碼頭施工中的砼裂縫產(chǎn)生的影響因素與防范方式研究

張玉乾

在進行碼頭施工時，砼裂縫會直接影響碼頭混凝土的使用年限和承載強度，甚至?xí)霈F(xiàn)工程質(zhì)量問題。為此，必須要深入地分析混凝土產(chǎn)生裂縫的原因，并根據(jù)問題，制定相應(yīng)的解決措施，以此保證碼頭使用的安全性和可靠性。

1 碼頭施工中的砼裂縫產(chǎn)生的影響因素

1.1 塑性收縮的裂縫

大體積混凝土收縮的原因是混凝土在澆筑之后，會逐步出現(xiàn)蒸發(fā)和散熱的情況，此時如果受到其它因素的影響，混凝土?xí)霈F(xiàn)收縮的狀況。也就是說如果混凝土的應(yīng)力大于它能承受的最大抗剪力和強度時，混凝土就會出現(xiàn)裂縫。

混凝土開裂是目前建筑領(lǐng)域最常見的問題之一，裂縫主要產(chǎn)生于在施工階段和后期的使用階段，我們在判斷混凝土裂縫時，不能單一說明是因為混凝土使用時間過長的原因造成的，也有可能是混凝土前期的施工問題。混凝土裂縫造成的影響主要有以下幾點，首先，會直接影響到混凝土的強度和抗拉性，也會導(dǎo)致其他腐蝕物質(zhì)進入到混凝土內(nèi)部，損壞混凝土鋼筋的結(jié)構(gòu)；其次，一旦混凝土結(jié)構(gòu)出現(xiàn)問題，擋水墻將會出現(xiàn)滲漏的情況，如果滲漏情況過于嚴(yán)重，就會直接影響整個工程的承載強度和工程質(zhì)量；并且，混凝土產(chǎn)生的裂縫過大時，會對建筑結(jié)構(gòu)的抗震能力造成一定的影響。

1.2 內(nèi)外溫差較大

溫度的變化也會造成混凝土產(chǎn)生裂縫，導(dǎo)致混凝土內(nèi)外部出現(xiàn)較大溫差的原因，主要是水泥中的水化熱引起的。在溫度發(fā)生變化時，混凝土表面會逐漸凝結(jié)成冰，導(dǎo)致混凝土體積出現(xiàn)膨脹的現(xiàn)象，而這些膨脹的部分則會加大混凝土自身的重量，導(dǎo)致整體的作用力增加，當(dāng)其作用力大于混凝土的抗拉力時，混凝土就會受到破壞，導(dǎo)致混凝土產(chǎn)生裂縫。

溫差導(dǎo)致混凝土產(chǎn)生裂縫的情況主要包含了以下幾種：其一，在施工階段，如果產(chǎn)生大量的水化熱，就會造成混凝土產(chǎn)生裂縫；其二，在拆除模板期間，混凝土表面的溫度就會快速下降，導(dǎo)致混凝土產(chǎn)生裂縫；其三，當(dāng)混凝土內(nèi)部的溫度到達一定的極限以后，其混凝土的熱量會逐漸散發(fā)出來，從而導(dǎo)致混凝土出現(xiàn)內(nèi)外溫差，造成裂縫的產(chǎn)生。在施工過程中，經(jīng)常出現(xiàn)砼裂縫情況的工程有很多，比如墻、河壩等。

1.3 水化收縮的原因，導(dǎo)致砼裂縫的產(chǎn)生

如果混凝土中包含的水泥出現(xiàn)水化反應(yīng)，則混凝土的體積會出現(xiàn)收縮的情況。所以，混凝土的最大水膠比必須要符合《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范》 的規(guī)定，而且，混凝土的最小膠凝材料用量也必須符合相關(guān)的規(guī)定。否則，一旦混凝土的水膠比小于或者等于0.35時，在混凝土初期凝結(jié)時，水化的收縮率大概為0.01%～0.03%，如果收縮的情況到達一定范圍時，就會導(dǎo)致混凝土的表層出現(xiàn)裂縫。

1.5 干燥收縮引起的裂縫

隨著時間的推移，混凝土在澆筑后會逐漸呈現(xiàn)硬化的狀態(tài)，其內(nèi)部包含的水蒸氣也會逐步蒸發(fā)。此時混凝土?xí)蓛?nèi)部向外部進行收縮，當(dāng)收縮的應(yīng)力超過混凝土的最大極限抗拉強度時，就會出現(xiàn)裂縫。

1.6 安定性裂縫

它主要是因為整體的混凝土施工質(zhì)量不過關(guān)造成的，導(dǎo)致混凝土在后期出現(xiàn)裂縫。此外，如果鋼筋曝露與外界接觸，則會被侵蝕，也會導(dǎo)致混凝土產(chǎn)生裂縫。

