探討港口工程施工中現(xiàn)澆胸墻砼結(jié)構(gòu)的裂縫及處理方法

摘要：本文主要與現(xiàn)目前我國(guó)部分城市港口工程現(xiàn)澆胸墻砼結(jié)構(gòu)施工向結(jié)合，對(duì)施工中出現(xiàn)的結(jié)構(gòu)裂縫以及處理方法進(jìn)行論述說(shuō)明。提出自己有關(guān)防治的一些觀點(diǎn)以及其在施工中所取得的優(yōu)良效果。

關(guān)鍵詞：現(xiàn)澆胸墻；砼；裂縫；防治；處理方法

就現(xiàn)目前我國(guó)港口工程施工所采用的混凝土材料類型通常情況下都是采用的大體積混凝土，大體積混凝土本身所具有的特點(diǎn)或者說(shuō)是缺點(diǎn)，裂縫的產(chǎn)生相比較其他類型混凝土而言更加容易。工程砼結(jié)構(gòu)產(chǎn)生裂縫對(duì)港口工程的質(zhì)量有著直接的威脅，就工程的使用而言始終存在著安全隱患，尤其對(duì)港口工程的使用而言，威脅更大。工程現(xiàn)澆胸墻混凝土結(jié)構(gòu)裂縫的產(chǎn)生最為直接的原因就是由于混凝土結(jié)構(gòu)之間抑或是結(jié)構(gòu)不同位置間應(yīng)力比砼本身的抗裂能力還要大，這樣就會(huì)產(chǎn)生裂縫。

港口工程施工需要高要求的混凝土結(jié)構(gòu)施工質(zhì)量，港口工程被規(guī)劃為水運(yùn)工程行列，其工程施工所采用的混凝土材料為大體積混凝土，出于這個(gè)原因，對(duì)工程施工質(zhì)量的要求高于普通混凝土結(jié)構(gòu)工程的施工質(zhì)量要求，高要求的目的在于更好的防治施工過(guò)程中產(chǎn)生混凝土裂縫。在港口工程施工過(guò)程中，施工人員不斷的對(duì)工程裂縫的產(chǎn)生進(jìn)行控制，但是效果不佳，依舊有大量裂縫無(wú)法消除，普遍存在于工程結(jié)構(gòu)中。

1.現(xiàn)澆胸墻砼結(jié)構(gòu)裂縫分類

港口工程現(xiàn)澆胸墻結(jié)構(gòu)施工混凝土裂縫的分類可根據(jù)裂縫對(duì)工程質(zhì)量是否存在安全威脅分為有害、無(wú)害裂縫；裂縫的大小是存在區(qū)別的，有的能夠通過(guò)肉眼看見(jiàn)，而有的則無(wú)法通過(guò)肉眼看見(jiàn)，能夠通過(guò)肉眼看見(jiàn)的我們稱之為宏觀裂縫，而無(wú)法通過(guò)肉眼看見(jiàn)的，我們稱之為微觀裂縫。裂縫在工程混凝土結(jié)構(gòu)中經(jīng)常出現(xiàn)，出現(xiàn)原因多樣，可能由一種原因?qū)е?；也可能是在多因素共同作用下形成的。寬度通常情況下不會(huì)超過(guò)百分之五毫米，數(shù)量遠(yuǎn)多于宏觀裂縫數(shù)量，只要荷載在規(guī)定范圍內(nèi)，微觀裂縫通常情況下都看做無(wú)害裂縫。宏觀裂縫寬度通常情況下都會(huì)比百分之五毫米大，但是并不是所有宏觀裂縫都是有害的，只要其寬度處于0.2～0.3毫米間，視為無(wú)害裂縫；不過(guò)一旦超過(guò)此范圍，那么裂縫繼續(xù)發(fā)展就會(huì)對(duì)混凝土結(jié)構(gòu)產(chǎn)生不利影響，成為對(duì)混凝土結(jié)構(gòu)的安全以及耐久造成隱患的有害裂縫。

