1、高桩码头现浇混凝土面层裂缝原因及预防措施摘 要： 本文分析了高桩码头面层裂缝形成的原因，提出减少及消除裂缝的一些技术措施。 关键词： 码头面层 裂缝 原因分析 预防措施。 中图分类号：TU37 文献标识码：A 文章编号： 1 码头面层裂缝基本情况 高桩码头的现浇面层施工后经常会出现裂缝现象。这些裂缝从特征上来说，有的是沿着纵、横梁方向的有规则裂缝，而有的是深浅不一、走向不定的不规则网状裂缝。从裂缝出现的时间来说，有的是数小时至1 天内产生，有的是数天后产生，而有的是数十天之后才出现裂缝。从产生裂缝的性质上来说,可以分为收缩裂缝、沉降裂缝和荷载裂缝。 本人在从事多年的港口建设施工监理工作中，发现
2、多个项目的码头面层均发生不同程度的裂缝。比如，淮安市兴港工程码头现浇面层施工后 10 天就出现大量网状微裂缝，还有徐州港順堤河码头平台悬壁段面层浇筑一个月后出现沿着横梁方向的有规则裂缝。可以说，码头现浇面层出现的裂缝是高桩码头施工中到目前为止尚未彻底解决的质量通病。裂缝的形成的因素很多，本文仅从工程实践的角度对面层裂缝的产生原因进行分析，并探索性地提出减少及消除裂缝的一些技术措施。 2 码头面层裂缝形成的原因 混凝土的裂缝从微观上来说，在混凝土未受力之前，由于水泥水化造成的化学收缩和物理收缩将引起砂浆体积的变化，在骨料与砂浆界面上可能产生分布极不均匀的拉应力，它破坏了粗骨料与砂浆的界面，将形成
3、许多分布很乱的界面微裂缝；或由于混凝土成型后的泌水作用，某些上升的水分被粗骨料所阻止，聚积于粗骨料的下缘，混凝土硬化后也可能成为界面微裂缝；界面微细裂缝在受外力作用下产生的拉应力很容易在具有楔型的微裂缝顶端形成应力集中，且随着拉应力的增大，将导致裂缝的进一步延伸、汇合、扩大，以致最后形成可见的裂缝现象。 在工程施工中，码头面层裂缝的形成，其影响因素较多，概括起来主要可以分为以下四个方面： 2.1 原材料质量问题 原材料对裂缝形成的影响因素包括水泥的品种、质量；外加剂的种类、化学成分；骨料的规格、硬度、含泥量及其它可能发生化学反应的有害杂质。不合适的原材料将影响混凝土的强度、硬化速度、或硬化中发
4、生体积膨胀和过大的收缩以致于产生裂缝现象。 2.2 施工措施不当 在施工过程中，混凝土掺和料的搅拌不匀，搅拌运输中发生的离析，混凝土配合比中水泥用量过大，水灰比过大，原材料的计量不准使配合比和坍落度波动性较大，搅拌中掺合使用了不同品种的水泥，混凝土下灰不均匀后用振捣棒输赶混凝土，混凝土浇注时脚踩凹坑填补不当，面层压浆、抹面“火候”掌握不准等原因都可能使混凝土不均匀收缩而形成裂缝。同时，施工中钢筋的扰动，混凝土保护层厚度不均匀、混凝土初期养护不好，混凝土未硬化或强度不足时而受到了外荷载作用等原因都可能使码头的现浇面层产生裂缝现象 2.3 混凝土养护及保温 码头现浇面层表面积大而厚度较薄(一般厚度
5、 1525cm)，这样其受环境温度和湿度的影响将较为明显。有资料表明，混凝土的裸露表面积与体积之比越大，其受环境温度和湿度影响的蒸发失水将越严重。蒸发是液体表面发生的汽化现象，水的蒸发量与大气温度成正比，与相对湿度成反比，并受当时风速和风压等因素的影响。实践证明，对于新鲜混凝土，当其表面水分蒸发速度超过 0.5kg/(m2h)时，混凝土表面就可能会出现收缩裂缝。即使在混凝土硬化以后，伴随着混凝土中多余水分的不断蒸发和温度的降低，也将引起混凝土体积的收缩，温度的变化将使混凝土产生膨胀和收缩，当面层混凝土产生自由相对收缩而又受到约束时,就有可能在表面形成裂缝现象。 2.4 结构设计的缺陷 从结构上
