探析港口施工中水泥混凝土裂缝成因

董平

摘要：本文主要在对港口施工中混凝土结构特点及类型分析的基础上，从港口施工中水泥混凝土裂缝的成因及控制措施入手，通过工程实例探讨港口施工中的水泥混凝土施工质量控制。

关键词：港口施工；水泥混凝土；混凝土裂缝；控制措施

中图分类号：U655.56文献标识码：A文章编号：1674-3024（2016）13-224-02

前言

通常情况下在进行港口施工的过程中，需要进行一次性大体积混凝土的浇筑，并且该种大体积混凝土在进行浇筑的过程中较为容易产生裂缝问题，从而在很大程度上影响了混凝土施工进度及质量，本文基于此对港口施工中的水泥混凝土施工进行分析。

1.港口施工中混凝土结构特点及类型分析

1.1港口施工的混凝土结构特点

港口施工中所采用的混凝土大多为防水型混凝土，其具有着较好的密实性与防水抗渗能力，该种结构的混凝土不要承重性能较强，并且其耐冻融以及抗侵蚀能力比一般混凝土更具优势。另一方面，防水混凝土结构的施工材料具有广泛性，施工较为便利且工程应用成本相对较低，由此成为了港口施工中的重要施工材料。

1.2结构类型分析

（1）普通防水混凝土

该种结构类型的防水混凝土主要是采用普通混凝土骨料级配基础，同时对其配合比进行优化调整，由此提升混凝土结构的密实度和抗渗性能。在混凝土硬化完成后，采用相应密实度的水泥砂浆进行粗骨料之间的缝隙填补，最终切断混凝土内部所形成的毛细渗水通道，大大提升了其抗渗性能。

（2）外加剂防水混凝土

该种类型的防水混凝土主要是采用适量的外加剂，从而对混凝土的内部结构进行改善，增强了混凝土结构的密实性以及抗渗性。在此过程中外加剂的主要作用是通过与水泥的吸附、分散和催化作用，使得混凝土性能得到改善。当前所常用的外加剂防水混凝土结构类型主要有减水剂防水混凝土、加气剂防水混凝土以及聚合物水泥混凝土等。

2.港口施工混凝土裂缝的成因与控制

2.1裂缝成因

（1）温度应力

混凝土浇筑完成后，由于水化热作用的影响，其内部温度会逐渐上升，特别是在外部环境温度较低的情况下会造成较大的内外温差，该种影响作用下可能会超出外部荷载，从而造成裂缝问题的产生。有时仅在温度条件变化情况下就可能造成贯穿性裂缝的产生，特别是在冬季气温较低的情况下，气温差变化也是造成混凝土表面裂缝或者是深层裂缝的重要原因。但是与温度应力相比，外部气温变化对混凝土造成的影响作用和影响周期都相对较小。

（2）抗拉强度

对于混凝土材料来说，其本身属于脆性材料，所以其抗拉强度较低，由此就造成了其抗拉变形能力较小。对于港口水泥混凝土而言，其通常情况下是不配备钢筋的，或者是指在表面配置少量的钢筋，该种情况下只能依靠混凝土本身进行拉应力的承载，由此就造成了混凝土的抗拉变形能力较差，容易引发裂缝问题。

（3）施工工艺

施工工艺所造成的港口混凝土裂缝问题较多的体现在表面裂缝上，施工工艺的不合理会造成温度应力控制能力的下降，从而进一步加大温度应力所产生的拉应力，所以在进行港口混凝土施工的过程中应加强对施工工艺的合理控制。

（4）裂缝类型及成因分析

2.2控制措施

（1）加强材料及配比

首先应加强对混您土材料的优选并进行良好的混凝土配比，从而更好的进行混凝土温度变化的控制，减少裂缝问题的产生。主要应注意的是外部约束作用所产生的温度应力具有一定的补偿作用，应加强对其稳定性的控制，可以采用添加外加剂的方法从而有效改善混凝土的抗拉性和抗裂性能。

（2）优化施工工艺

施工工艺的优化改进首先可以从降低混凝土内部升温、减少基础温差和内外温差入手，通常情况下可以采用分区使用水泥并同时减少单位水泥用量的方法，通过冷却拌合水、预冷骨料以及加冰拌合等方法，从而有效的降低混凝土的浇筑温度。

