港口与航道工程大体积混凝土工程的施工裂缝控制措施分析

陈晓明��

【摘 要】本文对港口与航道工程大体积混凝土的特点及成因分类进行探讨，并提出控制施工裂缝的策略，以供相关工作人员参考。

【关键词】港口与航道工程；大体积混凝土施工；裂缝控制

Analysis on Construction Crack Control Measures for Mass Concrete Engineering of Port and Waterway Engineering

Chen Xiao-ming

（Huai'an City Waterway Engineering Co.， Ltd Huaian Jiangsu 223000）

【Abstract】This paper discusses the characteristics and causes of mass concrete in port and waterway engineering， and puts forward the strategy of controlling the construction cracks for reference by relevant staff.

【Key words】Port and waterway engineering；Mass concrete construction；Crack control

1. 大体积混凝土的特点

（1）当基础边长大于20m，厚度大于1m，体积大于400m3时称大体积混凝土。当混凝土的体积足以影响混凝土的水化热变化（混凝土内外温差达到 25℃），这样的混凝土才被称为大体积混凝土。在港口与航道工程施工过程中，由于工程长期受到环境水的作用，所以，使用的混凝土多为大体积混凝土，这类混凝土有其自身的特点。

（2）具体来说，由于大体积混凝土的块体较大，所以其结构端面所用混凝土总量也较大；与建筑工程混凝土浇筑方法不同，港口与航道工程中大体积混凝土的浇筑多是以分缝分量的方法进行，以减少单次混凝土用量，从而有效提高混凝土浇筑的质量与效率；外界温度对大体积混凝土的影响，尤其是在混凝土内外温差较大情况下，混凝土内部结构将发生不通过程度的变化，这就加大了混凝土养护的难度，通常施工人员利用水管以冷水降低混凝土表面温度，以达到养护的目的；另外，在大体积混凝土内部，多是以构造筋为主，很少加设配筋，这样有利于抱枕港口与航道工程大体积混凝土的抗渗性、抗腐蚀性能等。

2. 大体积混凝土裂缝形成的原因和分类

港口与航道工程中，在混凝土各部位的差异应变产生的拉应力大于混凝土抗拉强度时便产生裂缝。混凝土在施工和使用过程中出现不同程度和形式的裂缝是相当普遍的问题，便出现裂缝并不是绝对地影响结构安全，它有一个最大允许值。钢钢筋混凝土结构最大裂缝宽度是为了保证钢筋不被锈蚀。国内外的规范中都制定了允许裂缝宽度的限制要求：在正常的空气环境中裂缝允许宽度为0.3～0.4mm；在轻微腐蚀介质中裂缝允许宽度为0.2～0.3mm；在严重腐蚀介质中裂缝宽度0.1～0.2mm。

大体积混凝土裂缝按深度的不同，分为贯穿裂缝、深层裂缝及表面裂缝三种。大体积混凝土裂缝产生的原因可分为两类：一是结构型裂缝，是由外荷载引起的，包括常规结构计算中的主要应力以及其他结构次应力造成的受力裂缝。二是材料型裂缝，是由非受力变形变化引起的，主要是由温度应力和混凝土收缩引起的。

2.1 温度裂缝。

温度是导致混凝土裂缝的主要因素，在大体积混凝土施工过程中，需要严加控制混凝土内外温差。混凝土水化过程会产生大量的熱能，这些热能被困于混凝土内部，导致混凝土内部温度逐渐上升。一旦混凝土外部温度与内部温度相差过多，难免会引发混凝土裂缝问题。另外，混凝土在成型过程中，其内部抗拉能力较差，不能有效地对抗由于温度变化引发的应力，这就是产生施工裂缝的原因。

2.2 收缩裂缝。

（1）干燥收缩。

混凝土硬化后，在干燥的环境下，混凝土内部的水分不断向外散失，引起混凝土由外向内的干缩变形裂缝。

（2）塑性收缩。

当混凝土表面水分蒸发速度快于泌水到表面的速度时，产生塑性收缩裂缝。在水泥活性大、混凝土温度较高、或在水灰比较低的条件下会加固引起开裂。这时混凝土尚处于塑性状态，稍微受到一点拉力，混凝土的表面就会出现分布不均匀的裂缝，出现裂缝以后，混凝土体内的水分蒸发进一步加大，于是裂缝进一步扩展。

