水运工程码头混凝土裂缝成因和防治对策

水运工程码头混凝土裂缝成因和防治对策

赵海丰

中交天航南方交通建设有限公司广东深圳518000

摘要：在水运工程码头的建设过程中，根据不同的用途需要选用不同的施工技术。同时还要根据不同规模的构筑物选用不同的混凝土，通常情况下会用到一般混凝土和大体积混凝土两种。在混凝土具体施工过程中，由于各种因素的影响，难免会出现裂缝问题，混凝土裂缝严重影响着水运工程码头后期使用的可靠性与安全性。主要对水运工程码头混凝土裂缝成因和控制措施进行了一定的探讨。

关键词：水运工程码头；混凝土；裂缝；成因；措施

1引言

在我国科技飞速发展的今天，混凝土作为新型材料被广泛应用于水运工程施工中，也为水运工程行业带来了新的活力。而在施工过程中，混凝土裂缝问题也逐渐显现出来，成为了水运工程中存在的普遍现象。与此同时，也引起了各个地方的广泛关注。裂缝会使构筑物的使用年限缩短的同时也会使构筑物的承载能力和抗渗能力越来越差，因此，要对施工技术进行管理，也要对裂缝进行专业的研究，来预防并解决混凝土裂缝问题，确保能够进一步提升混凝土浇筑质量，继而更高程度的保障工程质量，使其更好的满足现代人生产生活需求，为了进一步明确在进行水运工程码头施工作业时，如何更为有效的控制混凝土裂缝，特此展开本次研究。

2混凝土裂缝的成因

2.1温度引起的裂缝

温度裂缝所产生的原因是因为在拆模期，内外温差过大，混凝土内部水热化产生的热量排放速度与混凝土外表的散热速度相差较大，因此产生拉应力，导致混凝土出现变形裂缝。混凝土在凝固过程中会产生水热化，内部温度会大大提高，在自然状态下，其冷却需要很长时间。当混凝土内部温度升高时，体积就会膨胀，外表外表混凝土的温度较低，膨胀度较小，外部混凝土对内部混凝土就会产生约束，抗拉力超过最大强度，进而破坏混凝土结构。

2.2超载、沉降、冻融

在混凝土浇筑完成后，其所能承受的荷载是有限的，如果添加荷载超出这一限制，就会产生纵向或者轴向裂缝。其次，如果混凝土的基层沉降不均匀也会导致混凝土结构荷载失衡，进而引起裂缝。最后，在潮湿环境下，混凝土结构中会渗入较多水分，如果此时温度降至零度以下，混凝土结构中的水就会被冻结产生膨胀，导致结构缝隙扩大，同时在结构中的水融化后，又会出现松弛，长久反复就会导致混凝土结构疲劳，出现结构破坏，进而产生裂缝。

2.3自缩性裂缝

自缩性裂缝是指混凝土表面的一种交错纵横且宽度较小的裂缝，根据以往经验总结，工作人员没有从该裂缝中找到任何规律。引发自缩性裂缝产生的原因主要包括砂子的规格，强度等级还有水泥种类等多个方面因素，随着外部环境的不断变化，混凝土结构内部水分持续蒸发，从而由于内缩而导致混凝土表面出现一定的裂缝，此类裂缝长短不一，长度在25cm-200cm，没有连贯性，一般为两端细长中间宽。

2.4技术条件造成的裂缝

在水运工程码头建设过程中，经常会因为施工人员技术不足而造成混凝土裂缝的出现，严重影响着水运工程码头最终建设质量。比如，在具体施工过程中，技术人员有时候为了追赶施工工期，没有对混凝土进行充分搅拌，从而造成了混凝土各种原材料没有充分融合，凝固时间不足，最终导致了混凝土裂缝的出现。

2.5原材料不合格引起的裂缝

混凝土的原材料直接决定了水运工程码头混凝土施工的质量。用于水工混凝土施工的各项原材料都有一个严格的标准和要求，并且混凝土的配比必须经过严格的实验检测，经实验合格后才能用于实际工程建设。比如，混凝土中砂石含泥量过高，混凝土在凝结后易出现不规则裂缝；砂石过细容易引起侧面裂缝；骨料中含有大量碱性物质，会导致混凝土凝结时产生反应，破坏混凝土结构。

2.6后期养护的原因

在完成混凝土的浇灌后，要进行及时的养护。因为混凝土浇筑时，内外温差过大，所以在完工后，也要进行湿度和温度的养护，如若因为温差的问题导致混凝土大面积收缩就会使其产生裂缝而会使构筑物性能产生变化最终导致构筑物的使用寿命减短。

