高桩码头混凝土面层裂缝的处理技术

马万里 孙守光

摘要：在高桩码头混凝土面层的施工过程中，裂缝的出现是较为普遍的。若是裂缝的数量过多且面积较大时会直接影响码头面层的美观度，影响码头的使用寿命，还会给后期维修带来不小的经济损失。鉴于此点，本文结合大连某港区综合码头施工工程，探讨了码头面层混凝土裂缝产生的原因并对其进行了分析，选取了几个有针对性的裂缝处理技术，旨在为相关的研究提供一些可具参考的资料。

关键词：码头面层；混凝土；裂缝

近些年来，随着科学技术的进步、施工水平的提高、中国的港口建设也呈现快速发展。对于高桩码头的建设，质量不断标准化、外观设计不断精美化、施工技术不断规范化。但是，与其他混凝土工程相比，高桩码头的地基不稳定，从而导致混凝土层面会经常出现裂缝，这一特点不仅仅会降低破坏码头内部结构、高桩码头的质量，而且影响高桩码头的美观。总之，高桩码头的耐久性较低，与此同时，这也是当前中国水运高桩码头建设中应该关注的重点与突破点。为此，我们将对水运高桩码头混凝土层面裂缝原因进行详细分析，最终提高水运高桩码头的质量。因而有必要对高桩码头面层混凝土裂缝的处理技术进行探讨。

1.工程概况

本文以实际工程项目为背景，其位于大连市内，是一座具有较高吞吐能力的综合型码头。码头采用的均是高桩梁板式结构，能够提供的作业平台大小为500m×30m。对于其上部结构而言，设置了横纵梁以及各类叠合面板等结构，各排架间距均控制为8.0m，单个排架均设置了7根桩结构，其中前四根为预制型芯柱嵌岩钢管桩，剩余的则为Φ1000PHC桩。

2.码头面层施工工艺

为了提升码头断面层的施工效率，在面层钢筋绑扎前，首先需要对预制面板顶面砼进行清理，此过程需要使用到空压机设备，同时还需使用高压水。经此操作后，可以将松散砼去除，而后对板顶标高进行验证，对其中的不达标部分进行二次处理。对于某一结构段而言，若其内部所有的预制面板均完成了安装作业且坐浆达到终凝状态，经参建各方验收合格后，便可以进行组织码头面层的施工作业。具体流程为：将钢筋半成品就位于施工区域，并随之安排人员进行绑扎，在做好测量放线工作后便可进行模板安装作业，随后进行预埋件施工，在此基础上利用泵送法进行浇筑施工，并采取合理的养护措施。

3.码头面层混凝土裂缝成因

从外在角度看，水运高桩码头混凝土层面暴露于空气中，经受暴风雨袭击和海浪冲蚀。从内在角度看，混凝土内有水泥、砂浆等，他们会发生物理收缩和化学收缩，使混凝土层面的内在结构发生变化。不论是内在角度还是外在角度，都会造成水运高桩码头混凝土层面裂缝。

3.1 结构设计不合理

在进行水运高桩码头结构设计时，应该充分考虑原材料的化学特征和物理特征，例如：原材料在不同温度以及承受不同压力时，内部压力是否发生变化，或者当海水侵袭，混凝土内部的水分是否增加。另外，建筑内的配筋率也是影响高中码头混凝土层的重要影响因素。配筋率较高会使收缩盈利加大，从而出现面层裂缝。配筋率较低会使空心板的端头位置因为应力过大而出现面层裂缝。

3.2 施工技术不熟练

在项目建设中，施工技术的标准化程度直接影响建筑质量。不熟练的施工技术，不仅增加项目建设成本，延长项目建设时间，而且降低项目建设质量。因此，在进行项目建设时，需要选择合理适当的施工技术。其中，没有按照相关规定，进行混凝土的搅拌；项目施工企业一味追求经济利益偷工减料、降低技术要求；施工队伍综合素质偏低，不按规定流程进行建设，这些情况都会导致项目建设达不到施工标准，出现安全隐患，最终形成高桩码头混凝土层面裂缝。

