码头现浇混凝土面层裂纹控制方法与实践

第２８卷第５期　水道　港　口　Ｖ０１．２８　Ｎｏ．５　２００７年１　０月　Ｊｏｕｍａｌ　ｏｆ　Ｗａｔｅｒｗａｙ　ａｎｄ　Ｈａｒｂｏｒ　Ｏｃｔ．２００ｒ７　码头现浇混凝土面层裂纹控制方法与实践　陈金湖，李金炎　（中交第四航务工程勘察设计院，广州５１０２３０）　摘要：码头现浇混凝土面层易产生裂纹。裂纹对码头面层的观感和使用寿命存在一定的影响。文中　分析了面层混凝土裂纹的成因，探讨了对裂纹进行有效控制方法，并依托罗泾二期工程水工码头面层施　工对裂纹实施了有效控制。　关键词：码头面层；混凝土；裂纹；控制　中图分类号：ｕ　６５６．１；ＴＵ　５２８　文献标识码：Ａ　文章编号：１００５—８４４３（２００７）０５—０３７８—０３　高桩码头的面板，一般由预制板与现浇面层组成。在工程实践中，现浇面层容易产生裂纹。面层的裂纹　主要产生于施工期，以细微龟裂为主要形式存在，一般为浅表性裂纹。面层裂纹不会影响结构安全，但对码　头的观感和面层的使用寿命存在一定的影响，对码头面层裂纹进行控制是必要的。　１码头面层裂纹的成因分析　砼是由不同材料组成的非均质体，主要构成材料包括水、水泥、砂、碎石，内部存在着固、液、气态物质。　砼浇筑成型后，其内部产生复杂的化学反应和物理变化。随着龄期的延长，砼强度不断增长，温度和湿度不　断变化，受其影响砼会产生收缩或膨胀，形成裂纹。由于高桩码头面层具有大面积薄层的特点，其裂纹的成　因主要有以下几种：（１）水化热温升的影响。砼在浇筑过程中，水泥会产生水化热，使得砼温度升高。由于热　量主要从砼表面散发，而砼导热系数较低，使得砼内外产生温差，由此产生的温度应力而导致裂纹。（２）湿度　变化引起干缩变形的影响。砼中存在空隙，这些空隙中存在水分，砼的逐步干燥使毛细孔中的水产生毛细压　力，以致引起砼的干缩变形。砼从浇筑到养护，经裸露大气后才开始脱水变干，但干燥过程非常缓慢，由表及　里逐步干燥导致砼各层次的收缩不同而互相约束产生内应力，当拉应力大于表面抗拉性能时则产生裂缝。　现浇层属于大面积薄层结构，表里之间的互相约束之下整体干缩率较大。而预制面板在浇筑面层前一般已　经得到充分的收缩，在面层整体收缩时，面板约束面层的底部的收缩，造成表层的产生应力而开裂。（３）结构　形状的影响。由于砼内部水分主要从裸露表面蒸发散失，砼结构的裸露程度或形状尺寸对砼干缩有重要影　响，研究表明，构件体表比（Ｖ／Ｓ）小则干缩大。’对于现浇面层，一般厚度３０　ｅｍ左右，大面积裸露在空气中，造　成同体积的面层的体表比要比其他构件小得多，干缩较大，比其他形状尺寸的构件容易出现裂缝。（４）砼的　均匀性、密实性的影响。砼浇筑的均匀性、密实性可影响砼内水的转移、扩散，保湿养护条件可影响水化程度　并进而影响砼内细孔数量和孔径分布，所以砼的均匀性和密实性不可避免的影响到每一部位的毛细压力和　收缩量的不同，局部不同的变形造成应力和约束产生局部裂纹。（５）施工环境的影响。