南通地区高桩码头面层裂缝成因分析及控制技术措施

周孙桐周 鹏

（1重庆交通大学 400074 重庆南岸区 2南通港口工程质量监督站 江苏南通 226004）

南通地区高桩码头面层裂缝成因分析及控制技术措施

周孙桐1周 鹏2

（1重庆交通大学 400074 重庆南岸区 2南通港口工程质量监督站 江苏南通 226004）

本文通过对南通地区高桩码头面层裂缝的共性问题进行分析，描述常见裂缝的主要表现形式，解释形成裂缝的主要成因，并由裂缝成因出发，提出针对性的控制技术措施。

面层裂缝；混凝土收缩；施工工艺；原材料

南通地处长江口北侧，受潮汐和径流作用的双重影响，河床绝大部分为第四纪松散沉积物所组成，水流作用下，河势冲淤演变频繁。高桩码头因其适合软土地基等特点日益成为南通地区修建码头所用的主要结构形式，但其耐久性较其他结构形式为差，构件易损坏且难修复。面层裂缝作为水运工程治理中的顽疾，对码头正常使用造成较大影响[1-2]。对于高桩码头面层裂缝的成因，前人已有较成熟的研究成果，在结构、施工工艺、混凝土材料等方面都有所涉及[3-4]。南通地区沿江沿海，多数高桩码头面层裂缝既有代表性也有特殊性。本文着力于通过对该地区高桩码头面层裂缝共性问题的分析研究，提出适合的裂缝控制技术措施。

一、高桩码头面层裂缝分类

1 不规则裂缝

不规则裂缝多出现在表面，形成网状、浅而细的发丝裂缝，多表现为面层龟裂、放射状或网状裂缝，是混凝土浇筑后仍处于塑性状态时，由于水分蒸发过快而产生。该种裂缝较细较浅，方向不一，宽度一般小于 0.2mm；深度较浅，一般不超过5mm。

2 规则裂缝

规则裂缝主要表现为梁顶面层裂缝和板缝处面层裂缝。前者主要发生在横梁梁顶位置，后者发生在面板端部和两面板之间，基本呈蜿蜒弯曲形状，裂缝宽度不一，多平行于码头面板横向中心线，有规律性。

二、高桩码头面层裂缝发展机理

1 不规则裂缝

高桩码头现浇面层面积较大，但厚度比较薄，属于薄层结构，容易受到各方面因素的影响。在面层裂缝中，90%以上的早期裂缝是由于变形因素造成的，来源于混凝土凝结硬化过程中的收缩。温度作用和湿度作用是引起收缩的两大因素。对于薄壳型结构的高桩码头面层，温度作用并不明显，主要为湿度作用。

2 规则裂缝

码头面层浇筑完成后，有时会在横梁顶部或者面板板缝处出现较为规则的裂缝。此类裂缝成因是面层混凝土干缩变形和一部分温度收缩变形受到其下部纵横梁和预制面板老混凝土的约束而产生的约束应力，而超过混凝土的抗拉强度引起的。规则裂缝相较不规则裂缝出现时间要晚。

三、面层裂缝形成影响因素

1 不规则裂缝

此类裂缝产生的影响因素主要包括原材料、施工工艺、养护工艺水平、结构设计等。

一是原材料质量不高，混凝土配合比不当。面层混凝土浇筑多采用商品混凝土，商混凝土与施工现场一般距离较远，为了保证和易性，避免坍落度损失较大而卸料困难，商品混凝土的水灰比较现场拌制要高，坍落度较大。浇筑之后，混凝土表层游离水的大量蒸发使得混凝土体积収缩。而且，当面层混凝土水灰比大于0.55时，容易产生各种缺陷。

二是施工工艺不规范。南通地区面层钢筋保护层设计厚度一般为 7cm，施工过程中，不注意成品保护，在已绑扎好的面层钢筋上频繁踩踏，使承受负弯矩的受力筋混凝土保护层厚度过大，一般超过 7cm，钢筋上层素混凝土过厚，易形成裂缝。面层分块过大，切缝不及时也是一个重要原因。锯切过早容易损坏缩缝的棱角；切缝太晚使混凝土内部应力过大。

三是养护工艺水平不高。如养护方式不当，养护时间偏少，在面层收面完成后没有适时浇水养护。研究表明，对于新浇筑混凝土，如果其表面水分蒸发的速度超过了0.5kg/m2·h，面层表面就可能会出现收缩裂缝。

