港口施工中混凝土裂縫的成因分析與對策

【摘 要】在港口施工中，通常需要一次性澆筑大體積的混凝土，而這種大體積混凝土在澆筑中非常容易出現裂縫而給施工的順利進行帶來困難。本文將結合施工經驗，分析港口施工中混凝土裂縫的形成原因，并提出相應的預防與補救措施，為今后的施工提供參考。

【關鍵詞】混凝土施工；裂縫成因；預防；治理

1.港口施工混凝土結構的特點及類型

港口施工中通常使用的是防水型混凝土，其自身具有良好的密實性，而且具有較強的防水抗滲能力的鋼筋混凝土或整體式混凝土結構。這種結構的混凝土不僅具有承重大、抗滲能力強的優勢，而且還具有一定的耐凍融和抗侵蝕的功能。用于防水混凝土結構的施工材料非常廣泛，而且施工簡便、成本低廉，結構整體性強，具有很好的防水抗滲透性。防水混凝土結構以其明顯的優勢成為港口施工中最重要的施工材料。根據類型劃分，可將防水混凝土分為兩種：

1.1普通防水混凝土

普通防水混凝土是以普通混凝土骨料級配為基礎的，并加以調整和控制配合比，使其密實度和抗滲性得以提高的一種混凝土。混凝土硬化后，具有一定密實度的水泥砂漿會把粗骨料之間的縫隙填滿，同時將混凝土內部沿石子表面形成的連通的毛細滲水通道切斷，這樣可以使得混凝土具有良好的抗滲性。

1.2外加劑防水混凝土

通過加入適量的外加劑，使混凝土內部的組織結構得以改善而成的混凝土，成為外加劑防水混凝土，這種混凝土通過添加外加劑增強了密實性和抗滲性。外加劑的作用有吸附、分散、催化等，能與水泥的某種成分發生物理反應或化學反應，而使混凝土改性。外加劑防水混凝土的類型有加氣劑防水混凝土、減水劑防水混凝土、聚合物水泥混凝土等。

2.混凝土裂縫形成的原因

鋼筋混凝土構造物，從施工開始到投入使用后所產生的裂縫，主要是由荷載引起的，具體來說有兩種，第一種是外荷載，分為動荷載、靜荷載以及其它荷載；第二種是變形荷載，這種荷載主要是由溫度變化、收縮以及不均勻沉降引起的。施工階段混凝土產生裂縫的原因比較復雜，主要受包括設計、施工、原料等綜合因素的影響，所以要從多個方面對其加以控制。而在施工過程當中，控制引發裂縫的重點在于第二種原因引起的裂縫，原因如下：

2.1基巖或基巖不平約束引起的裂縫

（1）在堅實基巖上澆筑混凝土后，水化熱會導致其內部的溫度升高，而在降溫的過程中，由于基巖的約束作用，與基巖接觸的部分的降溫條件不同于裸露與大氣的混凝土面層，存在一定的溫差，而此時收縮的制約條件也有所區別，所以極易產生裂縫。

（2）基巖的表面有比較明顯的突變，需要將其補平。如果同時對突變部位與基礎部位的混凝土澆筑，容易產生應力集中。再加上基巖的約束，也會非常容易導致裂縫的出現。

2.2基礎不均勻沉降引起的裂縫

（1）地質不均勻的地基基礎，會導致不均勻的沉降。

（2）深厚軟基以及其吹填砂的厚度不一致，也會導致不均勻沉降。

（3）如果地基還處于較大的沉降變形過程中，非常容易產生不均勻沉降。

2.3混凝土收縮與溫度變化引起的裂縫

（1）干縮裂縫：干縮裂縫指的是，混凝土表層水分散失過快，再加上碳化作用，而導致體積收縮發生變化形成的表面龜裂。

（2）變形裂縫：當混凝土收縮變形不能得到滿足，而形成內應力、以及混凝土產生溫度應力。一旦應力超過了一定的范圍，就會導致裂縫的形成。這種情況下形成的裂縫通常具有長、寬、深的特點，而且極有可能形成超限裂縫，而且形式多樣。