2 碼頭施工中針對砼裂縫的防范方式

2.1 對混凝土的配合比進行優(yōu)化

在混凝土澆筑之前，先做好配合比實驗，在試驗成功之后，再投入到施工階段。施工中，相關(guān)的技術(shù)人員必須要控制水泥的用量，并添加一級粉煤灰。此外，必須要保證混凝土水泥中的水膠比在合理范圍之內(nèi)，并選擇二級的粗骨料，同時，加入一定量的粉煤灰，減少含泥量和雜質(zhì)。另外，在混凝土容易出現(xiàn)裂縫的位置進行預(yù)防，比如，增加斜筋，可以減輕混凝土本身的應(yīng)力。這樣既可以縮小承載強度，也能夠一定程度預(yù)防混凝土產(chǎn)生裂縫。

2.2 加強混凝土后期的養(yǎng)護工作

在初期澆筑混凝土后，必須要加強混凝土后期的養(yǎng)護工作，保證混凝土的承載強度和抗拉強度。在很多工程施工過程中，很多技術(shù)人員都忽視了一個關(guān)鍵點，即如果鋼筋與外界接觸，就會發(fā)生氧化反應(yīng)，導(dǎo)致鋼筋生銹。所以必須要提高混凝土的密實度，以免鋼筋出現(xiàn)生銹的情況，同時，注意混凝土保護層厚度的設(shè)置，避免其發(fā)生氧化反應(yīng)。比如，技術(shù)人員可以在混凝土表面刷一層含有聚合水泥砂漿、環(huán)氧樹脂等物質(zhì)，起到良好的保護作用，或者選擇一些抗腐蝕性較強的鋼筋和材料。而且，在砼的養(yǎng)護工作中，如果溫度低于5℃，需要用布蓋住混凝土，并澆適量的水，保證混凝土在一定時間之內(nèi)水分充足，混凝土養(yǎng)護的條件必須要符合以下標(biāo)準(zhǔn)：

（1） 混凝土初期養(yǎng)護的時間。必須要根據(jù)實際的溫度確定。混凝土養(yǎng)護要求如表1。

表1 混凝土養(yǎng)護要求

（2） 澆筑養(yǎng)護時間的長短。普通的水泥或者礦渣攪拌的水泥，必須要超過7d，而摻入緩凝劑的混凝土，則必須要超過14d。

（3） 澆水次數(shù)。為了保證混凝土在養(yǎng)護期間，處于濕潤狀態(tài)，應(yīng)按照表2、表3進行養(yǎng)護。尤其在初期階段，由于水泥水化作用快，導(dǎo)致水分流失快，所以澆水的次數(shù)要多一點，而溫度較高時，水分流失也快，同樣也需要多澆。

表2 澆水次數(shù)表

表3 覆蓋時間表

由此可知，當(dāng)混凝土強度大于3.5MPa時，即可進行下一道施工工序。

2.3 預(yù)防混凝土基礎(chǔ)出現(xiàn)不均勻沉降

對于混凝土基礎(chǔ)出現(xiàn)的不均勻沉降，可以選擇減少工程結(jié)構(gòu)的自重，根據(jù)現(xiàn)場的施工情況，合理布置施工作業(yè)，并適當(dāng)調(diào)整混凝土的結(jié)構(gòu)。但是，需要注意的是減輕自重，控制混凝土基礎(chǔ)的沉降，會造成整體結(jié)構(gòu)的自重增大，影響工程整體的穩(wěn)定性，出現(xiàn)不均勻沉降，所以反之，在實際操作的過程中，必須要控制自重，并制定相應(yīng)的預(yù)防措施。

2.4 塑性收縮裂縫的預(yù)防方法

第一，應(yīng)選擇符合要求的原材料，比如干縮值小、普通硅酸鹽水泥或者強度高的硅酸鹽等。第二，必須嚴(yán)格控制水灰比例，并摻入添加劑，加大混凝土的承載強度，從而減少含水量和含水泥量。此外，在混凝土澆筑之前，必須要浸透基層和模板，并在混凝土表面一層涂上薄膜，預(yù)防混凝土被浸濕。第三，在高溫和大風(fēng)時，可以設(shè)置一些遮蔭和防風(fēng)的安全設(shè)施，以此保護混凝土結(jié)構(gòu)不被破壞。

