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（1.中国港湾工程有限责任公司，北京 100027；2.北京市市政工程设计研究总院，北京 100082） 摘要：大体积混凝土施工中产生裂缝问题是码头胸墙施工中需处理的一个难题，为避免混凝土裂缝发生，通过对裂缝形成的原因进行分析，在码头胸墙施工中采取多种措施避免出现施工裂缝，施工质量很好地满足了规范要求。 关键词：大体积混凝土；裂缝；码头胸墙；港口工程 1 工程概况某海外海港工程，码头胸墙为现浇混凝土结构，模板采用钢模板，其中临水面使用透水模板。胸墙浇筑采用搅拌车加反铲与搅拌车加泵车两种工艺同时进行，具体情况根据施工现场场地状况合理选择。 2 大体积混凝土施工裂缝分析根据《大体积混凝土施工规范》（GB 50496-2009）有关大体积混凝土的规定，本项目部胸墙体积最少的是工作船码头胸墙，最小几何尺寸大于1m，单段混凝土浇筑量大于170 m3。 大体积混凝土施工中最容易出现的质量问题就是混凝土产生裂缝。大体积混凝土产生裂缝原因主要为3个因素，分述如下。 2.1 水泥产生的水化热水泥在水化过程中要释放出一定的热量，与水泥品种和混凝土中所用水泥量有关。内部的最高温度，多数发生在浇筑后的最初 3～5天。而大体积混凝土断面厚，混凝土表面系数相对较小，混凝土中水泥发生的热量聚集在混凝土内部而产生温度累积，混凝土内部产生的热量在短时间里释放出去，导致内外温差扩大，产生混凝土裂缝。 2.2 大气温度的变化混凝土在施工过程中，混凝土的浇筑温度随着大气气温变化而变化。大气温度骤变，会扩大混凝土内外层之间的温差。温差加大其温度应力也随其加大。这对大体积混凝土是极为不利的。在大气温度较高环境下，大体积混凝土极不容易散热。为防止混凝土内外温差过大，在施工过程中尽量减少温差，避免混凝土裂缝的产生。 2.3 施工中产生的收缩混凝土施工中约80%水分是要蒸发掉的，余下的约20%水分是混凝土硬化过程中必要的。水分的蒸发会改变混凝土的体积。混凝土收缩主要跟水泥种类、配合比、外加剂、掺合料以及养护条件等有关。干湿环境变化会导致混凝土体积的改变，致使混凝土裂缝的发生。 对于大体积混凝土裂缝，主要采取以下措施减少裂缝： 1）提高混凝土自身抗裂性； 2）降低水泥水化热； 3）避免在高温与低温下施工； 4）加快混凝土内部的散热而布置冷却水管； 5）在混凝土外面采取保温措施，避免内外温差过大； 6）注意施工方式、方法，避免产生离析等。 3 大体积混凝土施工的防裂措施本项目通用码头单段胸墙混凝土量约270 m3，底层一次性浇筑方量约240 m3，大体积混凝土极易产生裂缝，不仅影响构件的美观，同时对混凝土的耐久性也有很大影响。为更好保护面层，胸墙采用分层浇筑，面层40 cm等候最后阶段施工。为避免胸墙出现大体积混凝土裂缝，故在施工过程中采取了以下对应措施。 3.1 钢筋绑扎为增强码头前沿混凝土抗裂能力，通过与设计沟通，在不改变配筋率的情况下，采用等截面代换的方法，将胸墙中 φ25@200水平钢筋代换为φ16@81，改变了水平钢筋间距。 为防止表层出现混凝土裂缝，在表层混凝土以下3 cm增加5 cm×5 cm的钢筋网片，面层的混凝土配合比中加入聚丙烯纤维。 混凝土浇筑过程中尽量减少钢筋上的混凝土污染，上层钢筋验收前对浇筑完成后污染的钢筋进行清理干净。 3.2 模板安装为保证前沿临水面码头的外观，在胸墙临水面模板钢板上安装一层木板，再贴透水模板布，透水模板布的应用使混凝土更加致密，增强了其抗裂能力，同时，透水模板布还有一定的保水作用，可以在混凝土浇筑完后至拆模期间，为混凝土养护提供一个良好的条件，减少了干缩裂缝的产生。 根据混凝土拆模后情况观察，前沿气泡及裂缝产生几率大为减少，效果比较明显，但透水布在使用过程中极易损坏，故在施工过程中应注意保护，减少人为破坏。为保证使用效果，透水布的使用应按照厂家要求进行安装。透水模板根据技术说明书，使用正确的方法贴面、拉伸、打钉等；此外还需特别注意透水模板对水、油均比较敏感，一旦出现玷污，影响该处的效果；高温对透水模板也产生破坏，如电焊、气割胸墙预埋件时注意与透水模板有一定安全距离，否则容易产生破损，修补比较困难且影响外观，直接影响胸墙浇筑的质量。 3.3 混凝土浇筑由于工程位置地处赤道，常年高温，降雨较多。混凝土浇筑前应关注天气变化，避开暴雨天气作业（特别是面层施工必须避开雨天，并备有防雨措施）。胸墙混凝土施工安排在下午6点后开始浇筑，要争取在早上太阳出来前完成终凝，否则可能因温度原因导致面层先终凝，对结构不利。 在水池中加入冰块，降低混凝土的入仓温度；拌制混凝土的粗细骨料，在拌制前2～3天转运至遮阳棚中存放，浇注混凝土的骨料采用是骨料棚中的骨料。混凝土由搅拌站供应，通过搅拌车运至现场，胸墙混凝土浇注均采用泵车泵送入模的工艺。混凝土分层入模、分层振捣，分层厚度按30～50 cm控制。为防止混凝土下落高差过大而产生离析现象，泵车混凝土输送臂前端采用3m橡胶软管插入胸墙内，减少混凝土下落高度。用振入式振捣棒振捣，振捣时间为10～30 s，以混凝土开始泛浆与不冒泡为准。 混凝土使用长凝缓凝剂，延长混凝土的凝结时间，减缓升温过程，利于散热及温控。