码头工程中混凝土裂缝产生的原因及预防措施

码头工程中混凝土裂缝产生的原因及预防措施

童斐

兰溪市顺达路桥工程有限公司  浙江  金华 321106

摘要：随着我国对水运事业的发展越来越重视，港航工程建设项目的数量不断增多，同时对工程的施工质量也提出了更高要求。裂缝问题作为码头工程混凝土施工过程中的常见问题，它的存在会对施工造成较大影响，甚至会直接影响整个码头结构的质量。混凝土裂缝问题研究中，“防”比“治”更加重要，因为遭到各方面因素影响，导致混凝土出现裂缝，所以为了从根本上解决裂缝问题，需要工程技术人员采用专业的方法总结裂缝产生的根源，及时做好针对性的预防措施。这篇文章将围绕码头工程中混凝土裂缝产生的原因及预防措施展开分析研究，并进行相应的梳理和总结。

关键词：码头工程；混凝土裂缝；原因；预防措施

引言：在当前新的历史发展阶段，港航工程行业的发展取得了显著的成绩，为国家经济建设工作的开展带来了更多的机遇。在实施码头工程建设项目施工的过程中，为了从根本上解决混凝土裂缝的产生，需要工程技术人员对造成裂缝的原因进行总结分析，针对性的制定预防措施，提高码头工程的施工质量。

一、码头工程混凝土的特点和应用价值探讨

码头工程多处于海水环境中，易受到波浪、水流和潮汐等物理化学作用，因此码头工程混凝土在材料、配合比设计、性能要求等方面都与一般工程的混凝土有所不同：（1）码头工程一般会按照不同的标高划分为不同区域，分别要求其混凝土性能。（2）混凝土的组成材料有相应的要求和限制。（3）混凝土的配合比设计、性能、结构构造均严格符合耐久性要求。（4）海上混凝土浇筑要考虑潮汐、风浪等环境影响因素，制定相应的施工措施。

为了确保混凝土在码头工程项目中所具有的实践作用发挥出来，还需要对混凝土的使用价值进行探讨。详细的来说，对于码头工程施工中混凝土材料的实践运用给予更多的关注，促使码头的使用性能得到提升，逐步扩展混凝土施工的应用范围，切实地将混凝土的优势发挥出来，保证满足码头结构施工工作的实际需要。[1]

二、码头工程混凝土裂缝产生的原因

裂缝是指混凝土任意部位出现规则或不规则开裂，缝宽在0.10mm以上。

（一）结构裂缝

结构裂缝多由于结构应力达到限值，造成承载力不足引起的，裂缝形式多种多样，产生结构裂缝的主要原因如下：

1、设计原因引起的裂缝

设计过程中考虑不周，结构构件断面突变引起应力集中，或各种结构缝设置不当等因素均容易导致混凝土产生裂缝。

2、施工原因引起的裂缝

码头工程施工中，常见的结构裂缝产生原因如下：（1）地基未进行夯实和必要的加固处理，不均匀沉降引起的裂缝。如重力式码头或堆场混凝土面层下的地基密实度差异大，施工中后期产生的面层混凝土开裂。（2）预制构件安装不实、坐浆不饱满，在安装后发生微沉，引起裂缝。（3）构件堆放、运输和吊装过程中，垫块和吊点位置不当产生的裂缝。（4）施工超载，预应力构件张拉过程中应力值过大，引起混凝土裂缝。

3、其他原因

（1）台风等事故引起的裂缝。（2）地震等偶然原因引起的破坏开裂。（3）改变码头使用条件引起的混凝土结构开裂。

（二）非结构裂缝

1、温度裂缝

混凝土硬化期间因水泥水化热引起内部温度不断上升，导致内表温差过大，内表温差产生温度应力，温度应力超过抗裂能力而产生温度裂缝。码头工程的大体积混凝土在施工过程中其结构极易出现温度裂缝的情况。一般情况下，港口码头工程中混凝土内外温差往往都是由水化热作用所造成的[1]。再有，港口码头混凝土温度裂缝往往都会出现在工程施工各个环节中。在施工工作的开展中，因为水泥水化热和环境温度的共同作用就会导致混凝土结构的收缩最终造成裂缝情况的出现。一般裂缝都集中在结构变截面的位置，并且会与受力钢筋结构相互平行。如果不能做好有效的预防工作，极易导致严重的不良情况的发生。[2]

2、收缩裂缝

（1）在混凝土硬化过程中，由于体积收缩、应力集中，在预埋件、预留孔、结构突变的阴阳角等位置产生开裂。

（2）锯缝不及时，分缝不当。一般混凝土在浇筑完成3天后，体积收缩量逐渐加大，如不及时锯缝，极易造成面层混凝土不规则开裂。分缝位置选择不当，如码头面层分割块大于面板或分缝不与面板接缝上下对齐。

