中總結(jié)出一些較為實(shí)用的施工經(jīng)驗(yàn)，可供一些降雨頻繁的地區(qū)借鑒使用。比如，根據(jù)天氣狀況調(diào)整分幅大小，控制澆筑量；準(zhǔn)備充足的雨布以應(yīng)對突發(fā)降雨情況；如果施工過程中遇到持續(xù)降雨，而且持續(xù)降雨可能嚴(yán)重影響收面時(shí)間，可采用“在兩塊雨布夾縫中收面”的方法，混凝土未收面處的雨布隨著卷，夾縫中混凝土面隨著收，后方雨布對收過面的部位隨著覆蓋，盡量將影響降到最低，確保面層美觀，防止開裂。

3 結(jié)束語

文章通過分析高樁碼頭面層出現(xiàn)裂縫的原因，結(jié)合實(shí)際工程總結(jié)了相關(guān)經(jīng)驗(yàn)。研究表明，只有通過不斷優(yōu)化和改進(jìn)預(yù)防高樁碼頭面層出現(xiàn)裂縫的具體措施，做到理論與實(shí)踐相結(jié)合，才能從根本上解決碼頭面層混凝土裂縫問題，從而促進(jìn)水工行業(yè)工程技術(shù)質(zhì)量發(fā)展。