砼的施工环境，如温　度、湿度、风速等均对收缩有影响，尤其是风速。风速的增大加速了砼水分蒸发速度，容易引起早期表面裂　纹，随之而来的水化温度应力和进一步的水分蒸发造成的收缩应力可能在表面早期裂缝处应力集中，导致早　期浅表裂缝的进一步发展。对于叠合板面层这样的大面积薄层结构，尤其应注意该问题。　２面层裂纹控制措施　收稿日期：２００７—０６—１８；修回日期：２００７～０７—２４　作者简介：陈金湖（１９７３一），男，广东省人，工程师，总监，主要从事水运工程施工监理工作。　Ｂｉｏｇｒａｐｈｙ：ＣＨＥＮ　Ｊｉｎ—ｈｕ（１９７３一），ｍａｌｅ，ｅｎｇｉｎｅｅｒ．　维普资讯 http://www.cqvip.com

２００７年１Ｏ月　陈金湖，等码头现浇混凝土面层裂纹控制方法与实践　３７９　对现浇面层裂纹的控制，应该从面层自身的特点制定有针对性的措施，才能达到预期的目的。首先，码　头作业条件恶劣、面层自身为细薄截面结构，裸露面积大，水化热和砼收缩是无法回避的；其次，砼一般为现　场搅拌，浇筑过程影响因素多，为了保证砼的强度，水泥用量相对比较保守，砼实际强度较设计强度偏高；第　三，生产环节和动态管理工作容易受忽视，实际数据控制工作不到位，砼质量不稳定，离散性大。鉴于上述特　点，现浇面层裂纹控制，应从以下几个方面人手。　２．１选用合适的原材料与配合比，降低砼的干缩率　粗细骨料占砼很大比例，骨料本身虽多不收缩，但可以抑制砼的收缩，适当增大骨料粒径在抑制砼收缩　上比较有效。骨料的种类和品质，也对砼的干缩产生影响，骨料的吸水率低，干缩性能也比较低。　水灰比对毛细孔量和孔径有重要影响，采用较小的水灰比，有助于减低砼的干缩率。　２．２控制水泥和水的用量，降低水化热和收缩的影响　水泥用量越大，产生的水化热越高，温升和内外温差越大，造成裂纹的可能性越高。对水泥用量进行控　制，可有效减低水化热。适量掺人粉煤灰代替部分水泥，提高砼工作性，可达到降低水化热的目的。用水量　影响空隙和毛细孔的数量，降低用水量可减少水份蒸发引起的干缩裂缝。使用高效减水剂，可减少用水量。　２．３严格控制搅拌过程　严格控制搅拌过程，确保下料的准确性，尤其是用水量和水泥的用量。严格控制搅拌时间，确保拌合物　的均匀性。并通过质量数据的收集、统计分析工作，对砼质量进行控制。　２．４严格控制振捣和收面质量　良好的振捣和收面工作，有利于砼的质量均匀，减少局部收缩裂纹。同时，通过收面工作，把浮浆、泌水　刮除后抹光压实，使砼表层的密实度与砼内部保持一致，减少早龄期裂纹的产生。　２．５作好养护工作　潮湿养护的目的，是要使砼保持或尽可能接近于饱和状态，使水化作用加快。同时，在养护过程中，避免　砼表面温度直接受气温的影响，减小内外温差。通过良好的养护，能有效控制砼在早龄期强度不高的情况下　发生过大的干缩应力和温度应力，从而有效控制裂缝形成。　２，６合理分块，及时切缝　不管是水化热还是砼收缩，最终都导致结构变形产生应力。