为减少混凝土水化热，底层混凝土浇筑完后，在混凝土浇筑过程中适当掺入洗干净的块石，块石规格为 20～30 cm，块石间距约10～20 cm，掺量约10%～15%，抛石均匀，严禁块石集中或重叠，并半埋入混凝土表面，浇筑上层混凝土时，应当清洗干净的块石，块石的抛入降低了水泥用量，从而减少了水化热及干水现象。为检验抛石效果，在试验段胸墙浇筑时未进行抛石，该段胸墙的混凝土温度明显较高，最高温度较抛石段胸墙大约增高6 ℃。 3.4 混凝土养护与温控监测每段胸墙浇注完成后，采用洒水覆盖养护，养护时间为 14天。在浇筑的胸墙混凝土表面四周用砂浆进行加高，然后中间蓄水进行养护（图1）。混凝土初凝后，在表面覆盖一层塑料薄膜进行保湿，薄膜上覆盖一层潮湿土工布进行保温，减少混凝土表面的热扩散，并使用土工布覆盖防止暴晒。终凝后，在混凝土面储水（或铺设带针眼水管），保持混凝土表面湿润状态，并做好养护记录。  图1 混凝土面蓄水养护 为降低混凝土内部温度，减少温差，采用埋设双排冷却水管（上下排布，镀锌水管直径25 mm，纵横间距1m），管路在胸墙中全部联通布置。冷却水管设计进、出水管。冷却水采用自来水，温度与环境温度基本一致（或略低），出水口处接水箱或直接用于顶面的养护。预设的温度测点的混凝土温度达到最高值后逐渐回落近2 ℃时，立即停止冷却水流入，避免温度继续下降，同时应观测温度是否出现上升，若上升可能超出内外温差 25 ℃或可能超出原来预设的最高温度，则应继续通水予以降温。根据监测结果严格控制温升、温度最大值及降温的速率，降温的过程需根据监测控制温度在1～2 ℃/d，以最大限度控制大体积混凝土的温差。 在每段胸墙浇筑面层时在2个角点分别设置1个标准永久观测点，并按规定进行定期观测，直到工程交工移交业主。在混凝土内部布设如下温度监测点，根据典型施工段测温点数据，绘制温度变化曲线如图 2。监测频率为：混凝土浇筑至测点处监测一次；混凝土温升阶段及梯度较大的温降（一般为浇筑完成后3天内）阶段每1小时监测一次；3～7天内每2个小时监测一次；浇筑后第二周每4小时监测一次，两周后每日早、晚各一次；三周后停止观测。监测同时对当时周围大气温度进行监测。  图2 胸墙混凝土内部温度变化曲线 根据温度变化曲线可知：混凝土的入模温度基本控制在 30 ℃以下，混凝土的温升值控制在规范规定的 50 ℃以内，其中最高温升值为 41 ℃，低于规范要求；混凝土的里表温差基本控制在规范要求的不大于 25 ℃之内；混凝土的降温速率满足温控规范标准要求，不大于 2.0 ℃/d，温控措施的效果良好。 4 结 语针对海外工程采用的规范不同于国内规范的要求；材料采购、人员雇佣等与国内相比不便的条件；同时工程地处多雨、高温热带气候不利于混凝土施工的环境。通过采用上述控制施工混凝土裂缝的措施，在每段胸墙养护期满后组织了对胸墙表观质量的检查和裂缝的统计，工程竣工后经过一年以上的运行检验，在整个码头胸墙浇筑的混凝土中未出现贯穿裂缝，码头施工质量满足规范的要求，胸墙各项技术指标达到先进水平。这表明在码头胸墙大体积混凝土施工中，通过采取防裂措施是可以避免混凝土裂缝产生的，对其他类似工程提供了参考。 参考文献： [1] GB 50496-2009大体积混凝土施工规范[S]. Brief Analysis on Fissure Prevention Measures Applied in Mass Concrete Construction of Wharf Breast Wall Liu Xing’an1, Liu Yi’an2 (1.China Harbor Engineering Co., Ltd., Beijing 100027, China; 2.Beijing General Municipal Engineering Design & Research Institute, Beijing 100082, China) Abstract:Mass concrete construction producing fissures is a hard nut to crack during the construction of wharf breast wall. In order to prevent concrete surface from fissures, the causes for concrete fissures are analyzed and various countermeasures to fissures are adopted in the construction of wharf breast wall. The construction quality meets the requirements specified in relevant code of practice. Key words:mass concrete; fissures; wharf breast wall; port engineering 中图分类号：TU74；U656.1 文献标志码：A 文章编号：1004-9592（2017）04-0075-03 DOI： 10.16403/j.cnki.ggjs20170417 收稿日期：2016-01-17 作者简介：刘兴安（1978-），男，高级工程师、注册一级建造师、注册造价师，主要从事工程施工管理工作。 |
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