重力式码头胸墙面层裂缝防治及治理

2017-12-13邓军李洪斌

珠江水运 2017年22期

关键词：裂缝防治

邓军+李洪斌

摘要：文章以实际工程为例，对重力式码头施工过程中胸墙面层混凝土出现裂缝等质量通病的原因进行了分析，然后提出了针对性的防治措施，使混凝土裂缝得到了有效的控制，值得类似工程借鉴和参考。

关键词：重力式码头胸墙面层裂缝防治

1.工程概况

海南省某码头工程设计总长度为1230m，分为靠泊、集装箱等6个泊位，位于该区域东北角，结构为重力式方块码头。施工分为基槽开挖、基床抛石、打夯、整平、方块安装、胸墙浇筑、护轮坎施工及面层施工等主要工序。

2.出现胸墙面层裂缝时建筑物会出现的现象

（1）在管沟与面层交接的位置会出现一些裂缝，且裂缝的大小和长度都不一，最长可达到护边角钢的位置。

（2）在护轮坎和系船柱护边的交界处会出现与前沿线相垂直的裂缝。

（3）在系网环位置会经常出现与前沿线相垂直的通缝。

（4）在胸墙面层的一些区域会出现龟裂问题。

3.出现裂缝的原因

3.1出现干缩裂缝的原因

混凝土中含有一定的水分，在其蒸发过程中会产生毛细管引力。而水泥在遇水后会变成混凝土硅酸钙胶体，硅酸钙胶体的内部存在着大量的微细孔隙。硅酸钙胶体在干燥的情况下，内部的水在蒸发后也会产生毛细管引力，胶体孔隙受到压缩，而硅酸钙胶体的体积会随着内部的水分不断蒸发而逐渐收缩，最终使混凝土的体积变小，出现干缩裂缝的现象。胸墙面层的干缩裂缝一般表现为网状线细裂缝，宽度要≤0.2mm。

3.2出现塑性收缩裂缝的原因

混凝土在凝结的过程中水分会快速蒸发，在蒸发的过程中产生收缩，混凝土水分快速蒸发的情况一般出现在气温高或空气流动大的区域，混凝土在水分蒸发后会出现不规则的裂缝。

混凝土出现裂缝的原因有：混凝土属于强度非常小的物体，遇水凝结后的强度表现得很小，刚凝结后的混凝土在遇到高温或大风等因素后，混凝土内的水分会快速蒸发，会产生毛细管引力和负压，从而导致混凝土的体积收缩产生龟裂现象。

3.3出现沉降裂缝的原因

造成沉降裂缝的因素有很多，具体有以下几种：由于地基的土质疏松，结构不稳定而导致的沉降；由于地表沉降不稳定而导致的沉降；因为模板的硬度达不到标准要求，且模板在支撑的过程中容易松动，这就导致了沉降的产生。沉降裂缝多都属于贯穿性裂缝，这类型的裂缝一般都向与地面垂直或与地面保持45°的方向扩散。当贯穿性裂缝较大时，会造成一定的错位，裂缝的长度和宽度与沉降值有关。当地基的结构稳定后，沉降裂缝基本会保持不变。

3.4出现温度裂缝的原因

造成温度裂缝的原因有：在混凝土浇筑作业完成后，混凝土在凝结的过程中会产生水化热，产生热量，但因为混凝土的体积较大，水化热散发出的热量不能及时散发出去，所以就导致混凝土内部的热量不均匀，温差变大，而大的温差所形成的热胀冷缩现象又会使混凝土表面产生拉应力，当产生的拉应力过大时混凝土的表面就会产生温度裂缝。因为是由于热胀冷缩产生的拉应力造成的温度裂缝，所以一般的温度裂缝的缝隙是没有规律的。贯穿的温度裂缝和梁板类温度裂缝，一般情况下都会与短边平行，且裂缝宽度不大。混凝土表面的温度裂缝在施工的过程中就会出现，而贯穿的温度裂缝短时间内不会出现，大约在混凝土浇筑完成后的两个月以上的时间里发生，裂缝的表面宽度会随着季节的变化而变化，大多是冬季宽夏季细。

