港口工程中混凝土裂縫控制研究

周桂龍，馮擎

（上海東華建設管理有限公司，上海 200000）

港口工程中，混凝土可以根據不同的建筑規(guī)模分成兩大類：一般混凝土以及大體積混凝土。在實際操作中，需要根據混凝土不同的規(guī)模，針對性地采用不同的技術。工程中的混凝土裂縫會給港口工程帶來極大的危害，大大降低整個工程的質量，近幾年，在混凝土問題上相關行業(yè)也給予了更多的關注和研究，有效解決了混凝土裂縫問題，這對港口工程混凝土施工的管控有著十分重要的現實意義。

1 港口工程混凝土結構裂縫的種類

1.1 塑性收縮裂縫

在港口工程中，混凝土的部分往往面積較大，混凝土在施工早期容易快速凝結成塊，產生多余的熱量，因此常常會產生裂縫，通常的做法是在混凝土材料中加入定量的凝結劑和石塊等來避免。然而，在混凝土沒有完全凝結前，混凝土的狀態(tài)是塑性的，在這個時候如果沒能做好養(yǎng)護工作，很容易就會使混凝土表層的水分蒸發(fā)，從而產生混凝土的裂縫。塑性裂縫更容易在炎熱、干燥的環(huán)境中出現，其形狀也呈現不規(guī)則狀態(tài)，是很常見的混凝土裂縫種類。

1.2 溫度裂縫

在混凝土的內里和外層存在著較大的溫差，導致混凝土收縮程度產生不均勻現象，繼而出現了內應力?；炷亮芽p會出現主要就是因為內應力已經大于其抗拉強度。通常情況下，水泥的水化反應易在混凝土結構的施工起始階段和施工結束階段出現。在這兩個時期，水泥會散發(fā)過多熱量，使得混凝土內部結構的溫度上升。水泥持續(xù)水化階段，混凝土結構的內部溫度也會逐漸升高，直至達到一個峰值，再慢慢回落。相對于表層的混凝土結構，其與外部空氣的接觸面積大，熱量易散發(fā)，混凝土內部結構的熱量會散發(fā)得更加緩慢，因而產生一定的溫差。溫差會導致混凝土內部與外部的收縮程度不一致，產生變形，繼而產生內應力，一旦內應力的大小超出了混凝土的抗拉強度，裂縫再次產生。與塑性收縮裂縫相比，溫度裂縫的深度更深，形狀往往是上下或左右方向貫穿，給港口工程中的混凝土結構的整體性和耐久性帶來了極大的麻煩。

圖1 胸墻結構圖

圖2 胸墻裂縫圖

2 港口工程中混凝土裂縫產生的原因

2.1 材料方面的原因

不同種類的水泥材料混合很容易引起裂縫的產生。不同種類的水泥，其產生的干縮變形各不相同，例如，礦渣水泥的干縮變形程度就要大于硅酸鹽水泥干縮變形的程度，在實際施工過程中，沒有注意區(qū)分水泥種類，沒有制定相關的預防措施，這樣會大大增加混凝土裂縫出現的可能性。這要求設計人員和施工人員要熟練掌握不同種類水泥的性質，以及混合后會出現什么反應。

2.2 混凝土的收縮

還有一種也可歸為材料本身的原因就是混凝土自身的收縮。根據上一小節(jié)所提到的，港口工程中的混凝土裂縫一般分為塑性收縮裂縫和溫度裂縫兩類。當混凝土表層所接觸的環(huán)境過于干燥時，那么其內部水分也會隨著混凝土的硬化而散發(fā)，大量水分蒸發(fā)，混凝土結構的內外會產生不同程度的收縮變形，從而形成裂縫。干燥裂縫與塑性裂縫出現的原因主要就是混凝土結構中大量水分的散發(fā)。此外，還有一種情況就是混凝土外部溫度過高或者水泥活性過大，同樣會產生裂縫。工作人員在施工時一定要將混凝土的這些特性充分考慮到。

2.3 施工條件和施工工藝

上面兩個產生裂縫的原因都屬于材料本身性質的原因，而在施工過程中，人為原因也占據著很大的部分。施工時，人為因素導致的混凝土裂縫主要是指施工工藝或施工條件的不斷變化。如果不能合理控制外部環(huán)境的變化，例如環(huán)境的溫度和濕度等條件，導致混凝土內部結構產生內應力，當產生的內應力超過水泥的抗拉強度時，混凝土就會產生裂縫，這一點已在1.2小節(jié)中作了說明。因此，在實際施工過程中，施工人員要合理把握施工環(huán)境的變化，運用恰當的施工工藝進行調整，將外部因素可能對混凝土造成的不利影響降到最低。

