解析港口航道工程大体积混凝土施工裂缝的控制措施

    余凯+黄苑婷

    摘 要：文章以港口航道工程中大体积混凝土施工裂缝的控制措施为论点，首先阐述了大体积混凝土在港口航道工程中的施工技术要点，而后混凝土的内外温差、水泥水化热、混凝土内部收缩、及养护不到位等四方面分析了重点从大体积混凝土裂缝产生的原因，最后应通过采取严格控制设计与施工的规范性、合理控制原料的配合比、采取温控防裂措施及加强后期结构性养护等措施，控制航口航道中混凝土裂缝的产生。

    关键词：港口与航道工程；大体积；混凝土裂缝；控制措施

    中图分类号：U61 文献标识码：A 文章编号：1006—7973（2017）06-0057-02

    随着我国在建港口和航道项目的增多，大体积混凝土在这些工程中使用的数量在不断增加。大体积混凝土在使用过程中存在诸多严重问题，如果在施工时不能很好的控制这些问题，那么必然会影响整个工程的质量。因此，对大体积混凝土施工裂缝问题进行分析，制定相关的解决策略是本文研究的重点。

    1 港口航道大体积混凝土施工的要点

    通常而言，混凝土体积会导致其使用中水化热变化（内外温差在25℃以上），达到这些要求的结构形式才可以称之为大体积混凝土。在港口等大型工程项目施工过程中，由于建筑物体长时间的浸泡在水中，所以建设结构体一般选择大体积混凝土的结构形式进行施工。

    在施工过程中，大体积混凝土的主要特点是体积较大，其整个截面面积相对较大，在浇筑过程中，该工程一般选择分层浇筑的方式，通过这种施工方式，能有效减少原料的使用量，且能提升施工效率，对实现成本节约有着重要的作用。然而，在施工过程中，由于受到外界因素的影响较大，特别是外界温差相差较大时，会给混凝土的内部构造产生较大的影响，从而导致出现裂缝，给后期的施工养护带来极大的不便，基于此，在施工过程中，可采用浇水的方式，从而降低表面结构的温度，实现养护的目的；另一方面，由于大体积混凝土结构的内部一般含有结构筋，而结构筋的存在能够有效提升混凝土的抗渗性与腐蚀性，从而提升工程的整体质量。

    2 大体积混凝土性能裂缝的原因

    由于港口与航道其所处环境比较特殊，故而极易出现裂缝，导致其产生裂缝的原因较多，无论是由于内外温差，还是水化热的反应所造成的，都给后期的养护工作带来较大难度，从而加剧裂缝的产生，导致港口与航道整体性能的下降。

    2.1 混凝土内外温差

    混凝土内外温差比较大的形成原因非常多，基本是由于材料厚度、水泥含量及类别、使用温度等，而以上因素又会极易导致混凝土产生裂缝，当然导致裂缝问题的产生还有其他潜在因素。因此，在施工过程中，为了有效控制大体积混凝土裂缝的产生，必须合理控制混凝土体内的温度差，如果材料的降温速度比升温要快，裂缝一般出现在升温的过程中，另外一种可能是出现在冷却时期，升温造成的裂缝呈现不规则的变化形式，而冷却产生的裂缝一般是贯穿整个内部的长裂缝，此时对于混凝土的质量影响最大。

    2.2 水泥水化热

    混凝土浇筑完成之后，水泥水化过程中会形成大量的热量，造成内部升温急剧上升，然而气温在下降时，会导致整个结构存在较大应力。混凝土在达到了最高的温度之后，自身散热之后会迅速降温，直到与环境温度一致时。升温后的散热过程，由于内外散热的速度不同，从而导致外部温度高于内部。

    这样，内外温度的不均匀变化，使得整个混凝土的结构都存在着同一方向的梯度变化，从而造成变形反应的一致性，导致混凝土内外结构存在一定的压力差，如果该温度产生的拉应力大于混凝土自身的抗拉强度，此时便会形成裂缝[2]。

    2.3 混凝土内部收缩

    大体积混凝土的体积比较大，在施工过程中的各个位置温差应力不相同，裂缝一般出现在较为薄弱的区域内。在钢筋混凝土的结构中，其拉应力一般是由钢筋所承受，混凝土只承受压应力。混凝土在水化过程中会产生大量的热量，其内部组织温度持续上升，拉应力也就随之产生。在后期的降温时段，此时混凝土受到了较大的拉应力，如果其超过了混凝土承受的最大抗拉强度，则会发生裂缝。