3.3 后期维护不全面

对于项目建设而言，前期施工建设的质量固然重要，但项目建设的后期维护也不能缺乏。尤其是对于混凝土工程而言，后期的保养维护是延长其使用寿命的重要环节。对混凝土工程进行后期维护，既是混凝土層面出现裂缝的主要原因，又是施工企业最容易忽视的一部分。水运高桩码头的特殊地理位置使其每天不得不面对气候对它的印象。水运高桩码头在遭受太阳暴晒的同时，还会受到海浪侵袭，两者交替，使它的质量不断下降，混凝土层面的裂缝也因此出现。

3.4龟裂（塑性收缩裂缝）

不同裂缝形态对应的成因存在差异，对于龟裂而言它主要是由于塑性收缩而产生的，常见于水泥终凝阶段，为典型的硬化前裂缝形式。此类型裂缝的出现无规律可循，通常发生在浇筑后的4～15h内。对其成因进行分析，可总结出如下几大影响因素：

（1）施工中泌水会从结构表面进行持续性蒸发，以此速度为基准，当泌水速度低于该值时，便会导致塑性收缩缝的出现。对于本文所探讨的工程而言，其面层施工不是真空吸水工艺，而且露天收面，自然干硬工艺，由此导致表面出现了明顯的干硬现象，加之泌水速度偏慢，同时又考虑到夏季施工的特性，因此常见干热风大的天气，此时蒸发速度明显加快，塑性收缩缝由此产生。

（2）受大面积薄层结构的影响，此部分区域极容易出现塑性收缩缝。

（3）对施工质量的管控力度不足。从发生时间上考虑，当完成面层修整工作后，在其后续的4～15h极容易出现塑性收缩缝，如果在此时间段内进行二次抹面处理，将会有效控制裂缝的产生。

（4）受水泥品种的影响，当所使用的水泥材料具有明显的水化热特性时，将会提升混凝土结构的内外温差，内部温度在无法得到良好释放的情况下便会产生塑性收缩裂缝。

3.5网状裂缝

关于网状裂缝的具体示意图可见图1，对其成因进行分析，可总结出如下三点：其一，当面层的混凝土结构尚未出现凝固现象时便产生了一些轻微的塑性收缩裂缝，在此基础上伴随着温度等因素的影响，将会进一步扩大裂缝。其二，当混凝土表面的水分出现过度集中的现象时，在混凝土干缩特性的影响下将会在水分聚集区形成微小裂缝，伴随着温度以及干缩应力的持续变化，将会导致裂缝扩大。其三，当新旧混凝土连接区域的贴接程度不足时，便会产生空鼓现象，加之外荷载的影响，将会形成网状大裂缝。

3.6规则裂缝

规则裂缝具有明显的规则性，多表现出平直的特征。诱发规则裂缝的过程较为复杂，首先表层混凝土会表现出干缩变形现象，同时伴随着轻微的温度收缩变形，在此基础上受到下部纵横梁的结构约束力的影响，此时混凝土的抗拉强度将远远不足，因此产生裂缝。总体来说，规则裂缝的形成时间较迟，部分裂缝甚至出现在投产以后的很长一个阶段内。面层混凝土剥皮面层混凝土剥皮，是指混凝土表面出现起皮，脱落现象。造成的主要原因有：

（1）混凝土在浇筑时没有一次成型，为了表面的美观，队伍再用水泥浆进行光面。因为原混凝土已经凝结而造成的。

（2）对于碎石、砂材料而言，碎石料的石粉含量过高，或是碎石和砂含有杂质它需要与面层混凝土进行稳固的粘接，一旦二者的粘接性不足，便会引发面层混凝土出现剥皮现象。对粘接性不足进行分析可知，其主要与石料中有着密切的关联。