有害裂縫有以下幾種：收縮、超載、沉降、龜裂以及疏松裂縫。收縮裂縫即水泥水化熱與外部環(huán)境的熱量共同作用于水泥混凝土結(jié)構(gòu)形成裂縫。結(jié)構(gòu)變截面是裂縫多形成部位，非特殊情況下都與受力鋼筋保持平行狀態(tài)。收縮裂縫對(duì)工程安全質(zhì)量的威脅很大，不加防止就有可能造成無(wú)法挽回的后果。超載裂縫，由于工程水泥混凝土結(jié)構(gòu)在超荷載狀況下使用，使得結(jié)構(gòu)發(fā)生變形、失穩(wěn)以及疲勞等等，進(jìn)而產(chǎn)生裂縫，發(fā)生部位一般都是在結(jié)構(gòu)部件受彎矩最大部位。所謂沉降裂縫，即施工過(guò)程中地基沉降發(fā)生差異，還有可能是由于構(gòu)件接合狀況不佳，進(jìn)而產(chǎn)生剪應(yīng)力高于設(shè)計(jì)規(guī)定范圍導(dǎo)致產(chǎn)生沉降裂縫。沉降裂縫一旦形成會(huì)造成巨大危害，處理難度較大，因此在施工設(shè)計(jì)時(shí)要非常關(guān)注這個(gè)問(wèn)題。疏松裂縫即沒(méi)有合理的對(duì)水泥混凝土澆筑下料比例進(jìn)行設(shè)計(jì)施工，分層離析現(xiàn)象由此在水泥混凝土材料澆筑過(guò)程中發(fā)生，這并不是單一的發(fā)生分層離析原因，振動(dòng)不均勻也是有可能導(dǎo)致產(chǎn)生疏松裂縫的。龜裂裂縫的產(chǎn)生通常由于材料的攪拌以及澆筑等等環(huán)節(jié)的不正當(dāng)操作產(chǎn)生的，其中最為關(guān)鍵的環(huán)節(jié)為混凝土的養(yǎng)護(hù)。

2.港口工程胸墻砼結(jié)構(gòu)為何會(huì)產(chǎn)生有害裂縫

2.1混凝土結(jié)構(gòu)有害裂縫類型以及主要的影響原因

主要形成原因如下：結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)以及荷載、環(huán)境、混凝土不同材料性質(zhì)及配比、施工工藝。

結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)受力荷載對(duì)產(chǎn)生裂縫的影響，設(shè)計(jì)構(gòu)件缺乏足夠的截面面積以及沒(méi)有合理的利用鋼筋，沒(méi)有全方位的考慮建筑結(jié)構(gòu)沉降差異、地震以及風(fēng)速對(duì)裂縫產(chǎn)生的影響。溫度應(yīng)力及混凝土收縮應(yīng)力受到設(shè)計(jì)的影響在設(shè)計(jì)過(guò)程中若沒(méi)有得到充分的考慮，一旦混凝土結(jié)構(gòu)拉應(yīng)力脫離正常范圍，裂縫就會(huì)由此產(chǎn)生。室外環(huán)境溫度對(duì)混凝土結(jié)構(gòu)裂縫產(chǎn)生的影響，主要在于混凝土中的水泥水化過(guò)程中產(chǎn)生大量的水化熱直接影響混凝土內(nèi)部結(jié)構(gòu)。

水泥水化產(chǎn)生的大量熱量無(wú)法散失到環(huán)境中，外界氣溫通常情況下不是高于混凝土內(nèi)部的溫度，就是低于混凝土內(nèi)部的溫度，此時(shí)溫差存在于混凝土結(jié)構(gòu)中，直接影響混凝土結(jié)構(gòu)，使得混凝土結(jié)構(gòu)發(fā)生變形等，混凝土結(jié)構(gòu)受內(nèi)、外部約束力的共同作用，拉應(yīng)力得以在其內(nèi)部形成，只要此拉應(yīng)力值比混凝土的抗拉強(qiáng)度值還要打，裂縫就會(huì)產(chǎn)生?；炷两Y(jié)構(gòu)中水泥水化過(guò)程中產(chǎn)生大量的熱，港口工程通常情況下采用的混凝土材料為大體積混凝土材料，由于自身缺陷，產(chǎn)生的熱無(wú)法及時(shí)散出，直接影響港口工程的安全質(zhì)量。

材料性質(zhì)以及配比對(duì)混凝土裂縫產(chǎn)生影響，上述混凝土中水泥水化產(chǎn)生熱量產(chǎn)生溫度應(yīng)力，溫度應(yīng)力受到混凝土厚度、水泥品種及用量直接影響。混凝土裂縫若由上述原因?qū)е?，則直接影響因素即混凝土收縮量與混凝土強(qiáng)度指標(biāo)?；炷潦┕げ牧吓浔戎猩奥?、水灰比都會(huì)對(duì)混凝土保水性等造成不利影響，導(dǎo)致混凝土分層離析及泌水，增大收縮。此不良現(xiàn)象可通過(guò)減小砂率、增加粗骨料解決。