3 港口工程中混凝土裂縫控制措施分析

3.1 優(yōu)化設計

優(yōu)化設計是為了在施工之前提前預防混凝土裂縫的產生，需要設計人員掌握相關的知識并具有實踐經驗。在設計時，如何處理混凝土的“抗”與“放”的關系是我們最為關心的問題。“抗”是指混凝土結構在外力作用下會產生一定程度的變形，因此，設計人員需要采取適當的措施來控制混凝土結構的形變量，以避免裂縫的產生?！胺拧笔侵富炷两Y構在沒有特定的約束力時形變空間不足。另外，在設計時，還應有效處理混凝土因結構斷面發(fā)生突變而導致應力集中的問題。設計人員可以添加一些補償機制來降低因混凝土變形而產生裂縫的可能性，加強混凝土抗裂性。

3.2 合理控制原料的質量

原料是工程質量的決定性因素，在施工時，要嚴格按照標準來選擇水泥種類及強度級別，碎石和砂石等材料要與所選擇的水泥級別相適應。施工時，嚴格根據施工技術規(guī)范進行配比，合理使用各種添加劑。施工時若是需要使用膨脹劑，需要對其進行實驗，以保證它不會對施工質量造成不利影響。

3.3 做好施工過程中的溫度控制工作

溫度是造成混凝土結構裂縫的隱形殺手。氣溫過高，則混凝土在熱脹冷縮的作用下，極易產生裂縫。而混凝土的厚度則決定了裂縫形成、混凝土結構的損壞程度?；炷猎胶?，散熱性能就會相對越低，越容易產生較大裂縫。所以在溫度的控制方面，要注意以下幾個方面：①降低水泥的用量、改善骨料級配，可以采用干硬性混凝土，加入混合料，還可以采用添加引氣劑或塑化劑的方法，來保證混凝土結構的同時，減少水泥的用量；②在對混凝土進行攪拌時，需要加入涼水冷卻碎石，實現混凝土降溫的目的；③在混凝土中添加水管，向水管內注水，人工降低混凝土的溫度；④制定合適的拆模時間，如果外界溫度降低，則需采取表面保溫措施，防止混凝土受到溫度突變的影響；⑤在寒冷天氣施工時，也需要采取表面保溫措施，施工時盡可能采用低水化熱品種的水泥。

3.4 加強混凝土施工的養(yǎng)護力度

就算在材料上進行了選擇，使用了最佳的材料，也不能忽視對混凝土結構的養(yǎng)護工作，只有做好混凝土結構的養(yǎng)護工作，才能降低環(huán)境對混凝土的侵蝕程度，所以相關的技術人員要能夠保質保量地去做好混凝土結構的養(yǎng)護工作。做好養(yǎng)護工作不僅能夠防止混凝土中的水分大量流失，還能夠避免混凝土在受熱不均的情況下出現裂痕。與此同時，要想做好混凝土的養(yǎng)護工作，還要注意以下幾點：①適時養(yǎng)護。在施工中，為保證混凝土的水分充足，一般采取邊澆筑邊覆蓋的方法。通常做法是，在其表面覆蓋塑料袋，使混凝土呈密封狀態(tài)，再用土工布、麻袋、棉氈等材料覆蓋以達到保濕效果。養(yǎng)護工作須在混凝土澆筑完成后立即展開以保證混凝土在7天以前的硬化早期能得到合理的保護；②測溫控制。對于大體積混凝土，需要在其內設測溫探頭以實時監(jiān)控其內部溫度，采取適當的措施，保證混凝土的內外溫度差始終在合理范圍內。

4 結語

綜上，混凝土裂縫問題是港口工程中最不容忽視的問題之一。在實際施工過程中，技術人員應做好設計和規(guī)劃，深入了解混凝土裂縫形成的原因，在實踐中不斷提出更優(yōu)化的解決方案。工作人員要對混凝土工程進行長期的監(jiān)測，盡量避免意外的發(fā)生?；炷亮芽p問題的解決對提升我國港口工程的品質有著極大的推動，促進我國港口工程事業(yè)不斷向前發(fā)展。