2.5 沉陷裂縫的預(yù)防方法

為了提高基礎(chǔ)的穩(wěn)定性，必須要對松軟土質(zhì)的地基進行處理。為此，相關(guān)的技術(shù)人員可以根據(jù)實際的施工情況，制定地基處理方案，從而夯實地基。此外，要想保證模板的強度和剛度符合現(xiàn)場的施工要求，必須要進行詳細地分析，并制定施工方案。這樣，才能有效地保證地基受力均勻。而混凝土在澆筑的過程中，必須要注意混凝土不能被水浸透，模板拆除時需要注意拆模板的方式和順序。一般情況下，拆除模板之前，必須要注意混凝土的強度是否符合設(shè)計規(guī)范要求，如表4，若混凝土的強度達不到設(shè)計要求，則需要進一步確認(rèn)具體的拆除方法。

總之，對于混凝土模板的拆除，必須要注意一定的方式方法。

（1） 對于不承重的側(cè)模板，比如，梁和柱、墻側(cè)面的模板，只需要注意在拆除的過程中，保證其混凝土表面以及轉(zhuǎn)角部位不出現(xiàn)損壞即可；

（2） 承重模板，比如，梁和板等水平結(jié)構(gòu)的底模板，應(yīng)當(dāng)根據(jù)混凝土的試驗結(jié)果，保證混凝土的強度符合設(shè)計要求，便可以拆除模板；

（3） 在拆除模板時，如果發(fā)現(xiàn)混凝土的強度達不到設(shè)計要求，仍進行拆除，則存在安全隱患，這時，必須要立即停止拆除工作，在混凝土強度達到設(shè)計要求后，再進行模板的拆除；

（4） 對于已經(jīng)拆除模板或者支架的混凝土結(jié)構(gòu)，可以在混凝土強度達到要求后再進行后續(xù)施工，保證其承載強度能夠滿足設(shè)計的要求。如果混凝土在施工時的荷載效應(yīng)低于使用階段，則必須要進行詳細的核算，同時設(shè)置加固措施，保證其安全性和穩(wěn)固性；

（5） 拆除預(yù)留洞口的內(nèi)部模板時，必須要保證其中的混凝土強度不會出現(xiàn)塌陷或者裂縫的情況下，再進行拆除。

表4 底模板拆除時的混凝土強度要求

2.6 施工管理的方法

首先，現(xiàn)場必須要加強技術(shù)管理，并定期地開展培訓(xùn)活動，提高相關(guān)技術(shù)人員的專業(yè)技術(shù)和綜合能力。在整個工程建設(shè)的過程中，技術(shù)是硬道理，它貫穿于所有施工作業(yè)流程。所以，必須要建立嚴(yán)格的技術(shù)交底制度，并落實每一個技術(shù)人員的職責(zé)與工作范圍，同時，加強現(xiàn)場的質(zhì)量監(jiān)督管理力度，從而保障工程質(zhì)量。另外，必須嚴(yán)格按照相關(guān)的技術(shù)規(guī)范，驗收竣工工程。其次，必須實施全面的質(zhì)量管理，保證工程的建設(shè)質(zhì)量。在管理的過程中，質(zhì)量管理和目標(biāo)管理是非常重要的，為此，相關(guān)的管理人員可以進行分層管理，將不同范圍的工作進行分層，進行逐一管理。這樣，既便于管理，也便于監(jiān)督。

3 結(jié)語

綜上所述，碼頭施工過程中，混凝土產(chǎn)生裂縫的原因有很多種，比如，承載強度不足，導(dǎo)致基礎(chǔ)出現(xiàn)不均勻的沉降，荷載導(dǎo)致應(yīng)力裂縫，溫差過大，養(yǎng)護工作的不完善等方面。為了預(yù)防這些影響因素的產(chǎn)生，必須要注意前期混凝土的配合比設(shè)計，以及施工過程中澆筑混凝土的溫度和后期的養(yǎng)護等方面的工作質(zhì)量。此外，工程整體的施工管理也是非常重要的，它可以有效地協(xié)調(diào)各項工作之間的關(guān)系，保證每一個環(huán)節(jié)的工作能夠有條不紊的進行。

[1] 邱江. 混凝土裂縫的預(yù)防和處理及其在工程中的應(yīng)用[D]. 重慶：重慶大學(xué)，2015.

[2] 楊藝冠. 鋼筋混凝土超長碼頭胸墻的裂縫控制實踐[D]. 天津：天津大學(xué)，2012.

[3] 曲藝. 工程結(jié)構(gòu)中混凝土裂縫控制技術(shù)研究[D]. 青島：中國海洋大學(xué)，2010.

[4] 陳曉寒. 開裂混凝土的氯離子侵蝕研究[D]. 北京：北京工業(yè)大學(xué)，2016.

[5] 彭杰. 高樁碼頭樁基鋼套筒灌漿修補技術(shù)在實際工程中的研究及應(yīng)用[D]. 淮南：安徽理工大學(xué)，2017.