港口航道工程大體積混凝土裂縫的施工控制技術

唐光文 廣西新港灣工程有限公司司

港口航道工程（Portand Channel Engineering）的建設目標——為新建或改建港口與航道和相關配套設施等所進行的勘察、規劃、設計、施工、安裝和維護等各項技術工作，為工程實體的順利完成提供幫助。盡管如此，受工程周圍附屬及其主體水環境因素影響，導致混凝土大面積侵蝕與破壞，在施工環節，通過施工控制技術的應用，能防止施工后出現的大體積混凝土裂縫問題，通過技術手段達到預期施工質量控制結果。

1.工程概況

以珠江八大出海口門之一的崖門港口航道工程建設中的強臺風回淤疏浚工程為例，出海航道整治工程：5000t。疏浚工程全長和工程量分別為41km、250萬m3；航道尺度7.2m×90m（通航水深×航寬）。施工環節中嚴格與招標文件和設計圖紙保持一致，整體上確保施工現場勘測和實際工程條件、工期、驗收相一致，行施工“安全、經濟、環保、如期”布置；施工測量交由SDH-13D和GPS型全球衛星定位系統來完成。應坐標點測試、復核現場控制網總平面結構圖，確定工程具體施工位置、相關搞成控制、相關軸線確定；其他周邊附屬位置以混凝土結構為保護重點。本次疏浚施工，主要以船上作業為主，交由附屬船只和挖泥船來完成，工程開展中，為防止混凝土裂縫出現，確保混凝土攪拌機設備性能和狀態穩定；在此基礎上，為滿足施工安全性、可靠性、經濟性特征，施工前技術人員均統一參與行業培訓，據以往大體積黃凝土裂縫情況進行案例講解并嚴格施工技術控制。

2.大體積混凝土施工控制技術

2.1 大體積混凝土施工控制原因

從以往大體積混凝土裂縫產生對工程安全影響，就施工技術人員而言，要求他們掌握相關設計方法，以在港口工程、航道工程設計上如魚得水；具備基本職業技能如規劃、勘測、設計、施工和管理等；在施工充分前了解行業規范、政策法規；掌握相關施工動態和基本方法；具備科研能力、學習能力，并能解決諸如混凝土裂縫問題能力。

混凝土施工保護環節，受內外部溫度影響、構造筋材料選擇、結構斷面用量等不同，導致工程質量效益不一。究其原因，在于混凝土抵抗拉力強度＜混凝土各部位差異應變形成的拉應力產生的裂縫。外部溫度變化與混凝土內部結構改變中外力的強力作用；另一方面受混凝土收縮產生的裂縫，成因為氣候干燥、混凝土內部水分蒸發、碳化反應、水化收縮。三則，混凝土澆筑后將水分吸收，并且實現水化作用；且溫度對混凝土裂縫的影響為大體積裂縫產生的主因。

2.2 大體積混凝土施工控制技術與方法

基于以往港口航道工程施工建設中，以疏浚工程為例的大體積混凝土裂縫產生原因分析。要求在具體的施工階段，通過細節化管理對其裂縫進行全面掌握，在高規格的科學化技術控制中，將潛在的裂縫扼殺。務求針對混凝土自身特性產生的裂縫、化學反應引起的裂縫、混凝土結構受力引起的裂縫、施工工藝及流程造成的裂縫等原因進行及時解決；進而以預防性措施如嚴格控制混凝土施工配合比、嚴格控制混凝土的溫度應力、做好裂縫計算。做好混凝土的澆筑和振搗、做好后澆帶的施工。在處理措施上，采用表面修補法，灌漿、嵌縫封堵法，結構加固法，混凝土置換法，電化學防護法、仿生自愈合法等措施加以控制。

（1）混凝土配合比。混凝土配合比設計是港口航道工程疏浚工程中的重要一環，是順利施工、工程質量和混工程成本控制的有效方法。主要設計依據為：《普通混凝土配合比設計規程》(JGJ55-2011)《混凝土結構施工質量驗收規范》(GB 50204-2015)《混凝土質量控制標準》(GB 50164-2011)……基于此，主要調整步驟為：

圖1 混凝土施工工藝流程圖

表1 疏浚工程步驟

設試驗室配合比為:水泥:水:砂子:石子=1:x:y:z，現場砂子含水率為m，石子含水率為n，則施工配合比調整為:1:(x-y＊mz＊n):y＊(1+m):z＊(1+n)。

基于此，從質量上加以控制，需要施工技術人員強化施工流程和具體操作細節，以為港口和航道施工工程保質保量提供施工工藝技術支持。具體施工工藝如圖1所示。

（2）施工環節對混凝土溫度的控制。混凝土溫度受使用前的內部溫度和竣工后大面積成型后承受的外力作用影響，在控制層面強化對著兩方面的施工技術控制。施工人員要強化在加冰和注水環節層面對混凝土進行內部降溫，務求內外溫度一直，如此，在施工中才能控制和消除裂縫。常規來講，夜間施工更能通過攤鋪來實現對溫度的有效管控。

（3）施工條件上加以改善。基于混凝土在港口和航道基礎工程建設中的重要性，實際操作環節通過技術防控，強化施工人員的技術方法和手段，對后續施工大有裨益。以冬季施工為例，要求混凝土材料選擇為硅酸類鹽水泥；骨料選擇中，不含雜質、礦物質及冰塊等內容；拌合水使用前必須經過實證演練；外加劑控制和質量必須符合《GB 8076-1997 混凝土外加劑標準》；混凝土配合比、混凝土攪拌控制比常溫延長50%；混凝土的運輸中，對熱量、表層、離稀、水泥砂漿、坍落度等內容要嚴格管控，避免任一環節出錯導致的質量事故。澆筑一般要求保證砼的均勻性和密實性、結構整體性、尺寸準確、鋼筋、預埋件位置合理，拆模后砼表面平整、光潔；養護、拆模、溫度測定；混凝土試件和強度檢驗均需滿足預設要求。具體疏浚工程流程如表1所示。

（4）后期養護重點。現澆砼在正常條件下通常采用自然養護，并滿足澆筑完成后，12h以內養護；砼強度未達到C12以前，嚴禁任何違規行為的沖擊。養護工序上，可在初凝以后開始養護，12小時后終凝中澆水，并以片狀物品覆蓋保濕；澆水以保證砼的濕潤度；嚴格控制養護時間，一般在7-14天。具體步驟為：養護準備工作——砼澆筑完成后收面——覆蓋——灑水養護——完成養護。

此外，為防止大體積混凝土裂縫，養護環節，要求降低水泥水化熱，在水泥選料、合理水灰比、混凝土內部預埋冷卻水管上加以改進；還通過降低混凝土入模溫度、保證模內通風、摻入緩凝型減水劑；加強施工中溫度控制，加強測溫控溫、合理安排施工順序；改善約束條件，如分層分塊澆筑，在與巖石地基或混凝土墊層之間設置滑動層(隔離層)；提高混凝土的極限拉伸強度，即選擇良好級配的粗集料，嚴格控制砂石含泥量，可摻入適量的膨脹劑，振搗密實。依據大體積混凝土形狀，在易發生裂縫部位增配構造鋼筋，承受收縮拉應力。

3.結語

港口和航道施工中，大體積混凝土裂縫產生的原因較多，采取針對性預防措施和混凝土裂縫處理措施，可將潛在的影響港口和航道使用壽命，科學養護混您圖結構，在周期性養護實踐中以針對性防范措施，最大限度地通過施工技術來達到預期施工效果。