（3）碳化收缩。

二氧化碳气体与水化水泥之间的反应称碳化。伴随碳化过程混凝土产生收缩叫做碳化收缩。

（4）自身收缩。

与温度、湿度的应力引起的变形不同，自身收缩是混凝土水化引发的一种收缩。自身收缩和水泥矿物成分、集料弹性模量有关。

3. 大体积混凝土施工裂缝控制策略

为了有效地控制有害裂缝的出现和发展，施工人员必须提高对施工裂缝的重视，积极分析引发施工裂缝的因素，并结合实际情况，以“预防为主、治理为辅”作为原则，制定各项科学、合理的施工裂缝控制方案，实施行之有效的施工裂缝控制措施，以最大程度地降低施工裂缝产生的概率，保证港口与航道工程大体积混凝土施工的质量。

3.1 合理设置大体积混凝土的施工缝。

在岩基或老混凝土上浇筑新混凝土结构时，纵向分段长度应在15m以内。在底板上连续浇筑墙体结构，墙体上得水平施工缝应设置在墙体距底板顶面大于1.0m的位置。对不宜设置施工缝的结构，可采取跳仓浇筑和设置闭合块的方法，减小一次浇筑长度。另外，上下两层相邻混凝土应避免错缝浇筑。

3.2 严格控制大体积混凝土原料的配比。

混凝土原料的合理配比，是提高混凝土性能的关键，同时也是保证混凝土质量的重点。因此，在港口与航道工程大体积混凝土施工过程中，技术人员必须结合港口与航道工程的实际情况，按照相关标准制定科学、合理的混凝土原料配比，并指导施工人员进行有效的搅拌与养护，从而为控制施工裂缝提供基础。

3.3 严格控制大体积混凝土施工的温度。

大体积混凝土施工温度的控制，包括混凝土的初始温度，也包括混凝土成型过程中的外界问题。因此，施工人员可以在混凝土浇筑过程中，以撒水、加冰等方法降低混凝土初始温度，使混凝土内部温度与外界温度相接近，避免施工裂缝产生。另外，合理安排混凝土施工时间，最好是在夜间施工，这样有利于混凝土内外温度的控制。在混凝土成型后期，施工人员可以以人工控温的形式，在混凝土表面加设保温材料等方法，保证混凝土内外温差保持在允许范围内，避免混凝土内部收缩应力过大而引发施工裂缝问题。

3.4 改善大体积混凝土施工的约束条件。

港口与航道工程大体积混凝土施工工序安排的合理性，也是有效避免施工裂缝的关键。因此，施工人员必须按照施工规定，合理选择适宜的施工技术，并积极探索创新的施工方法，尽量避免混凝土应力集中情况。同时，还可以预留温度伸缩缝，以减少混凝土结构温度约束，有效降低产生施工裂缝的概率。

3.5 加强大体积混凝土施工的养护力度。

混凝土浇筑过程以及成型过程的养护工作是极其重要的，施工人员必须时刻注意混凝土表面温度，在混凝土表面覆盖不同厚度的草垫或者控制洒水量等措施來减少干缩，避免施工裂缝产生。另外，施工人员必须在规定的时间内进行养护，切勿忽视养护工作，一般来说，混凝土养护时间应该控制在两周以上。

4. 结语

综上所述，在港口与航道工程大体积混凝土施工过程中，如混凝土内外温度差异、混凝土收缩变形等。大体积混凝土施工裂缝的控制是施工管理中最为重要的一项工作，但是受到各种因素的影响，施工裂缝问题一直制约着港口与航道工程大体积混凝土施工质量的提高。因此，相关施工人员必须提高对大体积混凝土施工裂缝问题的重视，积极分析施工裂缝的成因，并针对不同的裂缝情况提出不同的控制策略，以最大程度地避免施工裂缝，提高施工质量。虽然，现阶段我国港口与航道工程大体积混凝土施工依然存在裂缝问题，但是相信，在相关施工人员与技术人员的共同努力之下，必将能够很好地控制施工裂缝，提高大体积混凝土施工质量。

参考文献

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