（3）养护不及时。混凝土硬化过程中，暴露在干燥空气中的表面比内部水分蒸发快，因水分蒸发，表面混凝土体积收缩而加快产生裂缝。

3、其他裂缝

（1）约束裂缝：码头胸墙、防波堤挡浪墙、叠合梁等二次浇筑混凝土的时间间隔过长，下部混凝土对上部混凝土收缩产生约束，导致上部混凝土开裂。

（2）沉缩裂缝：扭王字块、扭工字块竖杆与横杠的连接部、T梁翼板根部等下小上大结构断面变化处产生的裂缝，主要由于下部混凝土体积收缩下沉，上部混凝土的下沉受模板限制，导致连接部开裂。

（3）拆模不当：拆模时间或顺序不当，混凝土受局部挤压产生裂缝。

三、应对码头工程施工中混凝土裂缝预防措施

（一）结构裂缝的预防措施

（1）设计人员应尽量避免结构断面突变带来应力集中，因结构和造型方面原因而不得已时，应充分考虑采取加强措施。重视构造钢筋，在结构设计中，设计人员应重视对于构造钢筋的配置，特别是薄壁构件更应注意构造钢筋的直径和数量的选择。

（2）地基处理应分层压实，达到设计要求的密实度。严格控制桩帽、梁顶面标高，必须预留10-20mm的铺设砂浆厚度，坐浆要饱满。预制构件堆放、运输、吊装过程中，垫块和吊点位置应选择合理，避免对构件造成破坏。

（3）做好成品保护，编制应急方案，减轻各类突发事件对工程的破坏。

（二）非结构裂缝的预防措施

    1、温度裂缝的预防措施

为避免大体积混凝土出现温度裂缝，施工技术人员应当根据结构的施工环境和结构特点进行温控设计。

首先，混凝土要选择合适的原材料。大体积混凝土宜采用水化热较低的矿渣硅酸盐水泥、粉煤灰硅酸盐水泥和复合硅酸盐水泥。宜选用粒径较大，线胀系数较小的粗集料，细度模数宜控制在2.3-3.0的天然砂，采用的外加剂品种宜包括减水剂、缓凝剂、膨胀剂等。

其次，配合比设计和性能指标确定。大体积混凝土配合比设计应满足设计和施工要求，并且需要对工程各方面情况和需要加以综合考虑，确保设计结果能够具备良好的实用性，从各个环节入手来对混凝土配置各项参数进行准确计算，保证配置出满足工程施工需要的混凝土材料。另外，在进行混凝土配合比设计工作的时候，还应当对港口码头结构施工要求加以综合分析，切实地对混凝土配合比设计工作加以把控，规避各类混凝土结构裂缝的情况发生。[3]

最后，施工过程温度控制措施。大体积混凝土搅拌和运输过程中应采取措施控制温度。大体积混凝土宜选择分层浇筑，宜提高浇筑能力，缩短暴露时间，振捣应密实，避免过振、欠振和漏振。宜采取措施对混凝土内部降温，通常选用埋设水管通水冷却。混凝土浇筑完毕及时养护，养护时间不少于14天。

2、收缩裂缝的预防措施

（1）在应力集中部位增设钢筋网片或加强筋，提高局部抗裂能力。

（2）码头面层锯缝应及时进行，分缝设置在面层垂直上方。

（3）加强混凝土养护，为防止水分蒸发，表面宜覆盖塑料薄膜。

4.3其他裂缝预防措施

（1）缩短混凝土分层浇筑的间隔时间，一般在3-5天，最长不超过7天。

（2）严格控制下部混凝土浇筑厚度和间隔时间，在易发生沉缩裂缝的部位停滞一段时间，等待下部混凝土沉缩，对沉缩缝部位进行二次振捣。

（3）拆模不能太早，注意拆模次序，遵循“先支后拆，后支先拆”原则。

总结：总的来说，码头工程混凝土结构或构件会因为各种原因出现裂缝，要想完全避免是非常困难的，但是裂缝的危害程度是可以控制的，因此加强裂缝产生原因分析和采取预防措施是非常有必要的。

参考文献：

[1]葛涛.微探港口码头施工中的混凝土裂缝产生原因及防治[J].江西建材,2017(10):68-75.

[2]苏洪兰.港口码头施工中混凝土裂缝防治对策分析[J].智能城市,2016(7):219-220.

[3]郭志朝.港口码头施工中混凝土裂缝产生的原因及防治措施分析[J].工程建设与设计,2020(20):140-141.