重力式码头胸墙面层裂缝防治及施工处理技术

陈毓凡

（中交三航（厦门）工程有限公司，福建 厦门 361000）

在开展重力式码头施工时，胸墙面层裂缝是较为常见的问题，这类问题的产生不仅不利于提高重力式码头的外观形象，还会缩短重力式码头的使用寿命。文章以实际工程为例，对胸墙面层裂缝的产生原因进行了具体的分析，然后介绍了相应的防治措施，旨在提高重力式码头胸墙面层整体质量。

1 工程概况

文章涉及的工程码头岸线全长为280m，陆域面积约15.32万m2。码头结构为重力式沉箱结构，沉箱长度、腰宽、前趾宽分别为14.95m、12.8m、1.2m，沉箱重量2000t。预制沉箱箱内下部需要抛填中砂，然后将混合倒滤层设置在中砂上。在前仓格上半部分现浇胸墙，然后将靠、系船舶设施安装在现浇胸墙上，胸墙后填砂石，并且需要将工艺管带设置在其上面。沉箱基础施工的过程中主要应用到了10～100kg抛石基床，文章对其裂缝出现的原因和具体的防治措施进行了分析，旨在避免码头胸墙面层出现裂缝问题。

2 重力式码头胸墙面层裂缝分类与成因

2.1 裂缝分类

较为常见的混凝土裂缝形式有变形裂缝、温度裂缝与干燥收缩裂缝。导致变形裂缝出现的原因大多是混凝土内水分快速地蒸发，使得路面发生裂缝，这种裂缝一般在竖向尺寸较大的混凝土表面比较容易出现；导致温度裂缝产生的主要原因大多是混凝土内外温差较大，这种裂缝一般在混凝土完成浇筑后的2～7h后出现[1]；导致干燥收缩裂缝产生的主要原因是混凝土中毛细水或者吸附水的蒸发，这种裂缝通常在公路路面养护工作停止后出现。

2.2 裂缝成因

（1）混凝土的自身特性。导致码头胸墙面层裂缝最为主要的原因就是混凝土的自身特性，作为一种复合型施工材料，混凝土在外部温度环境发生变化的时候，会逐渐地硬化，与此同时，原有的混凝土体积也在发生变化。在各种因素的作用下，混凝土内部的应力变化将导致混凝土结构微裂缝的产生，如果得不到及时的处理，混凝土就会出现严重的裂缝问题。

（2）混凝土面层结构特征。作为一种大面积薄层结构，混凝土面层的厚度和长度的比值较小，下部已经完成浇筑的混凝土结构会约束面层混凝土的收缩变形。如果混凝土面层长时间暴露在空气中，其中的水分会蒸发，面层的收缩程度就会加大，再加上胸墙混凝土相对刚度值较大，对面层混凝土的收缩变形十分不利，最终导致面层的收缩应力过大，如果这个应力超出混凝土的极限抗拉强度，就会直接导致裂缝的产生[2]。

（3）混凝土应力集中。在特定方向上，坑井的抵抗应力较小，混凝土发生硬化的时候，预埋件的边角位置会出现应力的变化，如果这时极限抗拉强度较大，就容易导致裂缝。

3 重力式码头胸墙面层裂缝防治施工技术

3.1 设置科学的混凝土配合比

在开展实际施工的时候，必须合理地控制混凝土配合比，提高混凝土结构的强度和耐久性，同时也能更有效地控制混凝土面层的裂缝问题。配置混凝土的主要材料有低热水泥以及天然中粗砂，要求控制混合料的水灰比不能超过0.45。根据当前的施工要求，为了避免混凝土的收缩现象，一般不需要格外应用粉煤灰等轻质的掺合料。