不恰當(dāng)?shù)氖┕すに嚲蜁?huì)增大施工冷縫出現(xiàn)的幾率，施工冷縫對(duì)混凝土強(qiáng)度以及應(yīng)力集中都有不利影響，加大有害裂縫出現(xiàn)的可能性。分層澆筑相隔時(shí)間長(zhǎng)會(huì)導(dǎo)致混凝土接觸面出現(xiàn)豎向裂縫；施工末段所采用的養(yǎng)護(hù)手法不正確也會(huì)使得混凝土結(jié)構(gòu)產(chǎn)生干縮裂縫；最后，混凝土不正當(dāng)?shù)膿v實(shí)方法，會(huì)增大混凝土坍落度，超出正常范圍，產(chǎn)生泌水現(xiàn)象，混凝土硬化前受到荷載的影響同樣也會(huì)產(chǎn)生裂縫。

3.采取何種方式避免產(chǎn)生有害裂縫以及砼結(jié)構(gòu)后期養(yǎng)護(hù)

為了解決上述問(wèn)題對(duì)混凝土性能的影響，港口工程施工根據(jù)其特殊性，提出以下幾點(diǎn)解決措施：

進(jìn)行胸墻鋼筋配比設(shè)計(jì)時(shí)，拋棄原始工程鋼筋配筋局限軌道梁下的方式，于胸墻斷面的大范圍中均有配筋，進(jìn)而對(duì)胸墻的整體性是一種有效的提升，有效減低裂縫的產(chǎn)生幾率。將單個(gè)沉箱上方的胸墻分為兩段，對(duì)胸墻體積是一種減小手段，進(jìn)而就能夠減小裂縫產(chǎn)生幾率。

混凝土施工受到環(huán)境的重大影響，因此，在港口工程施工現(xiàn)澆胸墻的澆筑前，應(yīng)當(dāng)充分了解施工港口未來(lái)近期的天氣狀況，如遇大風(fēng)、大雨天氣則放棄施工，盡可能的降低混凝土內(nèi)外部溫差，保障混凝土穩(wěn)定，對(duì)混凝土裂縫產(chǎn)生也是一種抑制。

混凝土施工中采用的骨料等材料的指標(biāo)均需滿足規(guī)定之后方可在施工中使用。選擇不具備高水化熱并且具備穩(wěn)定性能的普通硅酸鹽水，進(jìn)而減低混凝土內(nèi)外部溫差，降低收縮裂縫產(chǎn)生的幾率。

澆筑過(guò)程中落灰高度被控制在2米以下，均勻下灰，采用人工進(jìn)行平倉(cāng)，這么做的好處在于能夠避免發(fā)生粗骨料堆積以及砼的泌水現(xiàn)象。前沿線的順直是必須得到保障的，而分層澆筑胸墻是不錯(cuò)的手段。沒(méi)有進(jìn)行頂層胸墻澆筑時(shí)，必須保障完成底層胸墻頂面鑿毛工作。而且觀測(cè)沉降位移力度不得放松，進(jìn)而得以減小胸墻分層澆筑間隔。

胸墻頂面還可設(shè)置分散狀聚丙烯纖維，厚度根據(jù)工程的情況以及相關(guān)規(guī)定進(jìn)行確定。在砼中添加聚丙乙烯纖維之后，在攪拌過(guò)程中會(huì)破壞纖維單絲間橫向連接，纖維單絲得以形成，這么做的目的在于混凝土連接保持良好狀況。此纖維相比較鋼纖維而言，分散后的單絲纖維更細(xì)，自身不吸水、有較高抗酸堿能力等等，能夠顯著降低裂縫的產(chǎn)生。

4.結(jié)束語(yǔ)

通過(guò)實(shí)踐了解了砼施工過(guò)程中產(chǎn)生裂縫的原因，以及裂縫對(duì)砼的安全耐久性能產(chǎn)生的影響，在未來(lái)的發(fā)展研究過(guò)程中，我們會(huì)不斷的利用先進(jìn)技術(shù)來(lái)對(duì)此問(wèn)題進(jìn)行解決，以提升港口施工混凝土工程的使用壽命以及穩(wěn)定性。

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作者簡(jiǎn)介：

張學(xué)釗（1986/09-），男（漢族），山東省臨沭縣人，本科生，主要研究方向：港口施工技術(shù)