水运工程素混凝土防浪墙裂缝防治措施

2020-06-13刘颖嘉上海三航奔腾海洋工程有限公司

珠江水运 2020年10期

刘颖嘉上海三航奔腾海洋工程有限公司

1.工程概况

该项目位于东营港区内一突堤南部位置，包含东南两大围堰，其中东侧长约400m以及南侧长约1300m左右。该项目是和北侧的1#-4#通用泊位陆域堆场一起施工的，从而借助东南两侧的围堰以及早已施工完成的西侧围堰打造出一片封闭区，吹填后即可使其变为陆域，据估计陆域的占地面积可达46.18×104m2，需建围堰长度接近1700m。

2.防浪墙施工

防浪墙的结构主要是现浇混凝土，其具体位置在堤身顶端的前半部位，截面呈L型，且整个墙面高度可达4.5m。按照现场施工条件，防浪墙工程的开始需待整个围堤沉降工作大致完成，并将各个伸缩缝段作为施工单位，每个单位都需细化为两部分，第一部分为底板，另一部分则为墙身。

2.1 底板施工

待围堤沉降工作基本完成后，待专业负责人审查许可后即可开始对防浪墙底板进行施工，即施工混凝土垫层，其中需结合防浪墙结构将垫层分为多个部分，提前安置、固定侧模。同时，施工所用混凝土需统一交由搅拌站拌制，并使用专门的输送车运送至施工现场，借助溜槽、平板振捣器以及木蟹等设备完成底部混凝土垫层的浇筑。

待垫层施工结束，则可开始测量放样。整个防浪墙的侧模原材料为组合钢模板，钢模板后侧需安装φ48mm的钢管竖楞，同时各个钢管之间需间隔1m，横向需增添两条10槽钢管。墙身和底板衔接的位置需制作异形模板，同样需给异性模板增设2根φ48mm钢管，将钢管与顶杆衔接；除此之外，还需为底部的钢筋配置1条尺寸为100mm×50mm的方木，方木与钢筋之间需增设木块使其连接紧密。

在陆地搅拌站中统一预制混凝土，并由输送车将其运送至施工场所，借助溜槽、平板振捣器以及木蟹等设备完成底部混凝土的浇筑。其中下灰应由斜面往前施工、振捣需使用70型振捣棒，且在整个底部浇筑结束后需静置0.5h左右再开始浇筑侧面。

2.2 墙身施工

对与墙身部分的施工需待底板混凝土强度达到设计标准后才可进行，在开始墙身施工前需先拆除底部的倒角部模板，并清理事先外伸墙身钢筋表层的混凝土，还需对二次浇筑结合面完成凿毛处理，以清理表层浮浆与混凝土碎屑。

待清除工作全部结束后，可开始立设上层模板。上层模板的主要原料是钢框胶合材质，需借助吊机加以安装，同时模板厚度应为18mm、宽度为2m，模板背部还需安装2条φ10mm槽钢，钢管之间的间距应为1m。除此之外，横向上模板内外侧均需设置3条φ13mm槽钢管，并用φ18mm对拉螺杆将其连接为整体。整个防浪墙可分为内外两部分，用圆台型尼龙衔接器将其连接起来。

模板拆卸需在施工后1～2d进行，拆除后需给墙面粉刷M9混凝土养护剂。除了要对模板表层进行清理，还需给表层涂抹润滑油。待外模拆除后，取出尼龙圆台型连接器，并用砂浆将原先连接器的位置完全堵住。

2.3 防浪墙施工质量保证措施

虽然防浪墙施工难度不高，然而因其形态会影响整体美观性，因此施工决定按照以下原则，以保障最终成果符合设计标准：

（1）注重对选材的质量控制，在进行施工前需再次进行质量检测，确保各材料质量达到标准才能投入使用。同时考虑到需事先测试水泥性能，因此，材料的准备量需超过实际需求。性能指标参照表1。

（2）防浪墙施工需注重提升外部美观性，因此在安装过程中，需严格管理线形与顶面的高度差，需进行反复测试与修改。除此之外，模板需提前试拼，且需定期对其进行养护。

（3）在放样过程中需时刻保持严谨的态度，直线部位每隔5m需进行一次标注，待放样结束后需及时审查，待整个模板安装结束后，还需审查其上口部位的整齐状况，以保障其整体线形顺直。

3.裂缝原因分析

通常情况下，混凝土出现裂缝的因素众多，除了会受到混凝土原料选择、成分配比、技术工艺、原本结构等影响，还会受到一些外部因素的干扰。

经由现场测试发现，该项目内防浪墙混凝土的温度值上限可达80℃以上，但引起导热性能不强，致使其表层水化热量散退之后其内部温度仍然偏高，其内外最大温差可达36℃，因而致使温度应力产生。待混凝土表层拉应力超越抗拉强度上限就极易出现裂缝，因此混凝土出现裂缝的最根本原因就是受到拉应力的影响。

此外，在用水量恒定的情况下，水泥掺量每增加10%，拌制所得的混凝土收缩增加5%；若水泥用量恒定，此条件下用水量每增加10%，对应混凝土强度下降幅度高达20%。表明，应合理设计混凝土中各类原材料的用量，采取科学的配合比，通过此方式避免开裂。若遇到大风天气或是现场气候偏高，均会带来混凝土大幅收缩现象，在缺乏合理的温度控制手段时，混凝土内外温差过大，最终产生温度裂缝。振捣作业时，施工所用振捣棒的插入方式不合理或是存在漏振的情况时，最终成型的混凝土密实性欠佳，各处的材料分布均匀性不足，总体性能难以满足预期要求，甚至会伴随明显的脱水现象；此外，若拆模时机不当，如时间提前，此时混凝土在未达到强度要求时则承受大量应力，随之开裂。

表1 混凝土技术性能

4.裂缝治理的主要措施

为了减少裂缝数目、缩短裂缝宽度，项目部通过分析混凝土材料选材、成分配比与各个施工流程，并结合本项目实际施工流程，总结出了以下几点防治方案：

（1）可提升配合比设计，即适当减小各立方内混凝土中的水泥含量，并将掺合料由原先的单掺修改为双掺。换句话说，可以将各立方内水泥用量减小10kg，将矿粉用量减小50kg；与此同时，需在其中增加粉煤灰，即每立方需添加55kg粉煤灰。经过修改配比，可以避免因水泥用料减小防浪墙强度不达标的情况。

（2）可以为其增加钢筋网片：施工人员可在距顶层防浪墙直立面下3m之间添加一层3mm厚的网片，其大小应为长宽10cm的正方形。

（3）适当添加块石数目。结合对相关工程内的防浪墙研究可知，在制造防浪墙原料中增添块石能够适当降低裂缝出现的数目，同时其裂缝宽度也会得到控制。通过与未增添块石的防浪墙进行对比，更是证实了块石的作用。起初施工人员在施工过程中只增加了5%的块石，而后期却将块石增添量翻到了2～3倍。通过该项目可以看出，要想使得该措施有效，需将其掺加量增至15%。

（4）还需要注意对混凝土进行养护：①施工人员为模板增设保温板，因为模板具备良好的导温性能，而混凝土表层热量极易消散，因而为使其温度得到控制，缩小混凝土内外温度差异，可以给模板外表层加设一定厚度的泡沫板，借助胶水等物品将其固定在模板表层；②适当延后拆模时间，将施工后的拆模时间延至5d后；③在拆模后需对其进行保温保湿管理，除去常用的刷养护液等方法，还需在刷养护液、盖布条后继续加增塑料彩条布，以便加强恒温效果。