试论港口与航道工程大体积混凝土施工裂缝控制

(湖北省阳新县港航管理局 湖北 阳新 435200)

引言

在港口与航道工程大体积混凝土施工过程中，经常会出现一些混凝土内部与外部温度差异较大、混凝土收缩变形等情况。而大体积混凝土的施工裂缝控制也是港口与航道工程施工管理中最为重要的一个环节，由于受到各种内外因素的影响，导致混凝土的质量和效率一直无法得到保障。

一、大体积混凝土的特点

大体积混凝土的特点是基础边长超过二十厘米，厚度超过一米，体积大于四百平方立米，混凝土的内部与外部温差超过二十五摄氏度之上，体积能够影响混凝土的水化热变化，这样的混凝土就称之为大体积混凝土。在很多港口与航道工程的施工过程中，再加上工程长期受到环境水的影响，因此，使用的混凝土大多都为大体积混凝土，这类混凝土也有自身的特点。

具体情况下，大体积混凝土的体积比较大，结构端面使用的混凝土总量也非常大。港口与航道工程与建筑工程相比，混凝土浇筑的方法也有所不同，因为港口与航道工程中大体积混凝土的浇筑方法是采用分缝风量进行。这样的浇筑方式就能够降低单次混凝土的使用量，直接提升了混凝土浇筑的质量和效率。此外，外界温度对大体积混凝土的影响也不是非常大，尤其当混凝土内部与外部的温差相比较大时，大体积混凝土的内部结构虽然会发生不同程度的变化，养护工作的难度也相对增加，但是施工人员可以采用冷水来降低混凝土表面的温度，这时温度相差就比较小，也能够实现养护的目的。大体积混凝土内部的构造都是以构造筋为主，再加上少量的配筋，这样就能够为港口与航道工程在大体积混凝土施工中，不断提升抗渗性和防腐蚀性能。

二、大体积混凝土裂缝形成的原因和分类

在港口与航道工程施工中，混凝土各个部位发生的差异，就会产生巨大的拉应力，这种拉应力相比于混凝土抗拉强度时产生的裂缝要大。混凝土在施工和使用过程中，出现不同程度和形式的裂缝是一种非常普遍的现象。但是出现的裂缝并不是都能够影响大体积混凝土结构的安全使用，因为它有一个最大的允许值。钢筋混凝土结构出现的最大裂缝宽度主要是为了保证钢筋不被锈蚀，因此钢筋混凝土裂缝的宽度也必须控制在合理的范围之内，对裂缝宽度有所限制。首先要求在正常的空气环境中，裂缝允许宽度大约为0.3-0.4mm，其次在轻微腐蚀情况下裂缝宽度大约为0.2-0.3mm，最后是在严重腐蚀情况下裂缝宽度大约为0.1-0.2mm。

大体积混凝土裂缝可以按照深度的不同，氛围贯穿裂缝、深层裂缝和表面裂缝三种情况。大体积混凝土裂缝产生的原因主要有两种，一种是结构型裂缝，主要是由于混凝土外部的荷载力所引起的，包括一些常规结构计算中的主要应力，还有其他结构次应力所造成裂缝受力。第二种是材料型裂缝，主要是由非受力变形发生变化所引起的，由温度应力和混凝土收缩引起。

(一)温度裂缝

温度是导致混凝土出现裂缝的主要因素，因此在港口与航道工程的大体积混凝土施工中，就要对混凝土内部与外部的温差进行严格控制。由于混凝土在发生水化过程中，就会产生巨大的热能，这些热能被困在混凝土的内部，就会致使混凝土内部的温度不断升高。当混凝土外部与内部的温度相差比较大时，就会导致裂缝出现。此外，混凝土在成型过程中，内部的抗拉能力相对比较差，无法与温度变化所引起的应力抵抗，这时也会产生裂缝。

(二)收缩裂缝

(1)干燥收缩：大体积混凝土发生硬化之后，在一种干燥的环境下，混凝土内部的水分就会不断的向外流失，这时就会引起混凝土由内部向外部发生干燥收缩变形产生裂缝。

(2)塑性收缩：当大体积混凝土表面水分蒸发的速度超过沁水表面的速度时，就会产生塑性收缩裂缝。当水泥的活性较大、混凝土温度比较高、水灰比例比较低的前提下，混凝土在加固的过程中就会开裂产生裂缝。这时由于混凝土正处于塑性状态，一旦受到少量的拉力，混凝土表面就会出现分布不均匀的裂缝，随着水分的蒸发，裂缝的宽度会越来越大。

(3)碳化收缩：碳化收缩是指二氧化碳气体与水化水泥产生的反应就导致裂缝。

(4)自身收缩：自身收缩是指混凝土在水化时，所引发的一种收缩导致裂缝产生。

三、港口与航道工程中大体积混凝土施工裂缝控制的有效策略

(一)将大体积混凝土的施工裂缝合理进行控制

在岩基或者老式混凝土结构浇筑过程中，纵向分段的长度应当控制在十五米之内。在底板浇筑墙体结构时，水平距离应该大于一米左右。针对一些不适合采取施工缝的混凝土结构，可以采用跳仓浇筑和设置闭合块的方法，来降低一次性浇筑时的长度，这样上下两层结构的混凝土还能够避免错缝浇筑。

(二)将大体积混凝土原料的配比控制在合理的范围内

混凝土原料的配比也是提高混凝土性能的主要举措，更能够保证混凝土的质量。在施工中，技术人员必须结合实际的施工情况，制定出科学合理的施工标准，对配比原料进行合理控制，在搅拌和养护中必须有专业人员进行指导。

(三)将大体积混凝土施工的温度控制在合理的范围内

针对大体积混凝土施工温度的有效控制，首先要控制混凝土施工开始的温度，其次对混凝土在成型过程中的外界温度进行控制。在今后的施工中，施工人员在混凝土的浇筑过程中，可以采用洒水、加冰等方式来降低混凝土开始的温度，促使混凝土内部温度与外界温度相差临近。此外，还要对施工时间进行合理安排，尽量选择在夜间施工，这样就能够控制内外的温度差异。在混凝土成型之后，施工人员可以采用人工控制温度的方式，可以在表面覆盖一些保温材料，将温度差异控制在合理的范围内。

(四)改善大体积混凝土的施工约束条件

大体积混凝土施工工序安排的是否具有合理性，也是导致产生裂缝的原因。在今后的施工中，施工人员必须严格按照国家的相关标准进行施工，选择最合理的施工技术，并且在实际的施工中不断总结施工经验。对施工方法进行不断探索与创新，将出现裂缝的情况有效的避免。此外，还要对温度伸缩缝进行密切关注，降低混凝土结构的温度约束情况。

(五)加大后期的养护力度

混凝土在浇筑过程中和成型过程中的养护工作是最重要的环节，因此在今后的施工中，施工人员必须密切注意混凝土表面的温度。在混凝土成型时，在表面覆盖一定厚度的草垫或者洒水来避免在干燥收缩过程中产生裂缝。此外，施工人员一定要重视养护工作，定期对混凝土进行养护，养护时间应当控制在两周以上。

结语

综上所述，只有在今后的港口与航道工程大体积混凝土施工中，对混凝土出现裂缝的原因进行认真分析，不断结合实际的施工情况，提出各种有效的解决措施，才能给提高混凝土的施工效率和质量，才能为我国港口与航道工程提供坚实的保障。