在砼表面适当部位切适当深度的假缝，把大　面积的砼分成小块，使得应力松弛，减少裂纹的产生。切缝时间越早对抗裂越有利，但也必须考虑砼强度增　长的情况，一般以强度能够保证砼切缝整齐、不毛边为宜。　２．７掺入纤维材料，提高砼的整体性…１　合成纤维材料的特点是细度高、数量多，在砼中的纤维间距小，与砂浆之间有一定的粘结强度，对早　龄期砼由于离析、泌水、收缩等因素形成的原生裂隙的数量和尺度有明显的作用，尤其是其对砼早龄期体积　稳定性的提高具有良好的效果。在砼中添加一定量的合成纤维，对减少早期收缩裂纹有明显的作用。　３面层裂纹控制实例　在罗泾二期工程水工码头面层施工中，通过对面层裂纹成因的分析，采取了一定的措施，使码头面层裂　纹得到了很好的控制，未出现明显的裂缝和龟裂现象。　该码头浇筑面层总面积约为５万ｍ２，一次最大浇筑面积为９６０　ｍ２（１６　ｍ×６０　ｍ），面层浇筑阶段大气温度　１Ｏ～３５℃。设计的要求面层砼强度Ｃ３５，钢筋为＋２０，纵横向间距１Ｏ～１２　ｅｍ，面层钢筋净保护层６　ｃｍ，并与码　头面平行，并明确水灰比的要求。具体面层施工控制措施和情况如下。　３．１原材料选用　采用收缩和水化热比较小的Ｐ．０　４２．５水泥，砂的细度模数Ｉ＞２．４，碎石５～３１．５，连续级配。　３．２配合比　砼为泵送砼，采用的配合比为水泥：砂：石：水：外加剂＝１：１．８７：２．５８：Ｏ．４５：Ｏ．００３，水灰比为Ｏ．４５，人模坍　落度１０±２　ｅｍ，并掺人粉煤灰代替部分水泥和Ｐ６２１减水剂，减少水泥和水的用量。砼拌合由专业砼生产单　位拌制，质量稳定，水泥用量控制较好，砼离散系数小。浇筑前检查，砼坍落度控制良好，与人模坍落度相符。　维普资讯 http://www.cqvip.com

３８０　３．３掺入聚丙烯纤维　水　道　港　口　第２８卷第５期　在砼中掺人聚丙烯纤维，掺人量为１　ｋｇ／ｍ３。并适当延长搅拌时问，确保纤维在砼中均匀分布。　３．４严格施工管理　选择专业砼生产供应单位负责供应砼，使得砼的质量得到保证；浇筑前严格进行钢筋标高验收测量，并　检查钢筋支撑的牢固，防治浇筑过程引起标高变化，通过严格控制钢筋标高确保保护层厚度的均匀性；分仓　下灰，采用振捣泵与人工拍浆板结合原则，在护边角铁和砼接缝处采用两次振捣。振捣过程严格控制振捣点　的均匀和每处振捣程度基本相同，保证砼密实和内部质量的均匀性；采用２　ｍ长刮尺找平，并将浮浆和离析　水刮除，保证砼表面的密实度；采用３次抹面、２次压光。在砼终凝前，采用抹面机进行机械抹面，人工压光　时，必须用力均匀进行，确保表层平整密实，同时防止假凝的影响。上述措施可概述为以下要点：砼拌制、保　护层厚度、下灰及振捣、平仓刮水、抹面压光。　３．５养护　砼终凝后，马上采用下盖塑料薄膜上盖土工布，并蓄水保持土工布湿润进行养护，养护时间１５　ｄ。养护　过程落实专人管理，确保养护时间和浇水到位。　３．６切缝　切缝深度４　Ｃｍ，每块面积不大于３０　ｍ２，实际最大分块为５　ｍ　Ｘ　５．