码头大体积混凝土裂缝控制技术探讨

黄光玉

（玖龙环球（中国）投资集团有限公司，广东 东莞523000）

1 引言

工程施工当中，从混凝土结构实物的体积出发可以对混凝土进行针对性分类，其中几何尺寸≥1m 的混凝土结构，被称为大体积混凝土。在码头施工建设中，大体积混凝土属于十分关键的建设材料，大体积混凝土的质量对于码头施工整体质量会产生显著影响。因此，针对性地分析影响大体积混凝土出现裂缝的风险因素，并针对性地制定和实施裂缝控制技术，对于工程建设是十分重要的。

2 大体积混凝土裂缝形成的常规原因分析

通常来说，引发大体积混凝土裂缝的原因是较为多样的，包含人员、材料、环境等多方面因素，但本质上来说可以总结为2 种原因：（1）是水泥水化热引发化学变化导致混凝土变形；（2）是温度导致混凝土内的收缩变形[1]。总结分析实际施工情况发现，大体积混凝土的内部胶凝材料具有很高的温度敏感性，并且还会被水化作用所影响，很容易导致混凝土结构内外出现温差。当内外温差达到一定水平后，在收缩作用的影响下，出现混凝土裂缝的风险显著增加，码头工程建设质量和安全受到严重影响。水泥水化热属于混凝土早期温度应力的来源，而温度应力是码头大体积混凝土裂缝形成的主要因素。因此，对于大体积混凝土裂缝的控制，应当从温度、变形及综合应力现场控制3方面出发[2]。

3 码头大体积混凝土裂缝控制技术应用

3.1 工程概况

A 工程属于成品油保税库项目配套码头工程，工程建设1个10 万吨级的成品油泊位、2 个5 万吨级的成品油泊位，以及1 个1 万吨级的成品油泊位，同时建设相应的码头配套设施。

3.2 工程初始状况及目标分析

A 工程首批现浇立墙12 件，混凝土终凝后3 日内，部分现浇立墙构件的侧面出现裂缝。 混凝土裂缝的走向是竖向，每件立墙的裂缝数是1～2 道，均属于竖向的非贯穿性裂缝，裂缝长度为50～100cm，共有12 条裂缝。 在进行7d 的观察后发现，竖向裂缝的宽度约为0.25mm， 个别较大的裂缝宽度为0.35mm，裂缝长度基本上与立墙高度一致，约为1.1m。

针对工程实际情况， 设定的目标是降低混凝土表面产生裂缝的概率，同时缩减裂缝的长度与宽度。 具体的目标值是将0.2～0.5mm 宽度范围的温度裂缝数量，控制在90%以内。

3.3 人员、材料、施工及环境因素分析

1）人员因素。 施工人员是工程直接参与、操作人员，对于混凝土裂缝的形成和防控具有显著影响。 当现场施工人员的经验不足、相关操作不够熟练时，出现混凝土裂缝的风险随之增加。 同时，施工人员是否具备较高的质量意识，也会影响工程中混凝土裂缝的形成。 通过现场调查分析发现，A 工程中的混凝土浇筑施工人员工作经验不足， 有半数的施工人员属于生手，并不具备大体积混凝土施工的操作经验，对于相应的操作要领并未掌握，需要进行技术指导，且施工人员的质量意识明显不足。

2）材料因素。材料因素主要是从骨料含泥量、浇筑温度和终凝后温差几个方面进行分析。通过查阅相关规范并对工程中使用的骨料检测报告进行检查发现，A 工程的骨料含泥量较高。相关规定的细骨料含泥量≤3.00%，该工程中的用砂含泥量是2.40%，尽管低于规范要求值，但属于较高偏高水平；砂泥块含量和碎石含泥量分别是0.50%和0.90%，均低于规范最大值1.00%，但也属于偏高水平；碎石泥块的含量0.20%，低于规范要求的0.50%。混凝土施工材料对于大体积裂缝的形成，具有显著影响，A 工程中的骨料含泥量尽管低于规范要求，但均处于偏高水平，对于裂缝的形成会产生一定的影响。在混凝土浇筑温度方面，规范规程的混凝土浇筑温度要求是≤30℃，现场验证发现，由于受到白天强烈日照的影响，混凝土罐车表面温度达到40℃以上，明显需要针对性的降温措施。终凝后温差方面，现场验证发现，拆模之后的顶部和侧部温度为63℃，内部温度将会更高。

3）施工因素。此方面因素主要包含振捣间距、拆模时间以及养护时间和措施。现场发现，部分施工人员操作不规范，使得振捣间距约达600mm，明显超过JTS 202—2011《水运工程混凝土施工规范》规定的最大值450mm；拆模操作选择的时机是终凝后第二日，导致混凝土结构过早暴露，表面温度迅速下降；养护方面，实际混凝土养护时间仅有7d，低于规范要求的14d，明显不足，而采取的养护措施主要是侧面土工布覆盖和顶面洒水，没有进行蓄水养护。

4）环境因素。A 工程所在地属于热带季风气候区，气温始终较高，且蒸发量较大，降雨持续时间较短；工程建设中的上部独立墩结构使得洒水养护的难度较大，对混凝土养护产生影响，最终影响大体积裂缝的防控。

4 码头大体积混凝土裂缝控制方案

裂缝控制方案包括以下几方面：

1）技术交底。基于人员因素对码头大体积混凝土裂缝的影响，要进行施工技术交底，主要包括施工中振捣操作要点、振捣棒有效半径、振捣深度和间距等。同时，施工单位要组织新进人员进行教育培训，由经验丰富的施工人员进行针对性的技术指导。

2）砂石料含泥量控制。施工中，在监理单位人员的见证下，进行取样送检，保证检测合格才能够使用材料施工，对于施工现场的混凝土拌和站当中，砂含泥量应当维持在1.30%～1.60%的范围内，碎石含泥量则应处于0.50%～0.60%的范围，以此实现基本控制目标。

3）适当延长拆模时间。在终凝第二日拆模，会导致混凝土表面温度迅速下降，内部温度无法及时降低，导致内外温差较大，形成温度裂缝。因此，施工中要将拆模时间延长到5d。在此操作之后进行拆模，能够发现混凝土表明平整，未出现裂纹，混凝土表面温度和空气温度基本相同。

4）合理设置冷却水管。PVC 管布设时，其水平间距是1～2m，与模板边缘的距离是1m，纵向布设1 层，高度是分层浇筑厚度一半处。浇筑上层混凝土之前再次布设冷却水管。

5）选取低气温环境进行浇筑。A 工程所在地的气候温差大，夜间气温较低，错开白天高温时段在夜间进行浇筑，能够使原材料保持较低的温度，加之对罐车表明洒水冷却，能够避免混凝土的入模温度过高，与常温基本相同。在混凝土终凝后利用埋管进行通水养护，保证内部温度技术有效下降。

6）强化养护与管理。除土工布覆盖和顶面洒水等养护措施外，还要进行针对性的蓄水养护，蓄水至少2cm，一直到5d 后拆模。拆模后，使用土工布覆盖顶部和侧面，并洒水养护。养护周期定位2 周，在此阶段始终保证土工布湿润。

5 结语

从具体原因出发进行码头大体积混凝土裂缝控制，能够取得显著的效果，大体积混凝土裂缝数量明显减少，节省了修补施工的时间和费用，有助于码头工程混凝土结构耐久性的提升。