重力式碼頭胸墻面層裂縫防治及治理

鄧軍+李洪斌

摘 要：文章以實(shí)際工程為例，對重力式碼頭施工過程中胸墻面層混凝土出現(xiàn)裂縫等質(zhì)量通病的原因進(jìn)行了分析，然后提出了針對性的防治措施，使混凝土裂縫得到了有效的控制，值得類似工程借鑒和參考。

關(guān)鍵詞：重力式碼頭 胸墻面層 裂縫防治

1.工程概況

海南省某碼頭工程設(shè)計(jì)總長度為1230m，分為靠泊、集裝箱等6個(gè)泊位，位于該區(qū)域東北角，結(jié)構(gòu)為重力式方塊碼頭。施工分為基槽開挖、基床拋石、打夯、整平、方塊安裝、胸墻澆筑、護(hù)輪坎施工及面層施工等主要工序。

2.出現(xiàn)胸墻面層裂縫時(shí)建筑物會出現(xiàn)的現(xiàn)象

（1）在管溝與面層交接的位置會出現(xiàn)一些裂縫，且裂縫的大小和長度都不一，最長可達(dá)到護(hù)邊角鋼的位置。

（2）在護(hù)輪坎和系船柱護(hù)邊的交界處會出現(xiàn)與前沿線相垂直的裂縫。

（3）在系網(wǎng)環(huán)位置會經(jīng)常出現(xiàn)與前沿線相垂直的通縫。

（4）在胸墻面層的一些區(qū)域會出現(xiàn)龜裂問題。

3.出現(xiàn)裂縫的原因

3.1出現(xiàn)干縮裂縫的原因

混凝土中含有一定的水分，在其蒸發(fā)過程中會產(chǎn)生毛細(xì)管引力。而水泥在遇水后會變成混凝土硅酸鈣膠體，硅酸鈣膠體的內(nèi)部存在著大量的微細(xì)孔隙。硅酸鈣膠體在干燥的情況下，內(nèi)部的水在蒸發(fā)后也會產(chǎn)生毛細(xì)管引力，膠體孔隙受到壓縮，而硅酸鈣膠體的體積會隨著內(nèi)部的水分不斷蒸發(fā)而逐漸收縮，最終使混凝土的體積變小，出現(xiàn)干縮裂縫的現(xiàn)象。胸墻面層的干縮裂縫一般表現(xiàn)為網(wǎng)狀線細(xì)裂縫，寬度要≤0.2mm。

3.2出現(xiàn)塑性收縮裂縫的原因

混凝土在凝結(jié)的過程中水分會快速蒸發(fā)，在蒸發(fā)的過程中產(chǎn)生收縮，混凝土水分快速蒸發(fā)的情況一般出現(xiàn)在氣溫高或空氣流動大的區(qū)域，混凝土在水分蒸發(fā)后會出現(xiàn)不規(guī)則的裂縫。

混凝土出現(xiàn)裂縫的原因有：混凝土屬于強(qiáng)度非常小的物體，遇水凝結(jié)后的強(qiáng)度表現(xiàn)得很小，剛凝結(jié)后的混凝土在遇到高溫或大風(fēng)等因素后，混凝土內(nèi)的水分會快速蒸發(fā)，會產(chǎn)生毛細(xì)管引力和負(fù)壓，從而導(dǎo)致混凝土的體積收縮產(chǎn)生龜裂現(xiàn)象。

3.3出現(xiàn)沉降裂縫的原因

造成沉降裂縫的因素有很多，具體有以下幾種：由于地基的土質(zhì)疏松，結(jié)構(gòu)不穩(wěn)定而導(dǎo)致的沉降；由于地表沉降不穩(wěn)定而導(dǎo)致的沉降；因?yàn)槟０宓挠捕冗_(dá)不到標(biāo)準(zhǔn)要求，且模板在支撐的過程中容易松動，這就導(dǎo)致了沉降的產(chǎn)生。沉降裂縫多都屬于貫穿性裂縫，這類型的裂縫一般都向與地面垂直或與地面保持45°的方向擴(kuò)散。當(dāng)貫穿性裂縫較大時(shí)，會造成一定的錯(cuò)位，裂縫的長度和寬度與沉降值有關(guān)。當(dāng)?shù)鼗慕Y(jié)構(gòu)穩(wěn)定后，沉降裂縫基本會保持不變。