（3）導致混凝土收縮量過大而產生裂縫的原因主要有水泥用量過多，水灰比過大等。

（4）如果混凝土構造物的體積較大，那么在水化熱升溫過程中，結構物的內外溫差差距會比較大，這時也極易產生裂縫。

2.4塑性變形引起的裂縫

塑性變形裂縫的形成原因是，完成混凝土澆筑之后，成型硬化的初期還處于一定的塑性狀態，混凝土由于骨料自重下沉，塑性變形，再加上早期失水而產生嚴重裂縫。

2.5結構構造收縮不均引起的裂縫

造成結構裂縫的因素是多方面的，結合以往的工程來看，具體有以下原因：

（1）裂縫容易出現在結構突變處。

（2）鋼筋保護層的厚度太大。

（3）對大面積的混凝土澆筑劃塊不合理，收縮變形過大。

3.混凝土裂縫的預防措施

3.1塑性收縮裂縫預防措施

（1）在混凝土配置的過程中，必須嚴格控制水灰比與水泥用量，選擇的石子要保證其級配的質量，降低孔隙率和砂率；而且要做到振搗密實，這樣才能減少收縮量，這樣能夠有效提高混凝土的抗裂縫強度。

（2）在澆筑混凝土前應先對基層與模板進行澆水，將其充分濕潤，這樣可以防止基層或模板吸收混凝土中的水分，而引起裂縫。

（3）要對完成澆筑的混凝土裸露表面及時進行濕潤，即用潮濕的材料將其覆蓋，并認真養護，保護其不受強風的吹襲，和烈日的暴曬。

（4）如果在炎熱的夏季，或者遇到大風天氣，完成混凝土澆筑后，要盡快對其噴水加以養護；或者混凝土的面積較大，應完成一段澆筑后，即刻養護一段。如遇到溫度特別高的天氣，要特別注意表面的抹壓與養護工作。

3.2沉降收縮裂縫預防措施

（1）做好混凝土配置與施工操作控制，嚴格控制水灰比，防止砂率過大；同時充分振搗，但要注意不能過振。

（2）遇到截面相差較大的混凝土構筑物時，要先澆筑較深的部位，待靜停1至2個小時，沉降穩定后，再與上部截面混凝土一起澆筑，這樣可以避免發生較大的沉降，而形成裂縫。

3.3凝縮裂縫預防措施

（1）明確混凝土表面刮抹的最少程度，避免過量或過少的情況發生。

（2）如果混凝土表面不夠光滑，可以通過撒稠水泥并壓光來進行改善，但絕不允許撒干水泥在混凝土的表面進行刮抹。

3.4凍脹裂縫預防措施

施工時如遇到溫度較低的天氣，特別是在0℃以下的天氣，要使用普通水泥來配置混凝土，同時注意水灰比，并加入適量的強抗凍劑，這樣可以提高早期強度。

4.混凝土裂縫的治理辦法

混凝土裂縫的治理辦法有許多，現就以下四種常見辦法做詳細介紹：

4.1嵌縫法

裂縫封堵中比較常見的一種方法就是嵌縫法，即將塑性或剛性止水材料沿裂縫鑿槽嵌填，實現封閉裂縫的目的。常見的塑性材料包括聚氯乙烯膠泥、定基橡膠等；剛性防水材料則主要為聚合物水泥砂漿。

4.2表面修補法

這種方法適合用于深迸裂縫和表面裂縫，這是因為表面裂縫的穩定性和結構承載力沒有發生變化。具體辦法是在裂縫的表面涂抹水泥漿、環氧膠泥或者用油漆、瀝青等防腐材料涂刷裂縫的表面。在防護的同時會在裂縫的表面粘貼纖維布，以保證混凝土不受到其它任何作用的影響而導致繼續開裂。

4.3混凝土置換法在處理損壞程度比較嚴重的混凝土時，采用采用置換法，即先把損壞的混凝土剔除，然后將新的混凝土或其它材料置換進去。通常使用的材料主要有，普通混凝土或水泥砂漿等。

4.4結構加固法

如果裂縫已經對混凝土結構的性能產生嚴重影響，普通的方法已經不能解決問題，這時就要采用加固法來處理混凝土的結構。結構加固中常見的方法有，加大混凝土結構的截面面積，在構件的角部外包型鋼、采用預應力法加固等方法。

【參考文獻】

［１］劉端陽，謝文良．水泥混凝七裂縫的成因與處理[J]．河南水利與南水北調，2010(6)．

［２］楊家勇．水泥混凝土路面裂縫產生的原因分析及修復技術[J]．中團科技博覽，2010(23)．

［３］劉建武.混凝土裂縫產生的成因與控制措施[J]．水運工程，2006，1．

［４］楊任之.淺談大體積混凝土裂縫產生的原因及控制施工技術[J]，科學之友，2011，2．

［５］楊光.淺談港口施工中水泥混凝土裂縫成因[J]．科技創新導報，2010，36．

［６］劉月雷．淺析港口施工中水泥混凝土裂縫成因[J].城市建設理論研究，2011，34．