碼頭工程胸墻大體積混凝土溫度裂縫控制

劉 闖

（中交第三航務工程局有限公司廈門分公司， 福建 廈門 361000）

0 引言

根據混凝土結構實物體積大小，對混凝土進行分類，并規定幾何尺寸大于、等于1m 的混凝土結構為大體積混凝土，大體積混凝土是碼頭施工的重要材料，其質量會直接影響到整體施工質量，從工程中發現，混凝土內部的膠凝材料對溫度異常敏感，同時會受到水化作用的影響，一旦內外溫度變化差異較大，很容易因為收縮出現裂縫，嚴重影響碼頭工程質量。為此，以下將分析大體積混凝土裂縫出現的原因，并提出防治措施。

1 工程案例

本工程泊位是為兩個5 萬噸級多用途泊位、一個消拖泊位及預留工作船泊位一個5 千噸級多用途泊位、工程泊位的總長度為1306m，排布形式為矩形布置，其中胸墻頂面高程+5.7m，頂寬2 米、底寬8.5 米、高度為3.7 米，第二層方量為80m3。

2 胸墻混凝土發生溫度裂縫的成因

胸墻大體積混凝土結構（幾何尺寸大于、等于1m），并于2019 年10 月份今進行澆筑作。，進行混凝土澆筑階段，必須要注意養護作業，因為混凝土內部結構存在遇熱收縮的特性，當澆筑進行期間，便會在水化作用下使材料內部溫度驟然飆升，混凝土內部結構發生變化，不斷向外擴張，膨脹變形，當內部溫度降低時，便會收縮變形，混凝土在此階段內，抗拉強度受到沖擊，大幅下降，降溫引起的變形與材料形成一對互相作用的拉應力，當拉應力超過混凝土的抗拉強度，便出現裂縫，這就是溫度裂縫，溫度裂縫大小與對沖拉應力大小與混凝土自身強度等因素有關，因為材料存在一定的差異性，所以不同混凝土產生的裂縫大小不盡相同。為了防止胸墻產生溫度裂縫，應該重視施工中的澆筑環節，根據施工情況，合理設計胸墻主體結構混凝土施工方案，重點突出溫度裂縫的防控內容，加強混凝土養護力度，從而可以有效的控制溫度裂縫生成。

3 胸墻混凝土溫控標準和溫控原則

收集大量胸墻混凝土澆筑階段的數據，對混凝土在澆筑階段，內部溫度變化情況已經有了大體的了解，為保證胸墻不出現溫差過大的情況，需要做好混凝土溫度控制工作，并根據收集數據分析得到的溫度變化趨勢，制定防控標準，胸墻澆筑溫度、混凝土在入模溫度、胸墻內部最高溫度、混凝土內表溫差需要依次控制在30℃、50℃、70℃、25℃范圍內。

混凝土內部結構存在遇熱收縮的特性，當澆筑進行期間，便會在水化作用下使材料內部溫度驟然飆升，混凝土內部結構發生變化，不斷向外擴張，膨脹變形，當內部溫度降低時，便會收縮變形，這便是溫度裂縫出現的主要原因。為此，需要做好混凝土質量控制工作，根據溫控標準，監控混凝土內部溫度變化，完成混凝土原材料的選擇、混凝土拌合、配合比設計、振搗、澆筑直到降溫、養護、保溫等工作，將大體積混凝土溫控控制在標準范圍之內。

4 溫度裂縫防控措施

4.1 管控原材料

混凝土水泥、摻合料、砂石等材料都是施工重要的組成材料，在工作期間，需要保證材料的應用合理，掌握證砼強度及坍落度標準，明確骨料的成分與含量，根據施工情況，合理調整混凝土水泥量。

4.2 加強養護力度

需要掌握施工情況，各段胸墻施工要求并不相同，增設散熱孔，將其放置于胸墻寬度方向的2/3 與1/3 處，根據施工環境合理的安排散熱孔的距離，同時還應該科學的選擇散熱孔設置的位置，凹陷處并不適合增設散熱孔，確定散熱孔鋼筋籠尺寸，同時還需要加固將鋼筋頂口位置的鋼筋籠，防止灰塵從縫隙中滲入，定期向散熱孔底部灌水，將混凝土所處區域的空度控制在合理的范圍內，通過胸墻降溫工作，防止溫度裂縫出現，降低工程質量。在施工階段還需要明確很多細節，混凝土水泥制備期間，需要合理的管控原材料，明確摻合料、砂石等材料的使用數量，選擇低水化熱水泥，還需要保證混凝土水泥減水率占減水劑的百分之二十以上，摻和料采用選用Ⅱ級粉煤灰，根據施工要求，保證項目的塌落度與砼強度符合工程要求，明確摻和料及骨料的含量，這樣便能降低單位體積混凝土的水泥用量，有效的將施工成本控制在合理區間內。除此之外，還應該重視養護工作，確保混凝土養護時間不低于兩周的時間，并在混凝土表面覆蓋防護材料，避免雨水、暴曬等原因，破壞混凝土結構，保證混凝土表面處于濕潤狀態，定期檢查防護材料覆蓋是否嚴密，防止混凝土因外界因素出現質量問題。

