重力式碼頭胸墻混凝土裂縫形態(tài)及控制措施

毛海峰

摘 要：重力式碼頭胸墻屬于是大體積混凝土結(jié)構(gòu)，其裂縫若是超過寬度限值，會(huì)對(duì)碼頭結(jié)構(gòu)的整體性、耐久性等產(chǎn)生巨大影響?；诖?，文章對(duì)重力式碼頭胸墻施工進(jìn)行了分析，論述了重力式碼頭胸墻混凝土裂縫形態(tài)與危害，然后以具體工程為例，提出了相應(yīng)的裂縫處理對(duì)策與相關(guān)工藝改進(jìn)措施，以保證工程項(xiàng)目順利完成。

關(guān)鍵詞：重力式碼頭 胸墻 深層水泥攪拌法

1.引言

在重力式碼頭工程項(xiàng)目中，胸墻裂縫屬于是常見的質(zhì)量通病，若是裂縫寬度過大、數(shù)量過多，則必然會(huì)影響碼頭的正常使用，同時(shí)增加碼頭維修費(fèi)用，影響碼頭運(yùn)營(yíng)效益。重力式碼頭胸墻所處環(huán)境較為惡劣，干濕交替，同時(shí)預(yù)埋件較多，一旦在設(shè)計(jì)、施工、養(yǎng)護(hù)等環(huán)節(jié)中存在疏漏，就會(huì)導(dǎo)致嚴(yán)重的裂縫問題，因此加強(qiáng)胸墻混凝土裂縫控制問題的研究具有現(xiàn)實(shí)意義。

2.重力式碼頭胸墻施工分析

重力式碼頭主要是依靠填料、自身重力保持穩(wěn)定的擋土建筑物，此種碼頭結(jié)構(gòu)形式在我國(guó)應(yīng)用廣泛，適用于地質(zhì)情況較好的區(qū)域，同時(shí)隨著近年來深層水泥攪拌法（CDM）加固海上軟基技術(shù)逐漸成熟，軟土地基上重力式碼頭已經(jīng)有了成功建設(shè)的經(jīng)驗(yàn)。

胸墻作為重力式碼頭重要結(jié)構(gòu)部分，其質(zhì)量直接關(guān)系到碼頭運(yùn)營(yíng)安全性與可靠性，必須做好施工控制。根據(jù)實(shí)踐可知，胸墻屬于是大體積混凝土結(jié)構(gòu)，同時(shí)結(jié)構(gòu)內(nèi)設(shè)有系船塊體、各類工藝管溝，斷面較為復(fù)雜，若是原材料質(zhì)量不達(dá)標(biāo)、配比不當(dāng)或是澆筑、振搗施工不合格，則會(huì)出現(xiàn)強(qiáng)度不達(dá)標(biāo)、蜂窩、裂縫等諸多質(zhì)量缺陷，文章主要從重力式碼頭胸墻混凝土裂縫問題出發(fā)，具體分析了相關(guān)控制措施，以進(jìn)一步保證碼頭安全。

3.重力式碼頭胸墻混凝土裂縫形態(tài)與危害

3.1重力式碼頭胸墻混凝土裂縫形態(tài)

根據(jù)實(shí)踐調(diào)查，胸墻施工中、結(jié)束后一段時(shí)間內(nèi)下出現(xiàn)的裂縫，主要可以分為以下4種：橫向裂縫、縱向裂縫、斜向裂縫、不規(guī)則裂縫，具體如下：①橫向裂縫：其發(fā)生位置位于胸墻段1/2、1/3部位，存在1道或是2～3道，大部分為胸墻頂面、迎水面同時(shí)出現(xiàn)，其裂縫形態(tài)由碼頭正面看，胸墻迎水面上裂縫從胸墻、墻身構(gòu)件接茬處往上延伸，胸墻分層高度下1/3位置寬度最大，一般為0.2～0.4mm；由胸墻頂部看，裂縫不僅與胸墻迎水面裂縫貫通，在胸墻結(jié)構(gòu)斷面變化位置也會(huì)出現(xiàn)，裂縫最大寬度0.1～0.4mm，呈上寬下窄；②縱向裂縫：在碼頭胸墻頂部出現(xiàn)順鋼筋分布方向的斷續(xù)分布裂縫，裂縫寬度變化大，最小0.2～0.3mm、最大超過0.5mm，深度在50mm以內(nèi)；③斜向裂縫：其發(fā)生位置位于胸墻頂部系船塊體周圍、管溝、預(yù)留方形孔四角處，裂縫形態(tài)呈現(xiàn)為45°放射狀，裂縫寬度0.05～0.2mm；④不規(guī)則裂縫：對(duì)于內(nèi)外分層澆筑胸墻，迎水面、頂面除了橫向裂縫，還會(huì)出現(xiàn)一些網(wǎng)狀、龜紋狀裂紋，裂縫的寬度一般在0.1～0.3mm，形狀不規(guī)則、寬度不大、深度較淺。