其次应进一步对混凝土建筑完善后期的养生保护，从而有效减少温度和混凝土质量造成的不利影响。施工中的混凝土的早期裂缝问题大多是由水热化升温或者湿度以及环境温度变化所引起的，因此应通过上述措施加强对该方面的优化控制。

3.工程实例应用

3.1工程概况及工程施工现场特点

本工程位于舟山本岛西南部的野鸭山岸段的中部，老塘山五期码头旁边。工程量泊位疏浚95000m³，①1200mm钢管桩494根，现浇混凝土22211.98m³，预制混凝土13245.69m³，使用钢材5344.354吨，混凝土防腐52000m²。

工程地点位于舟山老塘山五期工程卸船码头下游，主要是依靠上游的卸船码头和前栈桥作为来往船舶防撞的屏障。距离岸边大约1.5km，同时该区域也是船舶从定海海域开往岑港海域的习惯性通道，具有较大的下游安全风险。

对于该施工区域来说，其还是老塘山港区避风锚地，因此在大风期间的避风船舶数量较多，可能存在着相应的避风船舶走锚的风险。

3.2建筑材料的供应情况

该项工程位于舟山本岛，建筑材料以及设备供应较为齐全，能够充分满足工程建设需要，同时对于工程中所采用的钢材等，主要是由公司物购中心进行采购并运行至现场生产区。

施工过程中所用的水泥、砂、石料以及外加剂等材料也是由公司物供中心进行采购，随后装料至搅拌船后，运输到工程施工现场，最后搅拌船进行浇砼处理。

3.3混凝土施工质量控制

3.3.1夏季施工措施

从以往的该地区施工经验来看，其在夏季最高温度可达39°同时伴有间歇性的台风侵袭，所以在进行混凝土施工的过程中应提前制定相应的防范措施：

首先，在进行夏季高温天气环境下施工的过程中，应尽量避开高温时段的混凝土浇筑，充分利用早间和晚间低温时段进行混凝土浇筑施工。

其次在混凝土施工的过程中，对已浇筑混凝土的结构物必须采取土工布进行覆盖，并相应的增加养护次数。

3.3.2冬季施工措施

该工程施工地区的月平均最低气温为1.6℃，而在极端天气环境下的最低气温为-5.8°C。如果是在冬季低温环境下进行混凝土施工中，应主要采取以下措施：

（1）进行混凝土冬季施工的过程中，如果昼夜最低气温低于-3℃时，应及时停止混凝土施。如果是处于工程进度需要，则应在向监理工程师提交相应的施工方案后，确定出详细的施工防范措施，并在经过批准后，方可进行施工作业。

（2）可以在混凝土中添加无氯盐类防冻剂或者是低温早强剂，对于有特殊抗冻性要求的混凝土可以加入相应的引气剂。必要情况下可以降低混凝土水灰比。防冻剂溶液的配置应指派专人负责，同时对防冻剂掺量进行严格控制。

（3）对于混凝土出机温度的控制应主要是在综合考虑气候环境条件、材料温度、保温方法以及运输过程中造成的热量损失基础上进行确定，从而有效确保入模温度，同时需要注意的是低温条件下的混凝土搅拌时间应比常温条件下延长50%。

（4）冬季混凝土施工的过程中，首先应在配备防冻剂和土工布对其进行覆盖养护处理，并制定相应的冬季混凝土连续施工防冻措施。已经完成浇筑的混凝土必须进行覆盖处理，并充分确保其养护温度大于5°C，从而减少混凝土成品的质量问题。

3.3.3克服质量通病

混凝土施工过程中的控制面层干裂和龟裂是混凝土面层施工中的一大通病，主要可以采用面层分条浇筑、混凝土塌落度控制、相应的增加抹面次数、严格控制抹面时间、提升抹面质量、及时切缝（需要征得业主、设计单位和监理部门的认可）来实现最终的控制面层干裂并减少混凝土面层龟裂的目的。

4.结语

港口水泥混凝土工程结构形式各有不同，在不同的情况下产生的裂缝问题又各具特点，在进行港口水泥混凝土裂缝控制的过程中应在对其产生和发展机制深入研究的基础上，对其特殊性进行探讨，随后确定相应的预防和治理策略。