５　ｍ，一般控制在砼浇筑后２　ｄ进行。切　缝的布置，横向布置在横梁粱顶两侧，纵向布置在纵梁中心。　３．７施工条件　密切跟踪天气预报，当天气预报有雨或５级以上大风时，严禁进行砼浇筑，在高温天气，避开在当天高温　峰值时段施工。　４小结　以上实例说明，面层裂纹虽然是难以完全避免和克服的质量通病，但在对具体成因的正确分析和认识情　况下，结合具体施工条件，采取有针对性的措施，是可以得到有效的控制的。把裂纹的有害程度控制在允许　范围内，对面层的使用寿命具有十分积极的意义，尤其是在观感方面，可以明显提高使用者的对工程质量的　信心，减少不必要的心里上和思想上的疑虑。　参考文献：　［１］中国建筑学会混凝土外加剂应用技术专业委员会．混凝土外加剂及其应用技术［Ｍ］．北京：机械工业出版社，２００４．　［２］王铁梦．工程结构裂缝控制［Ｍ］．北京：中国建筑工业出版社，１９９７．　［３］富文权，韩素芳．混凝土工程裂缝分析与控制［Ｍ］．北京：中国铁道部出版社，２１３０２．　Ｃｏｎｔｒｏｌ　ｍｅｔｈｏｄｓ　ａｎｄ　ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ　ｏｆ　ｗｈａｒｆ　ｓｕｒｆａｃｅ　ｃａ　一｝ｎ—ｓｉｔｕ　ｃｏｎｃｒｅｔｅ　ｃｒａｃｋｓ　（　＿ＩＥＮ　Ｊｉｎ—ＩＩｕ，ＬＩ　Ｊｉｎ—ｙａｎ　（ＦＨＤＩ　Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ　Ｃｏ．，Ｌｔｄ．，Ｇｕａｎｇｚｈｏｕ　５１０２３０，Ｃｈｉｎａ）　Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｃｒａｃｋｓ　ａｌｅ　ｌｉｋｅｌｙ　ｉｎｉｔｉａｔｅ　ｏｎ　ｃａｓｔ—ｉｎ—ｓｉｔｕ　ｃｏｎｃｒｅｔｅ　ｓｕｒｆａｃｅ　ｌａｙｅｒ．Ｉｎ　ｐｏｒｔ　ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ　ｃｒａｃｋｅｓ　ｉｎ　ｗｈａＩｆ　ｗｉｌｌ　ｎｏｔ　ｏｎｌｙ　ｉｎｆｌｕｅｎｃｅ　ｔｈｅ　ｖｉｓｕａｌ　ｑｕａｌｉｔｙ　ｏｆ　ｐｒｏｊｅｃｔ，ｂｕｔ　ａｌｓｏ　ｗｅａｋｅｎ　ｔｈｅ　ｄｕｒａｂｉｌｉｔｙ　ｏｆ　ｓｔｒｕｃｔｕｒｅｓ．Ｔｈｉｓ　ｐａｐｅｒ　ｈａｓ　ａｎａｌｙｚｅｄ　ｈｅ　ｓｕｒｔｆａｃｅ　ｌａｙｅｒ　ｃｏｎｃｒｅｔｅ　ｃｒａｃｋ　ｏｒｉｇｉｎ．Ｔｈｅ　ａｃｔｉｖｅ　ｃｏｎｔｒｏｌ　ｍｅｔｈｏｄｓ　ｔｏ　ｔｈｅ　ｃｒａｃｋ　ａｒｅ　ｄｉｓｃｕｓｓｅｄ．Ｂａｓｅｄ　ｏｎ　ｗｈａｒｆ　ｓｕｒｆａｃｅ　ｃｏｎ—　ｓｔｍｃｔｉｏｎ　ｏｆ　ｈｅ　ｓｔｅｃｏｎｄ　ｐｈａｓｅ　ｏｆ　Ｌｕｏｊｉｎｇ　ｐｒｏｊｅｃｔ，ａｎ　ｅｆｆｅｃｔｉｖｅ　ｃｏｎｔｏｌｒ　ｏｎ　ｃｒａｃｋｓ　ｉｓ　ｃａｒｒｉｅｄ　ｏｕｔ．　Ｋｅｙ　ｗｏｒｄｓ：ｗｈａｒｆ　ｓｕｒｆａｃｅ；ｃｏｎｃｒｅｔｅ；ｃｒｏｃｋ；ｃｏｎｔｒｏｌ