（3）就是养护过程时，洒水过早，导致而成。

4.码头面层混凝土裂缝控制技术措施

4.1混凝土配合比及原材料选用

本工程中引入了试验-计算法，由此完成混凝土配比的设计工作，在确保其强度、耐久性等基本指标的同时，还综合考虑了影响控制面层性能的几大因素。在本文所论述的码头项目中，对面层混凝土抗冻等级提出了要求，即需要达到F100～F150标准。工程宜选用低热水泥材料，在条件允许的情况下可以对其展开水泥水化热试验。同时水泥的收缩率应足够小。基于防止塑性收缩裂缝的目的，需要在所选用的水泥中掺入适量聚丙烯纤维，其掺入量应控制在1kg/m3水平。在不影响质量的前提下应尽可能减少水泥的使用量，通常情况下宜控制在300kg/m3左右，对应的水灰比不可超过0.45。在选材方面，粗骨料宜选用碎石，对于细骨料而言以中粗砂为佳。

4.2合理布置收缩缝

控制好各个分块的尺寸，确保收缩缝位置的合理性。对于纵向分条缝而言，其需要设置在安装缝的中间区域；对于后方平台而言，应设置在面板安装缝的中部区域；此外，前方平台宜设置在横梁迭合混凝土的两侧。

4.3支拆模板

基于分条浇筑的方式完成面层混凝土施工作业，以分条线的位置为基准，在此基础上对面板进行弹线处理，并以所得线为基准，沿线设置砂浆垫块，由于固定侧模板会出现裂缝，此时宜选用低标号的砂浆材料对其进行处理。此外，当完成模板拆除作业后便需要随即将封堵材料去除，而后对板外边线的位置进行检测。将所得检测结果与标准值进行对比，但实际值偏高时，则需要进行弹线锯直处理，当达到工程要求后方可进行其余板块施工。

4.4混凝土浇筑和养护

在条件允许的情况下，需要适度延长面层混凝土的浇筑时间，通常以完成板缝浇筑后1个月为宜。此外，应尽可能避开夏季高温天气，若受工期的影响需要在高温环境下施工时，应在骨料堆场设置遮阳棚，同时宜在夜间温度较低时进行施工。在进行面层混凝土浇筑之前，首先需要提前1天对其表面进行清理，而后使用土工布湿润6h。在浇筑施工时，需要涂抹一层水泥素浆，控制好所使用材料的水灰比，其应与面层材料相同。

4.5锯缝

对混凝土质量进行检测，当其强度达到10MPa后，则可随之进行锯缝处理，在切缝机的作用下进行作业，以板厚为基准，缝深应为该值的1/3，但不可低于50mm。基于缓解面层应力过度集中的现象，还需要设置钢丝网片。

4.6降低浇筑温度

尽量降低浇筑温度，特别是在炎热的季节，应从混凝土的原材料着手控制温度，如可将砂石料场遮阳浇水冷却来降低温度，同时可向拌和水中加冰降温。另外要特别注意水泥温度，如果温度超过 50 ℃必须采取降溫措施把温度降低后再使用。在混凝士的运输过程中尽可能连续、缩短运输及停留时间，减少混凝土运输工程中的吸热。尽可能将混凝土浇筑安排在夜间施工。

5.结语

通过本文的分析可知，有很多因素都可以造成高桩码头面层产生裂缝，因而在施工的过程中需要熟练掌握裂缝处理技术，在施工中切实落实各项施工工艺，对于减少裂缝的产生是相当有效果的。

参考文献

[1]张伟，张怡戈，王新刚.高桩码头面层现浇混凝土裂缝成因分析及控制措施[J].混凝土，2013，（11）：152-154.

[2]曹志林.水运高桩码头混凝土面层裂缝原因及治理措施探讨[J].企业技术开发，2012，（05）：53-54.

[3]秦飞.高桩码头混凝土面层裂缝的预防措施[J].中国港湾建设，2011，（03）：71-72.

（作者单位：中海工程建设（大连）有限公司）