3.2重力式碼頭胸墻混凝土裂縫危害

在重力式碼頭中，胸墻作為重要結(jié)構(gòu)，裂縫問題的出現(xiàn)具有較大的危害性：

（1）碼頭整體性受到影響，當(dāng)胸墻出現(xiàn)貫通性裂縫，直接導(dǎo)致結(jié)構(gòu)整體性被破壞，嚴(yán)重時(shí)還會(huì)威脅到碼頭系泊能力的正常發(fā)揮。

（2）碼頭結(jié)構(gòu)耐久性降低，碼頭胸墻處于水位變化區(qū)，存在干濕交替的問題，若是處于北方地區(qū)，更是面臨著冰凌撞擊、摩擦問題，嚴(yán)重的裂縫直接導(dǎo)致混凝土抗凍融能力下降。此外，裂縫也會(huì)為氯離子侵襲提供通道，加快鋼筋銹蝕，引發(fā)更加嚴(yán)重的病害。

（3）影響碼頭外觀和使用功能，碼頭胸墻結(jié)構(gòu)復(fù)雜，設(shè)有較多的工藝管溝，裂縫的大小、位置等會(huì)直接影響碼頭使用功能，也會(huì)導(dǎo)致碼頭建筑的外觀相對(duì)較差。

4.實(shí)例分析重力式碼頭胸墻混凝土裂縫控制措施

4.1工程概況

某碼頭2#泊位采用的是沉箱重力式碼頭，胸墻混凝土分13段施工，以2個(gè)沉箱為一段，每段胸墻均是矩形，尺寸15.68m×4.6m×2.7m（長(zhǎng)×寬×高），具體分段如圖1所示。為了適應(yīng)地基、拋石基床的沉降要求，胸墻采用分層施工技術(shù)，沿高度共計(jì)分為3層。

4.2胸墻混凝土裂縫

本工程采用罐車運(yùn)送混凝土澆筑，振搗棒、平板振動(dòng)器振搗，完成澆筑后根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)檢查發(fā)現(xiàn)存在裂縫問題，具體原因如下：

（1）與碼頭前沿線方向相垂直的橫向裂縫，集中分布在胸墻中心系船柱周邊，主要原因如下：分段長(zhǎng)度過大，胸墻上存在各種系船塊體、工藝管溝，新、老混凝土接茬位置，新混凝土受老混凝土約束，拉伸應(yīng)力過大，導(dǎo)致裂縫產(chǎn)生。

（2）與碼頭前沿線平行的縱向裂縫，沿著鋼筋走向分布，主要是由于振搗不密實(shí)，導(dǎo)致混凝土在硬化初期出現(xiàn)沉縮，引發(fā)塑性變形裂縫。

（3）斜向裂縫，集中在系船柱、管溝四角等應(yīng)力集中位置。

（4）表面干裂、龜裂所致的不規(guī)則裂縫，其主要與混凝土配比、施工與養(yǎng)護(hù)不當(dāng)有關(guān)，如：混凝土單位體積用水量大、水灰比大，則會(huì)引發(fā)干縮裂縫；混凝土未及時(shí)覆蓋養(yǎng)護(hù)，失水過早導(dǎo)致裂縫出現(xiàn)。

