港口与航道工程中大体积混凝土的施工裂缝控制体会探讨

李广蜻

摘 要：一直以来，大体积混凝土施工裂缝都是港口和航道混凝土施工中的一项难点。对港口和航道工程的质量造成了较大的影响。基于此，本文通过实际案例对港口与航道工程中大体积混凝土的施工裂缝控制体会进行探讨。

关键词：港口与航道工程 大体积混凝土 施工裂缝控制

1.案例介绍

本工程位于岚桥港港区内，日照港岚山港区北作业区30万吨级5万吨级港池航道疏浚。11-12-2-3-4-5-7-8-9-10共计10点连成的疏浚区。以上十点连线范围内港池、航道疏浚（边坡按1：5），工程水深：-20.0 m。11-12-1-2围成的水域范围内统一疏浚至-25.0m。13-23 -33-43-53-63-73围成的水域范围内统一疏浚至-11.2m。

2.大体积混凝土的施工特点

港口与航道工程的实施受水环境的影响很大。由于大体积混凝土使用量很大，其与常规建筑施工方法相比，在进行港口和航道工程大体积混凝土浇筑时，为了降低混凝土单次使用量，提高混凝土浇筑的施工效率和施工质量，一般多以分量、分缝的方法进行浇筑施工。当受到外部环境温度影响，混凝土外部和内部温差会越来越大，内部结构也会出现不同程度变化，导致养护难度增加。为了达到养护效果，多使用水管对混凝土表面进行降温。

3.大体积混凝土出现裂缝的原因

施工过程中在外力和环境温度的影响下，可能会导致大体积混凝土表面出现裂缝，对工程使用性能与工程质量造成较大影响。据分析，导致大体积混凝土出现裂缝主要有以下原因：

3.1温度因素

大体积混凝土施工时，需要将混凝土内外温差控制好。由于在水化过程中会释放大量的热量。如果热量困在混凝土内无法释放，则会导致其内部温度升高。当内部温度与外部温度相差较大时，大体积混凝土表面则会出现裂缝。另外，混凝土凝固过程中内部抗拉能力差，受温度变化应力的影响，也会出现施工裂缝。

3.2收缩裂缝

浇筑混凝土后，混凝土会吸收大量水分，当混凝土内部结构的最大抗拉强度小于收缩应力时，混凝土结构表面就会出现裂缝。在大体积混凝土施工过程中，由于混凝土总量和体积很大，产生的收缩应力也很大，出现收缩裂缝的概率也很大。

3.3其他外部因素

大体积混凝土施工过程中，化学反应、外部合作等因素也会导致大体积混凝土出现施工裂缝。在混凝土结构没有成型之前，如果施加过大的荷载，会导致混凝土中的碱骨料出现化学反应，使混凝土的内部结构发生变化，增加混凝土体积，进而出现施工裂缝。

4.大体积混凝土施工裂缝的控制

4.1选择施工材料

4.1.1水灰比的控制

在控制水灰比时，要在达到混凝土强度等级的基础上，对混凝土的水灰比进行控制。施工时，做好水灰比的计量工作，降低混凝土中水的使用量，进而避免混凝土出现收缩以及水化热的情况。本工程要求水灰比控制在0.46。

4.1.2选择水泥材料

水泥在水化反应过程中，会释放大量的热量，导致大体积混凝土的温度升高，混凝土表面出现收缩裂缝。这种情况和水泥的种类以及混凝土的使用量有较大的关系。综合考虑，本工程使用水化热比较低的矿渣硅酸盐水泥。基础混凝土的使用量为385kg/m3。

4.1.3选择粗骨料

要合理的配备粗骨料级配，在水灰比相同的情况下，尽量少使用水泥和水。在选择粗骨料时，要优先选择自然连续级配的粗骨料。为了防止出现离析的情况，不宜选择颗粒直径较大的粗骨料。本工程施工过程中，选择6～40mm连续级配的碎石作为粗骨料，并且粗骨料中不允许针片状的石屑。将含泥量控制在1%内。

4.1.4细骨料的选择

细骨料宜选择质地良好的中、粗砂，细度模数保持在2.7～2.9。适当降低水和水泥的使用量，使用质量良好的中粗砂。避免混凝土收缩和升温的情况。综合考虑，本工程使用中砂的细度模数为2.8，将含泥量控制在2%左右。

4.1.5选择外掺料

施工时，要在大体积混凝土中加入一定的粉煤灰，从而降低水化热，避免混凝土温度过高。此外，还可以提高混凝土拌合物的保水性、粘聚性和流动性。本工程施工过程中，施工一级粉煤灰。

