摘要：经济社会的发展过程中，港口与航道工程发挥着巨大的经济社会效益，随着建筑行业的快速发展，对港口和航道工程施工质量提出了更高的要求。由于港口航道工程多为大体积混凝土结构，其面临的最主要问题就是裂缝问题，因此，在施工要由于注意对裂缝的控制，提高大体积混凝土结构的稳定性与安全性，确保工程质量。本文从港口航道大体积混凝土施工的特点出发，分析了该结构下易产生裂缝的原因，并有针对性地提出了裂缝控制的措施，有利于对施工提供重要的参考。
关键词：港口航道工程；大体积混凝土；裂缝控制
混凝土施工作为现代建筑工程重要的组成部分，由于其施工流程、物料物理化学性能等导致在施工中极易产生裂缝，裂缝的产生是重要的质量问题，尤其是对港口与航道工程而言，大体积混凝土机构施工，更是对工程的整体质量起到了重要的作用，大体积混凝土一旦发现质量问题，工程的社会经济效益大大降低，还存在巨大的安全隐患，尤其是裂缝的产生，更是使得工程的受用期限大大降低，因此，施工中要主要对大体积混凝土施工质量的控制，降低裂缝产生的概率。
1港口航道工程大体积混凝土施工的特点
大体积混凝土作为港口与航道工程中应用较为普遍的施工技术，由于其体积会对混凝土结构产生重大的影响，因此不同于普通的混凝土结构，使得水热变化较大，内外温度变化到一定范围。港口与航道工程由于长时间收到周围水体的影响，因此，普通的混凝土施工无法满足这种大型工程的质量效果，因此，就需要使用大体积混凝土结构来实现最理想的工程状态。大体积混凝土施工主要具有以下特点：（1）自身表面积较大，在混凝土施工过程中可以加大对表面积的使用，而减少在大体积混凝土断面的使用；（2）浇筑方式与普通混凝土施工浇筑不同，具有更高的难度与复杂性；（3）外界环境温度对大体积混凝土结构、性能等具有较大的影响，内外温差较大极易造成裂缝的产生，施工过程中要主要对内外部温差的控制；（4）大体积混凝土施工过程中，内部结构多使用钢筋，使得施工更加方便与高效。
2 港口航道工程大体积混凝土裂缝产生的原因
2.1温度裂缝
大体积混凝土施工中裂缝的产生多是由于混凝土内外部温度的巨大差异引起的，这是行程裂缝的重要因素。浇筑完成以后，温差主要存在于浇筑初期、内部温度最高期与拆模前后。在浇筑初期，混凝土自身性能中的导热性不明显，使得混凝土配料中的各类水化热反应三散发的热量都存在于混凝土内部，而内部温度逐步升高，与外界环境温度的温差逐步增大，当超过极限时，内部发生膨胀变形现象，甚至超过外部的变形，使得混凝土表面形成巨大的拉应力，一旦拉应力超过了混凝土可以承受的极限拉力时，就会产生温度裂缝。这种裂缝形成的原因主要是由于水热化导致的内外部巨大的温度差所形成的。由温度应力所形成的裂缝主要有两种类型，具体来说：如果内部温度呈非线性分布状态，且内外部之间存在约束，但是在不完全静止的结构下，混凝土结构受到自身约束产生温度应力；而如果混凝土全部结构边界或部分结构受到外部较大压力时，变形会受到约束，出现温度应力。
2.2水化作用
裂缝产生的另一个原因是混凝土主体施工完成以后，内部会大量吸收水分，使得混凝土发生水化反应，内部结构在该反应下发生改变，产生收缩现象，当收缩强度超过了混凝土结构本身可以承受的最大拉力时，裂缝产生。尤其是对大体积混凝土而言，这种裂缝发生的过程更为明显，由于内部水分的吸收更大，应力增加，加大了裂缝产生的风险。
2.3收缩裂缝
