港口航道工程中大体积混凝土施工裂缝的控制技术

车隐戬

摘 要：港口工程施工过程中，大体积混凝土施工是重要的一项内容，在进行大体积混凝土施工时，受各方面因素影响难免会出现施工裂缝，降低混凝土工程的施工质量。文章首先对港口航道工程中大体积混凝土的特点进行分析，然后对港口航道工程中大体积混凝土施工裂缝的成因进行分析，最后对港口航道工程中大体积混凝土施工裂缝的控制措施进行了探讨。

关键词：港口航道工程 大体积混凝土 施工裂缝

港口航道工程施工过程中，混凝土是一种常用的施工材料，对建筑工程的施工质量有较大影响。受混凝土自身特性的影响，在大体积混凝土施工时会出现混凝土裂缝，因此在进行混凝土工程施工时，为了保证混凝土工程的施工质量，需要分析大体积混凝土出现施工裂缝的原因，从而保证港口航道工程的施工质量。

1.大体积混凝土的优点

通常情况下，在混凝土的体积能够对混凝土的水化热变化产生影响的时候（混凝土内部与外部温差可以达到 25℃）才能称为大体积混凝土。航道工程与港口的施工时，因工程长时间受到环境水的影响，所以需要的混凝土基本上都是大体积混凝土，这类型的混凝土特征主要有以下几点：因混凝土体积大，所以结构端面也需要大量混凝土；与一般建筑工程混凝土的浇灌方法不同，大体积混凝土的浇筑方法一般是以分缝分量，这样可以减少单次混凝土的用量，进一步提高混凝土浇筑的工作效率；外界因素对混凝土也有较大影响，其中温度影响最大，特别是在混凝土内部与外部温差较大的时候，混凝土内部结构可能会产生较大变化，这样对混凝土养护的工作加大难度，一般情况下工作人员利用冷水的降温作用使混凝土表面温度降低，从而对混凝土实行养护；此外大体积混凝土内部主要以构造筋为主要材料，基本不加设配筋，提高了港口与航道工程大体积混凝土的抗渗性和防腐性。

2.造成大体积混凝土裂缝原因

2.1混凝土的收缩变化

混凝土收缩变化导致大体积混凝土出现裂缝现象，收缩裂缝的形式多样，一般遇到的收缩裂缝主要有塑性收缩、干燥收缩、自身收缩等形式。

由于外部环境过于干燥，所以混凝土在硬化后会出现混凝土内部水分蒸发的问题。因混凝土水分大量蒸发，所以在内部和外部相继产生了收缩变形的问题，最终导致裂缝的形成。干燥裂缝与塑性收缩裂缝都是由其内部和外部的水分蒸发而造成的，在混凝土泌水量小于混凝土中水蒸发量时，大体积混凝土表面就会产生塑性收缩裂缝。外部温度过高或使用水泥的过程中活性过大，都会使大体积混凝土表面出现收缩裂缝现象，从而使其表面出现裂缝。

在外部环境的作用下，混凝土表面会出现一些裂缝，当裂缝越来越多时会导致水分加速蒸发，从而使裂缝变大。自身收缩与塑性收缩和干燥收缩裂缝有明显区别，自身收缩主要受与大体积混凝土自身水温变化造成的反应、水泥的成分、集料弹性模量等因素影响。2.2温差变化

混凝土内部出现裂缝是由于其内外部的温差较大。在浇筑混凝土完成后，通过温差划分为三个时期，即：混凝土浇筑前期期、混凝土内部温度最高期和混凝土拆模期。

混凝土浇筑前期，由于混凝土的导热性较差，所以生成的所有水化热都会集中在混凝土的内部。

当混凝土内部温度逐渐升高的时候，其内外部温差就会达到最大值，在温差作用下混凝土内部会产生巨大膨胀力，内部变形远远超出外部变形程度；这时混凝土表面会产生较大的拉应力，当混凝土可以承受的最大拉力小于拉应力时，混凝土内部就会发生裂变，出现温度裂缝现象。因水化热导致混凝土内外部出现温差变化，使混凝土内部产生应力和开裂，所以才会出现温度裂缝现象。