4.1.6选择外加剂

在大体积混凝土中加入外加剂可以减少水泥、水的使用量，提高混凝土的和易性，延长混凝土的凝固时间，降低水化速度，进而避免混凝土表面出现收缩裂缝。本工程施工时选择DQ-3D缓凝减水剂作为外加剂，具有膨胀、缓凝、减水的作用。掺入时，根据水泥用量将粉末状外加剂加入到混凝土拌合料中，并搅拌一分钟。

5.大体积混凝土浇筑施工

5.1方案的制定

大体积混凝土浇筑可以使用分段分层、全面分层、斜面分层、水平面分层的施工方案进行浇筑。在进行水平全面分层浇筑时，要保证浇筑完第一层后，在第一层混凝土没有完全凝固的基础上进行二层浇筑，如此反复，直至混凝土浇筑完成。这种施工方案比较适用于长度较大或者厚度不大的工程。斜面分层浇筑施工适用于厚度较大的项目，使用此方案施工时，要从下端开始浇筑，逐渐向上移动，将浇筑层的坡度控制在1：3以内，确保工程的施工质量。本工程在进行大体积混凝土浇筑施工的过程中，按照“分层堆累、浇捣并进、一次到顶”的施工方案进行施工。振捣过程中，要对两端进行重点控制，振捣要均匀，不允许出现漏振的情况。将承台混凝土的分层厚度控制在300～500mm。

5.2二次振捣施工

试验证明，二次振捣没有初凝的混凝土，可以将混凝土因水平钢筋、泌水粗集料、水平钢筋下部出现的空隙和水分消除，提高钢筋和混凝土之间的握裹力。避免混凝土沉落产生裂缝，降低混凝土出现内部微裂的概率，提升混凝土的密实度，可以使混凝土的抗压强度增加10%～20%。在进行振捣时，要垂直插入高频率振动棒，均匀布置插点，按照慢拔、快插的原则进行振捣施工。上层混凝土要在下层混凝土没有凝固前进行，并且高频振动棒要插入下层50mm，从而将上层和下层之间的接缝消除。当混凝土表面水平不再出现明显沉落和气泡时即可停止振捣。如果振捣时间过长，会导致混凝土出现离析；如果振捣时间过短，会对混凝土的振实度造成影响。据观察发现，一般在浇筑1小时后进行混凝土的二次振捣。

5.3对混凝土进行二次抹压

对混凝土进行二次抹压，可以使初凝过程中产生的裂缝闭合。浇筑两个小时后，即可对混凝土表面进行处理。首先使用刮尺刮平，然后利用木蟹打磨，等到混凝土收水后，利用木蟹进行二次搓平、磨压，从而使收缩裂缝闭合。

5.4养护

大体积混凝土养护主要使用降温法和保温法。其中降温法指的是混凝土浇筑完成后，利用循环冷却水进行降温，降低混凝土内部与外部的温度差；保温法指的是混凝土浇筑成型后，利用电热器、保温材料、定时喷热水的方法进行养护，从而提升混凝土四周热面和混凝土表面的温度。由于降温法可以有效对结构的内部温度进行控制，具有良好的灵活性与适用性，在国内外水利工程中应用广泛。本工程主要使用降温法对混凝土进行养护，在浇筑混凝土前，首先进行通水试验，确保管道畅通性，浇筑好混凝土并进行二次抹平后，利用塑料薄膜覆盖在表面，然后使用草袋覆盖在塑料膜上。对混凝土的内外温度差进行检测。当无温度差达到报警值后，利用保温的方法降低混凝土的温度差，然后再分别使用一层塑料薄膜和草袋覆盖在混凝土表面，提高混凝土表面的保温层的厚度，降低混凝土内部和外部的温度差。本工程在整个养护过程中，将降温速度控制在1.6℃/d。

6.结论

在港口与航道工程大体积混凝土施工的过程中，要根据具体施工情况，探讨合理的裂缝解决措施和控制措施，确保港口与航道工程可以按时、保质完成，将港口与航道工程的作用充分发挥出来。当前，我国港口与航道工程大体积混凝土施工中虽然仍有裂缝问题，但是，只要选择合理的控制措施，一定会将施工裂缝控制好，保证大体积混凝土的施工质量。

参考文献：

[1]张谊，聂维中.大体积混凝土裂缝控制施工措施—以金水沟特大桥群桩基础承台工程为例[J].科技信息（科学教研），2007，（32）：91-93.

[2]鲁少林，高小玲.水工大体积混凝土裂缝产生的原因与预防措施[J].水电站设计，2008（03）106-108.

[3]白生强，武英杰，杨玲.浅析水工大体积混凝土结构裂缝成因及控制[J].中国高新技术企业.2008，（19）：21-23.endprint