3混凝土裂缝的预防措施

针对裂缝形成的主要原因，拟采取的防治原则是预防为主，防治结合。施工中常用的混凝土裂缝预防措施主要从以下几个方面开展：

3.1加强施工过程中的温度控制

在对混凝土温度进行控制的时候，可以从以下几个方面进行着手：①尽可能改善骨料级配，减少对水泥的使用，在混合料当中可以加入一定量的干硬性混凝土或者是添加适量的塑化剂和引气剂，这样在确保混凝土结构的同时还减少了对水泥的使用；②在混凝土搅拌过程当中，应该加入一定量的凉水对混凝土起到很好的降温目的；③在混凝土结构中埋入水管，并向水管内注入冷水，采用循环水冷以起到降温效果；④对混凝土拆模时间进行最为科学合理地确定，如果外界温度过低，则应该对混凝土表面采取一定的保温措施；⑤施工环境温度过低的话，也需要对表面采取一定的保温措施，在具体施工过程中，还应该尽可能选用低水化热品种的水泥。

3.2对设计进行优化

想要预防水运工程码头混凝土裂缝的产生，就一定要对设计工作进行不断优化，设计人员应该充分运用自己所掌握专业知识和以往的经验总结，对水运工程混凝土施工进行最为科学合理的设计。在设计工作中，一般情况下需要对混凝土“抗”与“放”的关系引起重点关注，“抗”其实就是指在外力作用下，混凝土结构会发生一定的变形，这就需要设计人员对混凝土结构的形变量进行准确的计算，并做好相应的防控措施，只有这样才能有效避免裂缝的产生。“放”是指在没有足够约束力的情况下，混凝土结构形变空间不足。除此之外，设计人员还应该对混凝土结构断面突变而造成应力集中现象的发生引起足够的重视。

3.3选择合适的混凝土原材料

混凝土原材料是影响结构后期是否开裂的重要因素，通过高性能材料的使用能够有效降低施工初期的水化热，提高结构的抗拉性能。材料选择主要包含以下几个方面的内容：（1）采用中低热水泥品种，如矿渣水泥等，合理混凝土配合比设计；（2）增加缓凝型减水剂，提升结构初期抗裂能力；（3）采用自然连续级配的骨料。

3.4合理选择混凝土浇筑的施工环境

混凝土的浇筑环境如若在适宜的温度下进行，就会使混凝土内外的温度差减少，从而减少裂缝的形成。在此基础上，要避免混凝土被阳光直射，以此来减少混凝土外围的温度上升，并在阴雨天停止施工来防止裂缝的产生。

3.5加强养护

混凝土养护的最主要目的就是减少混凝土在凝固过程中内外温差的差异，以免因为温度差过大而产生裂缝。在当下常用的混凝土养护方法就是喷水，但是该方法仅可用于常规小规模混凝土结构。对于大规模混凝土，其由于体积较大，内外之间的温差更不容易控制，仅采用常规养护方法，无法保证混凝土的凝结质量。在具体养护施工中除了要做好常规浇水外，可以适当延长拆模时间，并且在模板拆除后必须及时用填料进行覆盖或者回填，降低外界因素对混凝土结构的影响，直至混凝土的强度完全达到既定的标准。

4混凝土裂缝的治理措施

施工质量检查中发现已形成混凝土裂缝，可根据裂缝的长宽深等参数来确定合适的治理措施，常用的治理措施主要有以下几种：

4.1压力注浆法

主要适用于混凝土表面不超过0.5mm的裂缝。主要工艺流程：压力灌浆将裂缝灌实，利用环氧树脂等胶结性能良好的材料将表面裂缝封合，形成一个整体，起到密封治理效果。

4.2碳纤维粘贴法补强

适用于宽度大于0.5mm的混凝土裂缝，主要工艺是采用结构胶将碳纤维布粘贴在裂缝的位置。碳纤维相对常规钢材，具有低密度，尺寸小，耐久性强等特点，且其抗拉强度较常规钢材高10倍，施工作业过程中便于剪切、粘贴等加工作业，可以有效提升混凝土的整体强度好稳定性。

4.3嵌缝法

主要工艺流程：沿裂缝凿槽，过程中要做好混凝土的保护，不能损伤周围的混凝土，采用刚性止水材料或塑性材料嵌入槽内，以达到补救裂缝的目的。目前工程中常用的刚性止水材料有外加剂防水混凝土，聚合物砂浆、膨胀水泥防水混凝土等。常用的塑性材料有沥青油膏、聚氯乙烯胶泥等。

5结语

在水运工程码头的建设中，混凝土裂缝已成为常见问题，并且给构筑物的质量以及使用寿命产生了极大的影响。通过全过程管控，加强各个环节的监管把控，控制混凝土施工质量，强化混凝土施工后期维护能够确保在进行工程作业时有效避免出现施工裂缝，同时针对产生的裂缝结合其特点采取不同的处置办法，确保混凝土整体质量，对其施工质量进行更高程度的保障，在一定程度内推进我国建筑行业的进一步发展，使其更好地满足现代社会发展需求，为国家经济水平的有效提升奠定坚实的基础，使其在未来国际竞争中具有更大的优势。

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作者简介：

赵海丰（1987-），工程师，2009年毕业于天津大学港口航道与海岸工程专业，主要从事水运工程、市政工程建设管理工作。