論碼頭工程砼面層裂縫的成因及處理

論文摘要：本碼頭施工的面層裂縫現象較為常見(jiàn)，但不容忽視，關(guān)系到施工的質(zhì)量。碼頭混凝土砼面層裂縫表現地尤為突出。有必要采取一定的設計與施工措施，可以克服并控制住很多的裂縫。為了進(jìn)一步加強對碼頭砼面層混凝土裂縫的認識，盡量避免工程中出現危害較大的裂縫，本文對碼頭砼面層混凝土建筑物裂縫的種類(lèi)和產(chǎn)生的原因進(jìn)行分析，以方便設計、施工，找出控制裂縫的可行辦法，達到防患于未然的作用 。從幾個(gè)方面分析了產(chǎn)生的原因，并針對提出了解決的方法。
關(guān)鍵詞：碼頭 裂縫 處理方法
　　一、工程概況
　　京杭運河常州市區段改線(xiàn)工程建設的西港池全長(cháng)1195m，港區陸域占地面積247畝，碼頭前沿設置18個(gè)泊位：散貨泊位7個(gè)（1000T泊位4個(gè)，500T泊位3個(gè)），件雜貨泊位6個(gè)，多用途泊位5個(gè)。起訖樁號為6K+510～7K+705，其主體結構形式為鋼筋砼扶壁式碼頭。
　　
　　二、混凝土收縮引起的裂縫
　　
　　混凝土主要是由水泥和水發(fā)生水化反應而形成水泥膠體，將砂、石等材料膠合起來(lái)的一種非勻質(zhì)材料，其功能主要是設計用來(lái)抗壓�；炷�土的材料的非均勻性，對混凝土抗拉甚為敏感，故抗拉強度的離散程度遠大于抗壓強度�；炷�土裂縫絕大多數是由抗拉強度和極限拉伸不足而引起的�；炷�土澆筑后，其裂縫有粘著(zhù)裂縫和水泥石裂縫，粘著(zhù)裂縫主要是在混凝土干燥硬化的水化過(guò)程中，由于水泥石、骨料的干縮系數不同，在水泥石與骨料間產(chǎn)生極為微細的分裂裂縫，當混凝土受溫濕作用，產(chǎn)生內力時(shí)，粘著(zhù)裂縫就慢慢擴大，深入附近的水泥石，而在混凝土面層產(chǎn)生網(wǎng)狀連續的裂縫。
　　在沒(méi)有外部荷載作用時(shí)，施工期碼頭面層出現裂縫主要是混凝土自身的收縮變形超過(guò)其拉伸極限而引起的，而影響該變形的因素有組成材料的性質(zhì)、水灰比、外界約束、時(shí)間及環(huán)境溫濕度等�；炷�土的收縮分為硬化收縮、塑性收縮、失水干縮，當收縮變形得不到滿(mǎn)足時(shí)，將引起變形應力（內應力）。工程上80％的裂縫是因變形而產(chǎn)生的，具體分以下幾種情況：
　　1、硬化收縮 混凝土的收縮過(guò)程實(shí)際上是水泥和水發(fā)生水化作用的過(guò)程，在此過(guò)程中，混凝土的收縮變形可正可負，普通硅酸鹽水泥混凝土的收縮變形是正的，即縮小變形，而礦碴硅酸鹽水泥及摻粉煤灰混凝土的收縮變形是負的，即膨脹變形，對抵抗裂縫的產(chǎn)生有利。
　　2、塑性收縮 混凝土澆筑4～10h左右，水泥水化反應劇烈，水泥凝膠的晶體結構越來(lái)越多，出現泌水和水分急劇蒸發(fā)現象，引起失水收縮，這都發(fā)生在初凝過(guò)程，終凝以前。一般情況下，碼頭面層的頂面先干，內部后干，致使外部發(fā)生塑性收縮，而內部還未發(fā)生，這時(shí)就使面層頂部任一微小的單元體受到變形產(chǎn)生的拉應力作用。而此時(shí)混凝土處于凝結過(guò)程或硬化初期，抗拉強度極低，極易產(chǎn)生裂縫。
　　3、失水干縮 混凝土中含有大量的空隙，粗細毛細孔。這些空隙、毛細孔中存在著(zhù)以物理力學(xué)結合水方式存在的自由水及以物理化學(xué)方式結合的吸附水。當環(huán)境干燥，太陽(yáng)直射時(shí)，自由水先期蒸發(fā)，并且在細孔及微細毛細孔中產(chǎn)生毛細壓力，水泥石承受毛細壓力后產(chǎn)生壓縮變形。待毛細水蒸發(fā)后，進(jìn)一步蒸發(fā)吸附水，首先蒸發(fā)晶格間的水分，其次蒸發(fā)分子層中的吸附水。因為砂、石的壓縮率低，水泥石的壓縮率高，所以這些水分的蒸發(fā)引起顯著(zhù)的水泥石壓縮，產(chǎn)生混凝土干縮變形的主要部分，也即碼頭面層裂縫的主要原因。
　　處理及解決辦法主要有：