混凝土的收缩现象也是造成大体积混凝土裂缝形成的重要原因，由于水泥水热化反应较强，导致混凝土内部温度快速升高等，都是造成收缩裂缝产生的重要原因。根据实践经验，主要将收缩雷锋分为塑性收缩、自身收缩、干燥收缩等几种类型。混凝土施工完成以后，在硬化过程中，外部环境由于其干燥性，导致混凝土内部的水分大量流失、蒸发，进而使得混凝土水分蒸发超过极限值，产生收缩变形等裂缝。而塑性收缩与干燥收缩存在极大的共同点，裂缝形成的原因都是水分的过度蒸发，当混凝土水分蒸发量超过了泌水量时，混凝土表面就会出现塑性收缩类型的裂缝。最后，当混凝土外界温度过高或者配料中水泥活性较大时，温差过大或者是水泥水化热现象将会直接造成大体积混凝土表面的裂缝发生几率。
2.4混凝土养护不到位
混凝土在施工完成以后，还需要进行必要的养护，养护措施较好将直接造成混凝土极好的结构效果，尤其是对大体积混凝土结构而言，养护措施对于混凝土质量更为重要，洋河措施可以对混凝土内外部温度、结构表层湿度等进行必要的控制，防止表面干湿度的不均匀现象所造成的收缩变形等。
2.5其他外部因素的影响
由于港口航道工程的施工较为复杂，且技术性要求也高，而由于混凝土施工中所涉及的物理化学反应等也都是形成裂缝的重要原因。在混凝土施工完成但尚未成型时，如果混凝土结构受到外部较大的荷载等，都会造成内部结构的变化，产生变形，出现裂缝，导致施工效果不理想。
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3港口航道工程大体积混凝土施工裂缝的控制措施
3.1 合理设置大体积混凝土施工裂缝
由于大体积混凝土施工裂缝是造成工程质量不佳的重要表现，因此，应该对施工中的裂缝进行必要设置，主要是基于工程实际情况，尤其是对港口航道工程这样的大体积混凝土结构。应该对所浇筑的新混凝土结构的岩基或者老混凝土结构作为前提，保证在浇筑过程中，纵向分段长度小于等于15cm，确保浇筑的技术性要求。对大体积混凝土墙体结构连续浇筑时，要以底板为浇筑的基础，对墙体中的水平缝等进行科学的控制，保持墙体与底板顶面的距离，一般该距离维持在1m左右为最好的水平缝位置。由于港口航道工程中涉及了许多复杂的工序，因此，如果其中涉及到特殊的混凝土结构时，可以采取降低一次性浇筑长度的方式来设置施工缝，借助跳仓浇筑等，合理设置闭合块，保证施工效果。相关施工人员要主要相邻两层混凝土施工，尤其是要避免错缝浇筑施工而造成的明显裂缝。
3.2严格控制大体积混凝土原料的配比
原料配比作为影响混凝土性能的重要指标，在大体积混凝土中这种影响因素的表现更为明显，因此，原料配比时大体积混凝土施工中需要重视的施工内容。为了有效减少在港口与航道工程中大体积混凝土的裂缝，应该严格遵照工程的施工标准与规范，对原料配比进行控制，加强在配料中的搅拌与养护过程，使得原料充分拌合，达到最佳的拌合效果，确保原料配比、搅拌等满足工程建设的标准，保障后续工作的顺利进行。
3.3严格控制大体积混凝土施工温度
对于大体积混凝土施工而言，还应当对骨料级配操作加以规范化，在混凝土材料的选择上，尽量使用干硬性材料作为混合料，并在施工中适量地加入塑化剂等物质，合理控制水泥量，严格控制水灰比，结合港口与航道工程的具体施工要求，对水灰比等进行严格控制，同时，降低混凝土施工过程中的水化热反应，达到对混凝土结构内外部温差的有效控制。在夏季，由于外界温度较高，因此，要降低温差过大所造成的裂缝的发生概率，大体积混凝土施工中要将混凝土浇筑层厚度控制在500mm以内，从而实现对混凝土散热性的改善。