3.4出現(xiàn)溫度裂縫的原因

造成溫度裂縫的原因有：在混凝土澆筑作業(yè)完成后，混凝土在凝結(jié)的過程中會產(chǎn)生水化熱，產(chǎn)生熱量，但因?yàn)榛炷恋捏w積較大，水化熱散發(fā)出的熱量不能及時(shí)散發(fā)出去，所以就導(dǎo)致混凝土內(nèi)部的熱量不均勻，溫差變大，而大的溫差所形成的熱脹冷縮現(xiàn)象又會使混凝土表面產(chǎn)生拉應(yīng)力，當(dāng)產(chǎn)生的拉應(yīng)力過大時(shí)混凝土的表面就會產(chǎn)生溫度裂縫。因?yàn)槭怯捎跓崦浝淇s產(chǎn)生的拉應(yīng)力造成的溫度裂縫，所以一般的溫度裂縫的縫隙是沒有規(guī)律的。貫穿的溫度裂縫和梁板類溫度裂縫，一般情況下都會與短邊平行，且裂縫寬度不大?；炷帘砻娴臏囟攘芽p在施工的過程中就會出現(xiàn)，而貫穿的溫度裂縫短時(shí)間內(nèi)不會出現(xiàn)，大約在混凝土澆筑完成后的兩個(gè)月以上的時(shí)間里發(fā)生，裂縫的表面寬度會隨著季節(jié)的變化而變化，大多是冬季寬夏季細(xì)。

4.有效避免胸墻面層出現(xiàn)裂縫的方法

4.1通過優(yōu)化設(shè)計(jì)方案來避免裂縫出現(xiàn)

在設(shè)計(jì)方案前，先考察施工區(qū)域的土質(zhì)構(gòu)造情況，然后再根據(jù)其特點(diǎn)選擇合適的構(gòu)件和配置鋼筋，做完這些準(zhǔn)備工作后才能進(jìn)行方案設(shè)計(jì)，減少裂縫發(fā)生的概率。在必要的施工區(qū)域加設(shè)防裂鋼筋網(wǎng)，此外，為了降低混凝土出現(xiàn)裂縫的概率，可在混凝土中加入抗裂縫纖維。以下是避免胸墻層面出現(xiàn)裂縫的具體措施。

（1）為了降低裂縫出現(xiàn)的概率和減小裂縫的寬度和深度，在混凝土的表面下方5cm的區(qū)域設(shè)置一層鋼筋網(wǎng)片。在與碼頭前沿線方向平行和垂直的區(qū)域設(shè)置鋼筋一層網(wǎng)片，鋼筋的縱橫向間距均為100，直徑為Ф8mm的鋼筋。

（2）為了使混凝土的抗裂拉附作用變強(qiáng)，在施工的過程中可在混凝土中加入抗裂縫纖維。因?yàn)榭沽芽p纖維的主要作用就是提高混凝土的抗拉強(qiáng)度，使混凝土的分散性變強(qiáng)，從而使混凝土表面不易出現(xiàn)裂縫。

4.2混凝土原材料的選用

防止胸墻面層產(chǎn)生裂縫的最有效的辦法是從混凝土的原材料方面入手，嚴(yán)格控制混凝土原材料的質(zhì)量和配制比例，可降低混凝土在凝結(jié)過程中散發(fā)的熱量，從而使混凝土內(nèi)部與混凝土表面的溫差降低，這樣就可降低大體積混凝土出現(xiàn)溫度裂縫的概率，具體的方法有以下幾種：選取粗骨料的時(shí)候采用連續(xù)級配的方法，細(xì)骨料采用中砂作為原材料；在混凝土中加入緩凝劑、減水劑等外加劑。選取粉煤灰作為摻合料；嚴(yán)格控制水灰比，在施工的過程中要嚴(yán)格控制單位體積用水量，減少混凝土的收縮變化；盡量選取低熱礦渣硅酸鹽水泥、礦渣硅酸鹽水泥、粉煤灰硅酸鹽水泥等水化熱低、凝結(jié)時(shí)間長的水泥；所有的混凝土原材料都應(yīng)該存放在陰涼、干燥的環(huán)境中。