4.3 溫度監控工作

在澆筑工作之前，必須整理好溫度裂縫預防方案，召開施工會議，將內容傳達給每個參與作業的人員，并根據方案內容，完成施工準備工作，鋪設溫度傳感器裝置，進行這項工作的時候，還應該注重細節，采用透明膠布包裹傳感器測頭，通電試驗檢測裝置是否可以正常適應，開展澆筑作業之前，務必保證準備工作與試驗工作進行完畢。當準備工作結束后，需要加強澆筑環節監管工作，溫度測試在混凝土澆筑期間進行，多次實驗，測試混凝土溫度。

分析以往澆筑作業，發現混凝土在澆筑開始后，溫度將持續升高，峰值一般集中于澆筑作業后的3～4 天之間，為此需要重點加強這兩天的溫度監測工作，根據方案內容，初期以2h 為一循環，測試混凝土內部溫度，逐漸延長監測周期時間，根據掌握的數據，分析溫度變化規律，直到溫度變化趨于穩定，其中胸墻混凝土共分5 層布置溫度監測點，其中冷卻水水溫測點、養護水水溫測點的位置應該根據施工現場靈活設置。監測期間可以掌握胸墻混凝土溫度的變化情況，發現溫差過大時，必須要盡快采取行動，根據工作情況結合溫控標準，采取應對手段，控制溫度裂縫出現。

5 裂縫補救措施

根據溫度裂縫標準數值，將胸墻澆筑溫度、混凝土在入模溫度、胸墻內部最高溫度、混凝土內表溫差依次控制在30℃、50℃、70℃、25℃范圍內，定時檢測胸墻內部溫度，如果澆筑階段，胸墻并沒有出現裂縫，說明混凝土溫度裂縫防控工作進展的非常理想。對沿裂縫走向騎縫鑿深度大于30mm 的U 型凹槽，為了保證工程項目的質量，能夠達到施工要求，需要在工作開展之前，清除槽內松散層中的浮灰、油污。除此之外，還需要制定裂縫修補方案，根據裂縫超出規范要求，合理選擇修補手段。使用環氧樹脂充填裂縫，與同條件下的混凝土無明顯差別，修補效果優異，可以大范圍應用。

6 施工注意事項

進行現場監測之前，項目負責人需要進行現場勘察，結合施工要求，判斷并確定危險源，根據溫度裂縫標準數值以及施工方案，擬定防范措施，編寫及應急預案，選擇的防范技術需要具有可行性，開展工作之前，必須進行安全教肓和安全交底，確保現場工作人員了解施工內容，加強監管力度，明確每個工作人員的職責，保證現場工作人員可以按照工藝流程開展監測工作。工作能否順利進行，還需要全面的考慮施工情況，做好協調、統籌工作，鋼筋安裝、混凝土澆筑等現場作業隊伍需要遵循現場協調人員的調配，服從命令，確保施工可以順利進行，這是溫度裂縫防控工作可以有序開展的重要保障。

7 結語

混凝土硬化期間，容易因為水化作用，破壞混凝土內部結構，這便是裂縫情況出現的主要原因，施工環境的平均溫度在30℃左右，而胸墻澆筑后混凝土溫度不低于78℃，內外溫度差異過大，變會在水化作用下，破壞混凝土內部結構，掌握混凝土裂縫原因之后，需要在胸墻澆筑階段，注重養護作業，增設散熱孔、淡水足量供應，控制混凝土內部溫度，靈活的根據施工環境，開展降溫工作變得異常重要。施工人員需要嚴格遵守工藝要求，項目負責人在項目成立之前，需要對現場進行實地勘察，結合施工要求，判斷施工存在的安全隱患，根據溫度裂縫標準數值，制定施工方案，擬定防范措施，編寫及應急預案，選擇的防范技術，保證施工技術應用實際工程中，可以保證工程作業順利進行，還需要進行安全教肓和安全交底，確保現場工作人員了解施工內容，加強監管力度，保證現場工作人員可以按照工藝流程開展監測工作，在施工過程中，需要加強混凝土養護力度，防止混凝土發生裂縫，提升建筑項目施工質量。