4.有效避免胸墙面层出现裂缝的方法

4.1通过优化设计方案来避免裂缝出现

在设计方案前，先考察施工区域的土质构造情况，然后再根据其特点选择合适的构件和配置钢筋，做完这些准备工作后才能进行方案设计，减少裂缝发生的概率。在必要的施工区域加设防裂钢筋网，此外，为了降低混凝土出现裂缝的概率，可在混凝土中加入抗裂缝纤维。以下是避免胸墙层面出现裂缝的具体措施。

（1）为了降低裂缝出现的概率和减小裂缝的宽度和深度，在混凝土的表面下方5cm的区域设置一层钢筋网片。在与码头前沿线方向平行和垂直的区域设置钢筋一层网片，钢筋的纵横向间距均为100，直径为Ф8mm的钢筋。

（2）为了使混凝土的抗裂拉附作用变强，在施工的过程中可在混凝土中加入抗裂缝纤维。因为抗裂缝纤维的主要作用就是提高混凝土的抗拉强度，使混凝土的分散性变强，从而使混凝土表面不易出现裂缝。

4.2混凝土原材料的选用

防止胸墙面层产生裂缝的最有效的办法是从混凝土的原材料方面入手，严格控制混凝土原材料的质量和配制比例，可降低混凝土在凝结过程中散发的热量，从而使混凝土内部与混凝土表面的温差降低，这样就可降低大体积混凝土出现温度裂缝的概率，具体的方法有以下几种：选取粗骨料的时候采用连续级配的方法，细骨料采用中砂作为原材料；在混凝土中加入缓凝剂、减水剂等外加剂。选取粉煤灰作为掺合料；严格控制水灰比，在施工的过程中要严格控制单位体积用水量，减少混凝土的收缩变化；尽量选取低热矿渣硅酸盐水泥、矿渣硅酸盐水泥、粉煤灰硅酸盐水泥等水化热低、凝结时间长的水泥；所有的混凝土原材料都应该存放在阴凉、干燥的环境中。

4.3混凝土的施工过程

为了提高混凝土的抗裂能力，一般采用分层法浇筑胸墙混凝土的方法进行施工，要将每层的厚度控制在50cm内，保证混凝土的密实度能达到施工的要求。为了防止混凝土在振捣过程中出现漏振的情况，在振捣器开始作业时要遵循先近后远、先外后内的原则，每次振捣器的移动间距应该保持在其半径的1.5倍之内。在振捣作业的过程中，应将振捣棒垂直快速插入混凝土中，然后慢慢拔起，反复作业，直至混凝土内的水泥浆漂浮在混凝土表面，混凝土表面的气泡消失才能停止作业。为了使混凝土振捣均匀，必须要将振捣间距控制在25～30cm之间，捣棒在混凝土中作业的时间应该保持在30s以上，且振捣器至模板的距离始终要控制在15cm以内。此外，在靠近模板的区域内要将振捣间距缩短，振捣时间加长。

4.4胸墙面层的养护工作

对胸墙面层进行养护工作也是防止其出现裂缝的重要手段，在胸墙浇筑作业完成后，需在胸墙面层上预留4个约30cm深的测温孔，并在每天早、中、晚对测温孔进行3次测温，测温的间隔时间为6h，并利用测出的数据绘制成曲线图，用来判断温度与裂缝的关系。胸墙的养护时间要在20d以上，要有专业的工作人员进行数据记录和养护工作。

4.5胸墙裂缝修复的具体方法

在对胸墙混凝土裂缝修复的过程中应严格遵守交通部《水运工程混凝土质量控制标准》（JTS202-2-2011）的规定来进行修复工作和选取修复方法，对不同环境下码头胸墙出现裂缝的形状、宽度、深度选择相应的措施进行治理。水运工程钢筋混凝土裂缝宽度限值的具体数据如表1所示。

如果混凝土的裂缝宽度超过上表规定的裂缝宽度限值，要及时有效地进行修复治理工作，具体措施有以下几种：对于出现贯穿性裂缝的区域，选取灌浆的方法进行处理；对于出现浅层裂缝的区域，选取采用覆盖法的方法进行处理，如图1所示。

如果混凝土的裂缝宽度没有达到上表规定的裂缝宽度限值时，可以不进行裂缝修复工作。

5.结束语

综上所述，在进行胸墙面层裂缝防治时，需从材料、设计、施工、管理等多个方面入手，分段设计胸墙，并合理布置胸墙钢筋，增设防裂钢丝网或防裂钢筋网，加强施工管理，制定合理的施工方案，进而达到防治胸墙面层裂缝的目的。