    2.4 养护不到位

    混凝土内部温度变化不明显，但是其结构的表层湿度变化比较大，比如养护不到位或者是干湿度不均匀的情况，表面就会形成一定量的干缩变形情况，这样也会产生裂缝。

    3 港口航道工程中大体积混凝土控制裂缝的方法

    在港口航道工程大体积混凝土施工过程中，首先技术人员以及施工人员必须对裂缝给予足够重视，防止由于人为因素，而造成裂缝的产生。同时，加强预防管理措施，制定科学化的施工和养护方案，选取恰当的施工方式，尽可能的避免裂缝的出现和形成，确保工程的质量达标。

    3.1 严格控制设计与施工的规范性

    设计是控制质量的关键，最佳的设计方法能有效防止裂缝的产生，所以设计人员应该结合港口航道所处位置的地理环境和气候条件，以科学、合理的施工方法为基础，形成一套科学完整的设计方案，积极控制施工质量，提高工程质量水平，最大限度的减缓裂缝的产生。

    3.2 合理控制原料的配比

    材料的选取会直接影响整个工程的质量，在施工开始之前，应该根据工程的需要选择合适的水泥种类和强度级别，尽量不使用强度太高的水泥，要注意工程中选择与水泥级别相同的碎石或者砂石等原料，同时严格按照施工的技术规范进行配比，根据工程实际需要适当的添加掺加剂。如果必须要使用膨胀剂，则应该根据不同的效果和品种进行选择，然后通过试验来验证是否合理，并且选择出最佳的材料配置，切实保证工程质量。

    3.3 采取温控防裂措施

    在施工过程中，做好骨料的配级，使用一些具有干硬性的材料制作混合料，同时在配料中加入塑化剂等，尽量减少水泥使用量；混凝土在搅拌时可以加入淑芬，通过添加剂的应用能够很好的降低其温度；在夏季施工的过程中，浇筑时应该严格控制浇筑层的厚度，厚度应该尽量控制在500mm以下，通过厚度的控制，能够保证整体结构具有良好的散热性能，避免大量温差裂缝的出现。

    另外，在二层浇筑过程中，第一阶段的混凝土施工要在初凝前完成，并且根据混凝土的结构选择不同的区域进行温度的测量，定时测量混凝土结构的内外温度，然后根据不同的氧护方法来降低温差。根据工程实际情况进行拆模，该过程中值得注意的是，需要減少混凝土结构温度的持续下降而产生较大的温度梯度出现，避免出现裂缝。

    3.4 加强整体结构的养护

    在施工过程中，混凝土在浇筑完成后，以及成型结束后的养护工作非常重要，在养护过程中，养护人员需要掌握混凝土表面结构的温度变化情况，防止其表层由于洒水量不足等现象出现，控制混凝土裂缝的产生。此外，施工人员应该在预定的时间内进行充分的养护，要引起足够的重视，该过程的养护时间一般要控制在两周以上。

    4 结语

    综上所述，港口航道工程由于其施工的特点，大体积混凝土的使用量非常大，但是在实际施工中，由于种种因素的影响造成了其结构出现了不同程度的裂缝现象。因此，在施工过程中，需要根据工程实际情况，选择合适的施工材料以及恰当的配合比，科学的进行施工，严格进行管理，同时还要重视混凝土的养护工作，这样才能够避免出现较为严重的温差裂缝，切实的提高港口工程的质量。

    参考文献：

    [1] 李伟达，黄锡钢，桑培亮. 水工大体积混凝土裂缝成因与防裂措施[J]. 港口科技. 2011（09） ：43-44.

    [2] 白生强，武英杰，杨玲. 浅析水工大体积混凝土结构裂缝成因及控制[J]. 中国高新技术企业. 2013（19） ：49-50.

    [3] 鲁少林，高小玲. 水工大体积混凝土裂缝产生的原因与预防措施[J]. 水电站设计. 2008（03） ：321.

    [4] 张谊，聂维中. 大体积混凝土裂缝控制施工措施——以金水沟特大桥群桩基础承台工程为例[J]. 科技信息（科学教研）. 2012（32） ：157-159.

    [5] 念红芬，杨华舒，华静. 水工大体积混凝土温度裂缝成因及对策研究[J]. 云南水力发电. 2015（04）：33-34.