对混凝土内外部温度的有效控制是控制裂缝发生的重要途径，在港口与航道工程大体积混凝土结构施工时，施工人员可以在浇筑完成以后，对大体积混凝土结构内外部温度进行严密的监测，一旦内部温度超过了外部温度，就要采取洒水、加冰等方式来进行内部降温，减少内外部温差，避免裂缝出现。如果在港口航道施工过程中，在夜间开展大体积混凝土的施工，由于温差较小，裂缝的控制效果较为理想。当混凝土成型以后，因为存在收缩现象，因此可以通过人工来控制内外部温度的差异，达到减少裂缝发生的概率的目的。
3.4 改善约束条件
由于存在温度应力，也会产生裂缝，因此，很多施工企业通过施工预应力构件来避免这种现象，应用最多的就是混凝土内部结构中使用钢筋，大大减少了裂缝的出现。大体积混凝土施工中，浇筑时一般采用分块或分层的方式来进行，浇筑时对施工缝进行科学的布置，严格控制混凝土内部的约束。一般情况下，很多施工企业也通过预留温度收缩缝、或者缩小相邻混凝土施工的时间差等来实现对混凝土内部约束力的控制与降低。总之，对裂缝的控制应该结合工程的实际情况，对可能出现裂缝的原因等采取必要的预防措施来进行改善裂缝的发生情况。
3.5优化施工条件
港口与航道工程大体积混凝土施工中裂缝的出现很多时候是客观原因造成的，因此，这就要求施工人员在混凝土施工之前，要对施工条件、环境等进行优化，合理安排施工流程，对于施工可能出现的风险因素加以预防，事先确定严格的施工规范与标准，后期的施工过程中要勒令施工人员严格遵守，避免施工中的应力过于集中问题。大体积混凝土施工中，要优化施工条件，积极发展与应用新的施工技术，保障施工的质量。
3.6做好后期养护
大体积混凝土施工质量与后期的养护有着紧密的联系，加强混凝土施工以后的养护，能够在一定程度上保证混凝土的性能，降低裂缝的出现几率。混凝土施工完成以后，要组织相关人员对混凝土温度进行严格的监测，避免内外部温度差异过大所造成的裂缝产生，尤其是存在较大温差时，要及时采取必要的防护措施，比如洒水降温、覆盖草垫保温等，保护混凝土表面的水分，达到良好的养护效果。如果混凝土内外部温度、压力存在较大的差异，导致内部结构发生变形等，会使得混凝土产生较大的质量问题，即使做好养护工作其作用也微乎其微了。在养护工作进行中，相关人员要加强对内外部温度差异的监测，保证养护的效果。一般最佳的养护时间在浇筑完成以后的半个月内。相关人员还要对混凝土表面进行抹平、清理等，严格控制混凝土的收缩性能。
3.7加强对混凝土裂缝的防护
由于多方面因素的控制与处理不当都会造成大体积混凝土裂缝的产生，因此，要从原料配比、浇筑工艺等方面来严格控制混凝土施工质量。在对关键施工工艺、流程进行必要的控制以后，也必须采取相应的养护、防护措施，保证混凝土的使用寿命，结合工程的实际情况，加强对可能出现裂缝的区域的防护。
结束语
港口与航道工程的施工质量与大体积混凝土的施工效果紧密相关，因此，要加强对大体积混凝土施工的控制，主要是对裂缝发生的原因，如温度差、收缩性能、养护等进行控制，结合实际施工情况，不断优化施工环境，改善施工工艺，提高施工操作的规范性，加强施工的过程管理，严格控制混凝土施工中的配料比、温差等因素，达到理想的施工效果，实现对港口与航道工程质量的严格控制，使工程发挥最好的经济社会效益。
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论文作者:吴远彪
论文发表刊物:《防护工程》2019年第1期
论文发表时间:2019/5/22
标签：混凝土论文; 裂缝论文; 体积论文; 航道论文; 港口论文; 工程论文; 温度论文; 《防护工程》2019年第1期论文;