4.3混凝土的施工過程

為了提高混凝土的抗裂能力，一般采用分層法澆筑胸墻混凝土的方法進(jìn)行施工，要將每層的厚度控制在50cm內(nèi)，保證混凝土的密實(shí)度能達(dá)到施工的要求。為了防止混凝土在振搗過程中出現(xiàn)漏振的情況，在振搗器開始作業(yè)時(shí)要遵循先近后遠(yuǎn)、先外后內(nèi)的原則，每次振搗器的移動間距應(yīng)該保持在其半徑的1.5倍之內(nèi)。在振搗作業(yè)的過程中，應(yīng)將振搗棒垂直快速插入混凝土中，然后慢慢拔起，反復(fù)作業(yè)，直至混凝土內(nèi)的水泥漿漂浮在混凝土表面，混凝土表面的氣泡消失才能停止作業(yè)。為了使混凝土振搗均勻，必須要將振搗間距控制在25～30cm之間，搗棒在混凝土中作業(yè)的時(shí)間應(yīng)該保持在30s以上，且振搗器至模板的距離始終要控制在15cm以內(nèi)。此外，在靠近模板的區(qū)域內(nèi)要將振搗間距縮短，振搗時(shí)間加長。

4.4胸墻面層的養(yǎng)護(hù)工作

對胸墻面層進(jìn)行養(yǎng)護(hù)工作也是防止其出現(xiàn)裂縫的重要手段，在胸墻澆筑作業(yè)完成后，需在胸墻面層上預(yù)留4個(gè)約30cm深的測溫孔，并在每天早、中、晚對測溫孔進(jìn)行3次測溫，測溫的間隔時(shí)間為6h，并利用測出的數(shù)據(jù)繪制成曲線圖，用來判斷溫度與裂縫的關(guān)系。胸墻的養(yǎng)護(hù)時(shí)間要在20d以上，要有專業(yè)的工作人員進(jìn)行數(shù)據(jù)記錄和養(yǎng)護(hù)工作。

4.5胸墻裂縫修復(fù)的具體方法

在對胸墻混凝土裂縫修復(fù)的過程中應(yīng)嚴(yán)格遵守交通部《水運(yùn)工程混凝土質(zhì)量控制標(biāo)準(zhǔn)》（JTS202-2-2011）的規(guī)定來進(jìn)行修復(fù)工作和選取修復(fù)方法，對不同環(huán)境下碼頭胸墻出現(xiàn)裂縫的形狀、寬度、深度選擇相應(yīng)的措施進(jìn)行治理。水運(yùn)工程鋼筋混凝土裂縫寬度限值的具體數(shù)據(jù)如表1所示。

如果混凝土的裂縫寬度超過上表規(guī)定的裂縫寬度限值，要及時(shí)有效地進(jìn)行修復(fù)治理工作，具體措施有以下幾種：對于出現(xiàn)貫穿性裂縫的區(qū)域，選取灌漿的方法進(jìn)行處理；對于出現(xiàn)淺層裂縫的區(qū)域，選取采用覆蓋法的方法進(jìn)行處理，如圖1所示。

如果混凝土的裂縫寬度沒有達(dá)到上表規(guī)定的裂縫寬度限值時(shí)，可以不進(jìn)行裂縫修復(fù)工作。

5.結(jié)束語

綜上所述，在進(jìn)行胸墻面層裂縫防治時(shí)，需從材料、設(shè)計(jì)、施工、管理等多個(gè)方面入手，分段設(shè)計(jì)胸墻，并合理布置胸墻鋼筋，增設(shè)防裂鋼絲網(wǎng)或防裂鋼筋網(wǎng)，加強(qiáng)施工管理，制定合理的施工方案，進(jìn)而達(dá)到防治胸墻面層裂縫的目的。

參考文獻(xiàn)：

[1]JTS202-2011.水運(yùn)工程混凝土施工規(guī)范[S].

[2]顧祥林.混凝土結(jié)構(gòu)基本原理[M].上海：同濟(jì)大學(xué)出版社，2004.

[3]肖維，王迎飛.重力式碼頭胸墻面層混凝土裂縫形態(tài)及控制措施[J].水運(yùn)工程，2015（10）：196-200.

[ 4 ]高平原，陳強(qiáng).重力式碼頭胸墻面層防裂新措施及效果[J].港工技術(shù)，2015（01）：55-57.

[5]熊建波，鄧春林，徐兆全，等.海港重力式碼頭胸墻和面層混凝土裂縫控制[J].中國港灣建設(shè)，2014（04）：30-33.endprint