混凝土开裂主要由温度应力造成的，温度应力有以下两种形式： ①混凝土内部温度分布不均匀，而且内外部都有剧烈的反应的情况下，混凝土结构受内外部反应的激化，就会产生一定的温度应力；②当混凝土结构边界和部分结构受到外部的刺激时，结构变形过程会突然停止，从而就产生了温度应力。

2.3其他因素

在港口航道工程大体积混凝土施工过程中，混凝土也会由于外部压力过大、发生化学反应等因素导致裂缝，在混凝土结构没有固定以前，如果混凝土受到较大的外力作用，那么混凝土中的碱骨料会促使混凝土内部结构发生重大变化，使混凝土的体积增大，最终导致大体积混凝土在成型之前中发生裂缝。

3.大体积混凝土关于裂缝的控制

3.1混凝土材料比例的控制

在混凝土配合比例设计前，必须通过实际检测与科学计算相统一的方法对混凝土成分配比的合理性进行确认。①在确定水和灰的比例前，结合混凝土耐度和强度的要求，再通过混凝土的强度变化数据建立曲线图，从而求出水与灰的比例关系，根据混凝土的耐久度来求出水和灰比的最大比值。把所求到的水灰比例进行对比研究，可通过设计依据来选取水灰比的最小比值。②确定所需水的总量时，需结合混凝土的坍落度和碎石材料的具体情况来确定用水量。如表1所示是坍落度和碎石粒径下的用水量选取参考值。

③影响混凝土使用效率的主要因素是砂率，在混凝土配合比例设计中，根据所需混凝土要求的不同，其砂率也随之变化。砂率越高，则混凝土的强度就越高，一般通过水泥用量和碎石粒径的情况可以确定混凝土的砂率。如表2所示。

3.2大体积混凝土施工过程的温度需要严格把控

大体积混凝土施工过程中温度的把控需要注意以下环节：①把控混凝土的最初温度。②注意混凝土成型过程中的外部影响。工作人员在混凝土浇筑过程中，以浇水、加冰块等方法来把控混凝土最初温度，把混凝土的内外部温差控制在一定范围内，从而避免裂缝产生。③注意混凝土施工的时间把控，夜间气温低，所以在夜间工作可以有效控住混凝土的内外部温差。在混凝土澆筑成型后，工作人员通过在混凝土表面设置保温材料从而达到控制温度的目的，确保混凝土内部与外部的温差保持在一定范围内，防止混凝土内部反应变化而导致施工出现裂缝问题。

3 . 3对大体积混凝土进行养护

对混凝土成型过程的养护工作是施工工程的重要工作之一。一方面，工作人员需密切注意混凝土表面温度的变化，通过在混凝土表面铺撒一些草垫或者在其表面撒一定的水来控制温度，防止出现施工裂缝现象；另一方面，工作人员必须严格按照相应的时间准时进行养护工作，要重视成型后的养护工作，混凝土成型后的养护时间应严格控制在两星期以上。

3 . 4改善大体积混凝土施工条件，减少裂缝产生概率

合理安排港口与航道工程大体积混凝土施工的顺序，是有防止施工裂缝产生的关键，所以，工作人员在施工过程中须严格按照相关规定，选择有效的施工方法，在实践过程中努力探究更好的施工方法，尽可能的避免出现混凝土应力集中的现象。此外，通过预留温度伸缩缝的方法，也可以减少混凝土结构温度变化产生的影响，使施工裂缝的概率降到最低。

4.结束语

综上所述，在港口航道工程施工中，导致大体积混凝土产生裂缝的原因比较多。为了避免大体积混凝土出现施工裂缝，需要合理的设计配比，制定合理的裂缝控制方案，保证了港口航道工程大体积混凝土工程的施工质量。

参考文献：

[1]马稳举，黄锡钢，桑培亮.水工大体积混凝土裂缝成因与防裂措施[J].港口科技，2009（09）：9-12.

[2]白生强，武英杰，杨玲.浅析水工大体积混凝土结构裂缝成因及控制[J].中国高新技术企业，2008（19）：212+215.