　　1、在混凝土中加鋪鋼絲網(wǎng)或加一種防裂材料丙綸纖維，規格19mm，添加量為0.8-～0.9kg/m3，這樣可以減少混凝土的沉降收縮；同時(shí)可以提高混凝土的抗拉強度，增強混凝土的韌性。
　　2、在混凝土澆注過(guò)程中，對于局部表面出現的泌水，用海棉或其他工具及時(shí)析出。完成后馬上用塑料薄膜將砼表面覆蓋，防止水分蒸發(fā)。
　　3、經(jīng)過(guò)多次壓光抹面后，在混凝土初凝后，先用塑料薄膜將砼表面覆蓋養生。等混凝土終凝后，改用粘墊覆蓋，并灑水濕潤養護

　　三、施工人為因素引起裂縫處理辦法
　　
　　1、混凝土攪拌時(shí)間太短，則拌出的混凝土不均勻，水泥漿不能將骨料充分包裹，甚至本該與水泥結合的水成了自由水，而水泥得不到水化，這樣既增大了內部孔隙率，又降低了混凝土的強度，同時(shí)表層水泥砂漿因未拌勻，受不均勻材料的脹縮作用會(huì )產(chǎn)生無(wú)規則網(wǎng)狀裂縫。
　　2、混凝土攪拌時(shí)間太長(cháng)，細骨料因磨損將增加表面積，在不增加用水量的情況下，和易性必然降低，而且在不停的攪拌中，水分會(huì )揮發(fā)，混凝土和易性更低。這就可能使得澆筑不均勻，或者發(fā)生塑性收縮，或者發(fā)生材料離析，導致面層裂縫。
　　3、澆筑速度太快，由于碼頭面層較薄，單位面積上需要的混凝土量較少，如果澆筑太快，振搗、抹面跟不上，混凝土中的水分蒸發(fā)變干，工人有時(shí)就會(huì )加水。一方面來(lái)不及全面振搗會(huì )使振搗不密實(shí)，混凝土沉陷、泌水；另一方面人為加水，改變水灰比，又無(wú)法充分拌和，會(huì )在混凝土內部產(chǎn)生不均勻的自由水，增加孔隙率，也就增大了混凝土的干縮，導致裂縫發(fā)生。
　　 4、早期養護不當，因為碼頭面層較薄，面積較大，水分極易在陽(yáng)光、風(fēng)力作用下?lián)]發(fā)。而早期混凝土抵抗變形的能力相對較弱，根據混凝土收縮的微觀(guān)原理，必須降低其內部自由水和吸附水的蒸發(fā)速度，所以必須在混凝土結硬后就要進(jìn)行恰當的養護。養護不當，水分揮發(fā)的越早、越快，則裂縫產(chǎn)生的越早、越快，現象就越嚴重。
　　5、施工原因引起的裂縫應從施工管理、監理方面進(jìn)行嚴格控制，主要有針對性的做好幾個(gè)方面：
　�。�1）嚴格控制混凝土攪拌時(shí)間，不能太短或太長(cháng)，攪拌時(shí)間太短易造成水泥漿與骨料不能充分包裹，降低混凝土的強度；攪拌時(shí)間太長(cháng)會(huì )造成細骨料磨損，減少和易性，造成澆筑不均勻；一般自落式攪拌機攪拌時(shí)間不少于2分鐘，有條件情況下最好進(jìn)行試拌，調整確定具體攪拌時(shí)間；
　�。�2）控制混凝土的澆筑速度，特別是氣溫較高時(shí)，澆筑、振搗、抹面三個(gè)環(huán)節要配合得當，不能脫節，同時(shí)禁止在施工過(guò)程是隨意增減用水量，確保水灰比；
　�。�3）加強混凝土的早期養護，混凝土養護期間應重點(diǎn)加強混凝土的濕度和溫度控制，盡量減少表面混凝土的暴露時(shí)間，及時(shí)對混凝土暴露面進(jìn)行緊密覆蓋（可采用蓬布、塑料布等進(jìn)行覆蓋），防止表面水分蒸發(fā)。暴露面保護層混凝土初凝前，應卷起覆蓋物，用抹子搓壓表面至少二遍，使之平整后再次覆蓋，此時(shí)應注意覆蓋物不要直接接觸混凝土表面，直至混凝土終凝為止。
　　
　　四、結 語(yǔ)
　　
　　本文對混凝土裂縫成因與防治措施之間的關(guān)系進(jìn)行了理論和實(shí)踐上的初步探討，混凝土澆筑后的最初幾天是養護的關(guān)鍵，在施工中應切實(shí)重視起來(lái)，最好采用混凝土養護劑養護措施。這就要求技術(shù)人員在具體施工中要多觀(guān)察、多比較、多分析、多總結，根據工程的不同情況，采取不同的方法進(jìn)行防止，混凝土的裂縫是完全可以避免的。
　　
　　參考文獻：
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