6、来说，码头面层的配筋不当也有可能使结构出现裂缝。一般认为，配筋率越大，混凝土的收缩越小。但配筋率太高，则将导致混凝土收缩应力增大，从而使结构出现裂缝。有资料表明，当配筋率大于 3%时，将提高混凝土的开裂趋势。 3 码头面层裂缝的预防措施 3.1 施工方面 （1） 加强材料管理，做好原材料的试验工作，控制好粗骨料的级配，细骨料的细度模数、粒径，控制材料中的有害成分和骨料的含泥量。 （2） 施工应选用收缩性小的水泥，同时适当摻加外加剂，减少水泥水化热，从而减少混凝土收缩性。 （3） 尽量增加骨料的用量，尽可能采用大颗粒的、吸水率小的、空隙率小的骨料，当细骨料的粒度增大时，在相同稠度下可以减少水泥的
7、用量和降低收缩率，细骨料粒度必须满足混凝土的和易性要求。 （4） 严格混凝土的配合比，尽量减小水灰比。当水泥用量超过300kg/m3 时，水灰比不大于 0.48。掺加适宜的减水剂以尽量减少用水量并增加和易性提高混凝土坍落度。 （5） 施工中原材料计量要严格控制，施工前一定要先校准搅拌机的计量系统 （6） 混凝土运输、浇注中应采取措施减少混凝土的离析现象。 （7） 夏季施工时，应采取有效的措施尽量降低混凝土的入模温度，减少混凝土的热胀冷缩率，加强混凝土的早期养护工作。 （8）冬季施工时同样要控制混凝土入模温度，一般要求在 5C以上，浇筑完成后表面必须及时进行保温覆盖，要求覆盖层底层必须采用不透气
8、且水分不会被蒸发掉的的塑料薄膜，上层覆盖不少于两层的 400克/m2 土工布或草帘。 （9）混凝土浇注时，下料要均匀，不得用振捣棒振捣来输赶混凝土，以防造成局部石料分布不均，同时，混凝土的振捣时间不宜过长，以免发生骨料下沉、泌水和浮浆现象。 （10）对于混凝土面层严禁脚踩，避免抹面时用砂浆去填补脚窝，以免造成收缩不均匀而形成裂缝。 （11 有条件时最好采用真空吸水工艺，然后进行机械抹面） 。 （12）面层混凝土施工中有条件时最好掺加补偿混凝土收缩的微膨胀剂，以消除混凝土的降温和干燥收缩。 （13）混凝土浇注完后应及时覆盖，适当延长养护时间（不少于14 天） ，保证面层混凝土始终处于潮湿状态。
9、（14）面层混凝土尽量采用分条浇注，并在混凝土面上切锯假缝以释放收缩应力。切缝时间要在混凝土表面强度达到 12mpa 时就要进行。（15）对于梁顶浇混凝土，可以先现浇至与预制板顶面齐平，在其达到一定强度后，再浇注面层混凝土，使得面层混凝土厚度一致，没有截面突变。 （16）对于悬臂梁板处的混凝土，浇注前除要验算模板支撑结构的变形外，还要验算混凝土的内部温升，并采取措施减少混凝土的内外温差和防止温度突降。做到控制混凝土内部温升，控制混凝土内外温差不大于 25C，混凝土表面温度突降不大于 57C。 （17）施工中应尽量缩短纵横梁与现浇面层混凝土的相对龄期差，以保持与现浇面层变形的同步性。 （18）
10、施工时应尽量减少钢筋的扰动，当混凝土未达设计强度时严禁在其上加载。 3.2 设计方面 （1） 配置面层钢筋要合理，既要配置负弯矩筋，也要考虑配筋率不超过 3%。 （2） 悬臂板面层钢筋的配置要充分考虑保护层与钢筋直径的关系。 （3） 现浇面层磨耗层内最好能按最小配筋率设置一层 46mm 直径的冷拉钢筋网片或采用塑料纤维混凝土，以增强面层的抗裂约束力。 （4） 尽量提高混凝土的设计标号，以提高面层的整体抗裂能力。4 结束语 高桩码头面层裂缝问题比较复杂，引起裂缝的原因往往是多种因素综合作用的结果。实践表明，通过上述几方面的控制和预防，裂缝会减小到最低限度。因此，本文所述的码头面层裂缝预防措施可供高桩码头混凝土面层施工作参考。 参考文献：钢筋混凝土结构构造手册 冶金工业出版社； 混凝土结构设计规范 中华人民共和国建设部 港口工程施工手册 人民交通出版社 水运工程混凝土施工规范 中华人民共和国交通运输部 水运工程质量检验标准 中华人民共和国交通运输部