3.2 确保正确的混凝土浇筑流程

混凝土的浇筑工作通常对施工环境有着特定的要求，一般来说，混凝土浇筑不能在高温的环境下开展，如果因为实际施工需要，必须在夏季高温天气开展施工，那么骨料堆场必须搭设遮阳棚，并且尽量将浇筑工作设置在晚上进行。吹干胸墙表面位置，冲洗面层，并且采取有效的措施对其进行养护，合理控制养护时间（必须超过6h）。在开展混凝土搅拌作业施工时，必须严格按具体的规范标准进行，合理控制混凝土的搅拌时间，并且分批次将定量的聚丙烯纤维加入混凝土中，持续搅拌4～5min。在运输混凝土的过程中，需要应用到翻斗车，为了避免混凝土产生离析现象，运输过程必须保证平稳。施工人员必须保证抹灰均匀，并且根据混凝土的硬化时间确定压浆抹面次数，如果混凝土硬化时间较长，需要适当地增加抹面次数。为了保证混凝土可以快速达到初凝状态，需要在混凝土中添加适量的聚丙烯纤维。完成以上工作后，就可以对混凝土进行养护，应用土工布进行洒水养护，保证混凝土面层的湿润度，避免混凝土干湿状态快速交替导致裂缝问题的产生。

3.3 降低面层和胸墙间的约束应力

在面层钢筋中铺设钢筋网片，并预留出25cm的空间。在实际施工的时候，为了降低胸墙面层约束力，完成顶面的抹平工作后，不需要对其进行凿毛处理，只有这样，才能保证和提高胸墙结构整体性，进而降低混凝土界面约束力。

3.4 减小并释放徐变应力

混凝土面层属于薄板结构，受日照、水化热、环境温度等因素的影响，面层混凝土的温度容易发生变化。比如下午完成浇筑的混凝土，随着环境温度逐渐下降，混凝土面层结构几乎不存在内外温差过大的情况，原因是混凝土内部的水化热被逐渐降低的温度所中和，使得水化热峰值也有所降低；而上午完成浇筑的混凝土的情况则恰好相反，随着气温不断升高，混凝土的水化热不能快速地释放出来，导致混凝土水化热峰值有所增加，更容易产生裂缝。所以，混凝土的浇筑应尽量在下午气温逐步下降的时候进行。另外，如果涉及切割混凝土，必须待混凝土的强度达到8～10MPa时方可进行，合理控制锯缝深度约为混凝土面层厚度的1/3[3]。

3.5 增大面层整体抗拉强度

将双层钢筋网设置在面层混凝土内部，进一步提高混凝土的抗拉强度，用以抵抗面层使用过程中所产生的应力。

3.6 减小应力集中影响

在切缝的位置设置钢筋网，针对垂直可能产生裂缝的方向，需要设置两层钢筋网，避免边角位置因为应力过于集中，最终导致裂缝的产生。

3.7 使用公路防裂贴

胸墙顶面位置是最容易产生裂缝的位置，裂缝的产生不仅延长了胸墙的徐变时间，还增加了整体水化热时间，为了控制施工过程，尽量保证施工进度，必须控制面层的施工在胸墙徐变未完成之前进行。为此，可以应用公路防裂贴，以避免应力的产生。防裂贴的使用可以缩短裂缝扩散到面层的时间，保证胸墙垂直裂缝可以一直向着水平的方向发展，减少裂缝尖端应力过于集中的问题发生。另外，防裂贴还具有较好的隔离效果，可以充分地将开裂的胸墙和面层隔离开，避免裂缝问题传递到混凝土面层结构中。

3.8 胸墙裂缝修复

严格按交通部相关规定开展胸墙混凝土裂缝的修复工作，在选择具体的治理措施的时候，必须综合考虑裂缝的实际形状、深度以及宽度。水运工程钢筋混凝土裂缝宽度限值如表1所示。若混凝土裂缝的宽度没有超过宽度限值，一般不需要开展裂缝修复工作，而一旦混凝土裂缝的宽度超出了宽度的限值，就必须及时采用有效的方法进行修复，较为常见的修复方法有应用灌浆的方法对贯穿性裂缝进行处理、应用覆盖法对浅层裂缝区域进行处理，如图1所示。

4 结束语

综上所述，胸墙面层对于重力式码头来说是非常重要的组成结构，所以，控制胸墙面层的裂缝问题，对于保证重力式码头的运行质量具有十分积极的意义。为了达到这个目标，必须合理地设置混凝土配合比，严格按混凝土浇筑流程开展混凝土浇筑，避免码头胸墙混凝土面层产生裂缝问题，进一步提高整个重力式码头的工程质量。

表1 水运工程钢筋混凝土裂缝宽度限值 单位：mm

图1 混凝土裂缝修复方法