試論港口與航道工程大體積混凝土施工裂縫控制

(湖北省陽新縣港航管理局 湖北 陽新 435200)

引言

在港口與航道工程大體積混凝土施工過程中，經常會出現一些混凝土內部與外部溫度差異較大、混凝土收縮變形等情況。而大體積混凝土的施工裂縫控制也是港口與航道工程施工管理中最為重要的一個環節，由于受到各種內外因素的影響，導致混凝土的質量和效率一直無法得到保障。

一、大體積混凝土的特點

大體積混凝土的特點是基礎邊長超過二十厘米，厚度超過一米，體積大于四百平方立米，混凝土的內部與外部溫差超過二十五攝氏度之上，體積能夠影響混凝土的水化熱變化，這樣的混凝土就稱之為大體積混凝土。在很多港口與航道工程的施工過程中，再加上工程長期受到環境水的影響，因此，使用的混凝土大多都為大體積混凝土，這類混凝土也有自身的特點。

具體情況下，大體積混凝土的體積比較大，結構端面使用的混凝土總量也非常大。港口與航道工程與建筑工程相比，混凝土澆筑的方法也有所不同，因為港口與航道工程中大體積混凝土的澆筑方法是采用分縫風量進行。這樣的澆筑方式就能夠降低單次混凝土的使用量，直接提升了混凝土澆筑的質量和效率。此外，外界溫度對大體積混凝土的影響也不是非常大，尤其當混凝土內部與外部的溫差相比較大時，大體積混凝土的內部結構雖然會發生不同程度的變化，養護工作的難度也相對增加，但是施工人員可以采用冷水來降低混凝土表面的溫度，這時溫度相差就比較小，也能夠實現養護的目的。大體積混凝土內部的構造都是以構造筋為主，再加上少量的配筋，這樣就能夠為港口與航道工程在大體積混凝土施工中，不斷提升抗滲性和防腐蝕性能。

二、大體積混凝土裂縫形成的原因和分類

在港口與航道工程施工中，混凝土各個部位發生的差異，就會產生巨大的拉應力，這種拉應力相比于混凝土抗拉強度時產生的裂縫要大?；炷猎谑┕ず褪褂眠^程中，出現不同程度和形式的裂縫是一種非常普遍的現象。但是出現的裂縫并不是都能夠影響大體積混凝土結構的安全使用，因為它有一個最大的允許值。鋼筋混凝土結構出現的最大裂縫寬度主要是為了保證鋼筋不被銹蝕，因此鋼筋混凝土裂縫的寬度也必須控制在合理的范圍之內，對裂縫寬度有所限制。首先要求在正常的空氣環境中，裂縫允許寬度大約為0.3-0.4mm，其次在輕微腐蝕情況下裂縫寬度大約為0.2-0.3mm，最后是在嚴重腐蝕情況下裂縫寬度大約為0.1-0.2mm。

大體積混凝土裂縫可以按照深度的不同，氛圍貫穿裂縫、深層裂縫和表面裂縫三種情況。大體積混凝土裂縫產生的原因主要有兩種，一種是結構型裂縫，主要是由于混凝土外部的荷載力所引起的，包括一些常規結構計算中的主要應力，還有其他結構次應力所造成裂縫受力。第二種是材料型裂縫，主要是由非受力變形發生變化所引起的，由溫度應力和混凝土收縮引起。

(一)溫度裂縫

溫度是導致混凝土出現裂縫的主要因素，因此在港口與航道工程的大體積混凝土施工中，就要對混凝土內部與外部的溫差進行嚴格控制。由于混凝土在發生水化過程中，就會產生巨大的熱能，這些熱能被困在混凝土的內部，就會致使混凝土內部的溫度不斷升高。當混凝土外部與內部的溫度相差比較大時，就會導致裂縫出現。此外，混凝土在成型過程中，內部的抗拉能力相對比較差，無法與溫度變化所引起的應力抵抗，這時也會產生裂縫。

(二)收縮裂縫

(1)干燥收縮：大體積混凝土發生硬化之后，在一種干燥的環境下，混凝土內部的水分就會不斷的向外流失，這時就會引起混凝土由內部向外部發生干燥收縮變形產生裂縫。

(2)塑性收縮：當大體積混凝土表面水分蒸發的速度超過沁水表面的速度時，就會產生塑性收縮裂縫。當水泥的活性較大、混凝土溫度比較高、水灰比例比較低的前提下，混凝土在加固的過程中就會開裂產生裂縫。這時由于混凝土正處于塑性狀態，一旦受到少量的拉力，混凝土表面就會出現分布不均勻的裂縫，隨著水分的蒸發，裂縫的寬度會越來越大。

(3)碳化收縮：碳化收縮是指二氧化碳氣體與水化水泥產生的反應就導致裂縫。

(4)自身收縮：自身收縮是指混凝土在水化時，所引發的一種收縮導致裂縫產生。

三、港口與航道工程中大體積混凝土施工裂縫控制的有效策略

(一)將大體積混凝土的施工裂縫合理進行控制

在巖基或者老式混凝土結構澆筑過程中，縱向分段的長度應當控制在十五米之內。在底板澆筑墻體結構時，水平距離應該大于一米左右。針對一些不適合采取施工縫的混凝土結構，可以采用跳倉澆筑和設置閉合塊的方法，來降低一次性澆筑時的長度，這樣上下兩層結構的混凝土還能夠避免錯縫澆筑。

(二)將大體積混凝土原料的配比控制在合理的范圍內

混凝土原料的配比也是提高混凝土性能的主要舉措，更能夠保證混凝土的質量。在施工中，技術人員必須結合實際的施工情況，制定出科學合理的施工標準，對配比原料進行合理控制，在攪拌和養護中必須有專業人員進行指導。

(三)將大體積混凝土施工的溫度控制在合理的范圍內

針對大體積混凝土施工溫度的有效控制，首先要控制混凝土施工開始的溫度，其次對混凝土在成型過程中的外界溫度進行控制。在今后的施工中，施工人員在混凝土的澆筑過程中，可以采用灑水、加冰等方式來降低混凝土開始的溫度，促使混凝土內部溫度與外界溫度相差臨近。此外，還要對施工時間進行合理安排，盡量選擇在夜間施工，這樣就能夠控制內外的溫度差異。在混凝土成型之后，施工人員可以采用人工控制溫度的方式，可以在表面覆蓋一些保溫材料，將溫度差異控制在合理的范圍內。

(四)改善大體積混凝土的施工約束條件

大體積混凝土施工工序安排的是否具有合理性，也是導致產生裂縫的原因。在今后的施工中，施工人員必須嚴格按照國家的相關標準進行施工，選擇最合理的施工技術，并且在實際的施工中不斷總結施工經驗。對施工方法進行不斷探索與創新，將出現裂縫的情況有效的避免。此外，還要對溫度伸縮縫進行密切關注，降低混凝土結構的溫度約束情況。

(五)加大后期的養護力度

混凝土在澆筑過程中和成型過程中的養護工作是最重要的環節，因此在今后的施工中，施工人員必須密切注意混凝土表面的溫度。在混凝土成型時，在表面覆蓋一定厚度的草墊或者灑水來避免在干燥收縮過程中產生裂縫。此外，施工人員一定要重視養護工作，定期對混凝土進行養護，養護時間應當控制在兩周以上。

結語

綜上所述，只有在今后的港口與航道工程大體積混凝土施工中，對混凝土出現裂縫的原因進行認真分析，不斷結合實際的施工情況，提出各種有效的解決措施，才能給提高混凝土的施工效率和質量，才能為我國港口與航道工程提供堅實的保障。