碼頭工程胸墻大體積混凝土溫度裂縫控制

戚建功

摘 要：文章通過對某碼頭工程胸墻大體積混凝土施工中出現的溫度裂縫進行檢測和分析，采取相應防裂措施，總結大體積混凝土溫度裂縫控制經驗。

關鍵詞：大體積；混凝土；裂縫；控制

1 大體積混凝土定義

混凝土結構物實體最小幾何尺寸不小于1m的大體量混凝土，或預計會因混凝土中膠凝材料水化引起的溫度變化和收縮而導致有害裂縫產生的混凝土。

2 工程概況

某五萬噸級泊位碼頭工程項目位于西南某港口城市，屬亞熱帶海洋性氣候。碼頭面標高6.3m，碼頭長度278m，胸墻混凝土設計強度為C40。碼頭共34個胸墻結構段，胸墻為矩形斷面結構，長12.76m，寬4.95m，高3.05m。碼頭胸墻澆筑形式為罐車運送砼，現場勾機下灰，采用？準70mm插入式振搗棒分層振搗。XQ01段胸墻澆筑完成后第3天拆模后發現，胸墻南北側、后側1/2處，自胸墻頂口向下各出現了3道裂縫。

3 裂縫檢測情況

現場委托有資質的檢測單位對裂縫進行檢測。檢測工作依據中國工程建設標準化協會標準《超聲法檢測混凝土缺陷技術規程》，使用儀器為設備裂縫綜合測試儀（型號ZBL-F800）。本次檢測共完成3條裂縫15個剖面檢測。其中裂紋深度檢測工作按照《超聲法檢測混凝土缺陷技術規程》技術要求進行，采用單面平測法，用回歸分析法對檢測數據進行分析處理。裂縫深度檢測根據聲波在混凝土中傳播會產生繞射的原理，將發射、接收換能器分別布置于裂縫的兩側，發射換能器發射的聲波繞過裂縫的下緣到達接收換能器。通過聲波在混凝土中傳播的時間、傳播速度和換能器間的間距，計算裂縫深度。檢測結果如下：

4 裂縫成因分析

混凝土硬化期間釋放大量水化熱，使混凝土內部溫度不斷上升，混凝土內外溫差較大產生溫度應力裂縫，加上XQ01段未設置散熱孔，淡水供應不及時，灑水養護滯后，導致產生裂縫，經過實測溫度，胸墻澆筑后混凝土平均溫度在80℃以上，大氣溫度在32℃左右，內外溫差大于25℃，澆筑完5天溫度降至45℃左右。降溫措施不到位是導致產生溫度裂縫的重要原因。

5 采取措施及裂縫控制效果

5.1 對混凝土水泥、砂石、摻合料等原材料進行控制

在后續施工中，選用低水化熱水泥、摻加減水率大于20%的高效減水劑，摻和料采用選用Ⅱ級粉煤灰。同時在保證砼強度及坍落度要求的前提下，提高摻和料及骨料的含量，以降低單方混凝土的水泥用量。

5.2 采取布置散熱孔、加強養護等施工措施

后續各段胸墻施工中，在胸墻寬度方向1/3、2/3處設置兩排散熱孔，均按2m間距梅花布點，避開坑、井處。散熱孔鋼筋籠采用直徑？準8mm圓鋼做箍筋，箍筋直徑？準50mm，間距500mm，豎筋采用6根？準14mm螺紋鋼，高度為3.2m，將箍筋與豎筋焊接牢固，外側包裹免拆模板網，待鋼筋籠安放到位后將對應處鋼筋綁扎牢固，同時用免拆模板網將鋼筋頂口按鋼筋籠直徑進行加固，避免漏灰，散熱孔內養護期間灌滿淡水，定期把常溫水灌入散熱孔底部進行水循環，利用循環水對胸墻進行降溫。養護由專人負責，養護時間14天，保證混凝土表面持續濕潤，表面覆蓋嚴實。

5.3 定時對胸墻內部溫度進行檢測

在后續施工的胸墻混凝土內部預埋測溫導線，每天每4個小時測溫一次，并形成記錄。通過對XQ02和XQ03段進行溫度檢測發現，XQ02段澆筑完成第2天內部溫度達到80～85℃，散熱孔內部水溫60～62℃，第3、4日胸墻內部溫度在70～75℃，散熱孔內水溫40～45℃，5、6日內部溫度穩定在70℃以下，散熱孔內溫度在40℃以下，7日之后內部溫度基本在40℃左右，散熱孔內溫度在30℃左右，內外溫差控制在10℃左右。XQ03澆筑完成開始測溫溫度變化同XQ02基本相似，溫度穩定后符合規范混凝土內外溫差應在25℃內的要求，可以停止測溫。

通過以上措施，后續澆筑的各段胸墻均未發現裂縫，胸墻裂縫得到有效控制。

6 裂紋修補措施

就抗滲而言，縫寬≤0.05mm的無須修補，未超過表中限值的一般不作處理，超過表中限值的裂縫一般應予修補，根據縫深、縫型、鋼筋保護層厚度等情況，綜合判斷，確定修補方案。根據以上規范要求及實測數據，三條裂縫深度均未超過保護層厚度（胸墻保護層厚度為7cm），裂縫寬度只有北側裂縫超出規范要求。對XQ01段胸墻混凝土裂縫定期進行跟蹤檢查檢測，及時掌握混凝土裂縫隨時間的發展變化情況，待裂縫穩定不再發展以后，擬對北側裂縫按規范進行修補。

沿裂縫走向騎縫鑿深度不小于30mm和寬度不小于20mm的U型凹槽，清除槽內松散層、油污、浮灰和其他不牢附著物，用環氧樹脂砂漿（環氧樹脂：二丁脂：乙二胺：水泥：細砂=1：0.17：0.08：1：3）刷于裂縫處，自然晾干，并盡量使環氧樹脂砂漿填滿U型槽，填塞過程中注意不得污染非修補區域。再用白水泥砂漿（普通水泥：白水泥：干砂：107膠：膨脹粉：水=1：1.5：3.75：0.25：0.25：1.1）進行修補，使用鐵抹子壓實壓光不少于三遍，在用塑料薄膜粘貼養護。2～3天后用帶有砂紙磨片的角磨機修補處進行整體打磨后，再用細砂紙打磨一遍，使之外露面平整光滑，然后用107膠水混合物（水：107膠=10：1）濕潤表面后，用白水泥（普通水泥：白水泥=1：1.5）干粉擦拭若干遍，直到表面光滑和混凝土原色接近為準。

依據《超聲法檢測混凝土缺陷規程》，經超聲波檢測，裂縫被環氧樹脂充填后，與同條件下的混凝土無明顯差別。檢測結果顯示修補方案是可行的。

參考文獻

[1]水運工程混凝土施工規范[S].

[2]超聲法檢測混凝土缺陷技術規程[S].

[3]港口水工建筑物修補加固技術規范[S].