2 规则裂缝

规则裂缝的形成原因较为明晰，主要有以下几点。一是预制面板安装不密实，使面板下沉；二是梁槽混凝土与现浇面层混凝土未分次浇筑，或梁槽混凝土与现浇面层混凝土虽分次浇筑但浇筑时间过短，而混凝土浇筑厚度相差较大，收缩量不同；三是一次浇筑面层面积过大，面层混凝土产生收缩裂缝。

四、裂缝控制技术措施

1 优选原材料及改进混凝土配合比

在保证混凝土强度、耐久性及施工要求的前提下，从原材料优选和配合比参数优化入手。工程实际证明掺加少量优质的粉煤灰不但能代替部分水泥还可以降低混凝土中水泥水化热所引起的内外温差，但是需要注意所掺加粉煤灰的质量。

此外，掺入加气剂和减水剂等外加剂，对于改善混凝土的技术性能，控制含气量，确保混凝土的保水性和施工的和易性有很好的作用。有条件时，可以做掺量试验，优选配合比。

细集料以采用优质的中粗砂为宜，细度模数宜在 2.7～3.0范围内。粗集料应选用级配良好且线膨胀系数小的花岗岩碎石。粗细集料的含泥量应尽量少，应控制在1%～1.5%。为避免或减少塑性收缩裂缝的产生，还可掺加聚丙烯混凝土增强纤维，适当延长搅拌时间，保证纤维混凝土搅拌均匀。

2 改善面层混凝土浇筑施工工艺

1.混凝土浇筑必须保证块内或仓内整体连续性的要求，不出现施工冷缝。

2.对混凝土进行二次振捣，能排除混凝土因泌水在粗骨料、水平钢筋下部生成的水分和空隙，提高混凝土与钢筋的握裹力，防止因混凝土沉落而出现的裂缝，减少内部微裂缝，增加混凝土密实度。

3.泵送混凝土流动性大，容易出现表面泌水现象，可采用真空吸水的方法处理，或者在面层压光抹面时，采取增加一道滚压挤浆的工艺。

4.在混凝土浇筑后合适的天数内及时进行切缝，切缝时严格控制缝宽和深度。对于横梁顶混凝土，在上横梁顶面外侧处和板缝位置设置面层切缝，切缝宽度按4mm，深度按面层厚度的1/4左右控制。切缝后及时做好覆盖，继续进行养护。

5.对于梁顶混凝土，可以先浇至与预制板顶面齐平,待其达到一定强度后，同时浇注面层，使面层混凝土厚度一致,减少截面突变。

6.加强面板安装时的座浆铺设，保证座浆饱满密实。面板安装前对搁置面高程进行测量，当超出设计误差时，必须进行凿除或用高标号砂浆找平。砂浆配合比要经过设计，用砂应过筛，防止大颗粒的混入；铺设砂浆尽可能均匀,厚薄一致,可采用框模或者靠尺铺浆法来摊铺，保证砂浆的厚度宽度，使其平整均匀。

3 改善混凝土养护工艺

混凝土浇筑完成后，要注重保温和保湿养护。目前在本地区较为成熟的养护方式是先覆盖一层土工布，然后再覆盖一层塑料薄膜，最后再覆盖一层土工布，此外再备若干层土工布，根据现场测温情况，增加覆盖层厚度，以防止湿凝士内外温差过大。保温养护的持续时间一般少于15d，保温层的拆除应分层进行。

4 改善结构设计形式

为控制面层混凝土应力集中部位的裂缝，应合理地铺设钢丝网片。例如在系船柱的底座、预留坑的四周、横梁顶部位等应力集中处。此外，为减小面层混凝土的收缩量，可以在面层分条浇筑的每条混凝土中，把几条梁顶混凝土作为后浇带，缩短面层一次性浇筑的分条长度。

五、结语

高桩码头面层裂缝的产生与原材料、施工工艺、设计形式等都有很大的关系，其中具有不确定性，很难以确定的理论指出其产生原因，需要不断积累工程实践经验同时结合试验室研究，对其产生机理进行深入探讨。

[1]袁云居.预防和治理码头面层裂缝[J].能源与环境，2010（2）：111-113.

[2]纪军.码头面层混凝土裂缝的预防及处理[J].水运工程，2006（3）：40-41,45.

[3]徐志栓.高桩码头面层裂缝的结构性成因分析[J].水运工程，2009（11）：92-96.

[4]储爱华.针对高桩码头现浇面层裂缝成因分析及防治对策[J].中国水运，2013（13）：275-276.

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1007-6344（2017）02-0265-01