4.3裂縫治理對(duì)策與相關(guān)工藝改進(jìn)措施

4.3.1裂縫治理對(duì)策

根據(jù)《水運(yùn)工程混凝土質(zhì)量控制標(biāo)準(zhǔn)》（JTS202-2-2011）中水運(yùn)工程施工期的鋼筋混凝土裂縫寬度限值，對(duì)于寬度在限值內(nèi)的龜裂等，一般不作處理，對(duì)于寬度超過上表限值的裂縫，需采取針對(duì)性的處理措施：

①對(duì)于貫穿性裂縫，采用灌漿處理方法，灌漿處理方法主要包括：化學(xué)灌漿與超細(xì)水泥灌漿，考慮碼頭胸墻裂縫情況與材料力學(xué)性能、價(jià)格等，本工程采用超細(xì)水泥灌漿修補(bǔ)方案，具體處理要點(diǎn)如下：做好漿材配比設(shè)計(jì)，通過試驗(yàn)提供相關(guān)性能指標(biāo)；灌漿前，清除裂縫內(nèi)的灰塵、雜物，做好注水檢查，保證注漿口、通道順暢；灌漿時(shí)，先注水保證裂縫兩側(cè)濕潤(rùn)，封堵裂縫在底板等位置可能存在的漏漿出口，在裂縫張開時(shí)段灌漿；完成灌漿后，檢查裂縫受漿飽滿程度。

②淺層裂縫，采用表面封閉處理方法，包括鑿V型槽、填充法，鑿矩形槽、填充法，表面覆面法，具體見圖2。

③對(duì)于胸墻頂面規(guī)則的淺層裂縫，可以無齒鋸“裁彎取直”、鑿除表層，然后使用補(bǔ)償收縮混凝土進(jìn)行補(bǔ)平處理。

4.3.2相關(guān)工藝改進(jìn)措施

對(duì)于本次胸墻混凝土裂縫問題，項(xiàng)目部召開了專題施工工作會(huì)議，對(duì)下階段其他泊位碼頭胸墻混凝土施工工藝進(jìn)行了改進(jìn)，具體如下：

①加強(qiáng)設(shè)計(jì)優(yōu)化，合理分析構(gòu)件受力特征，對(duì)于可能存在裂縫位置加強(qiáng)構(gòu)造配筋，合理配置防裂鋼筋網(wǎng)，同時(shí)可在混凝土內(nèi)加入定量的抗裂縫纖維，增強(qiáng)混凝土的抗裂拉附能力。

②做好材料質(zhì)量控制，根據(jù)實(shí)際施工情況合理調(diào)整施工配比，保證混合料塌落度等指標(biāo)均滿足要求。

③嚴(yán)格把控各工序施工，現(xiàn)場(chǎng)施工人員要做好技術(shù)交底工作。

④胸墻澆筑完畢后，通過預(yù)留的測(cè)溫計(jì)對(duì)養(yǎng)護(hù)期間混凝土的溫度變化情況進(jìn)行監(jiān)測(cè)，防止溫度應(yīng)力導(dǎo)致裂縫出現(xiàn)。

通過上述改進(jìn)措施的應(yīng)用，完成剩余碼頭共計(jì)26段胸墻碼頭的施工，通過長(zhǎng)達(dá)1個(gè)月的觀察，胸墻混凝土頂面未出現(xiàn)縱向裂縫、不規(guī)則裂縫，胸墻頂部、部分系船塊體周圍、管溝四角存在少量的微細(xì)裂縫，但寬度均在0.1mm內(nèi)，并未出現(xiàn)再次擴(kuò)展的情況。

5.結(jié)束語

綜上所述，裂縫是重力式碼頭胸墻混凝土施工控制重點(diǎn)之一，關(guān)鍵在于最大限度地減少裂縫的出現(xiàn)，若已出現(xiàn)了裂縫，則需根據(jù)裂縫形態(tài)、位置、影響情況，合理選擇治理措施，如灌漿處理、表面封閉處理等，切實(shí)保證工程整體質(zhì)量滿足要求，無安全隱患。

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