摘要：高桩码头不同于常见的码头结构形式，是一种由桩基和上部结构组成的透空结构的码头，能够有效降低工程费用。然而高桩码头也存在结构质量问题，如裂缝、混凝土碳化、不均匀沉降，都会影响高桩码头的安全性。本文将从高桩码头结构混凝土裂缝成因出发，深入研究高桩码头结构混凝土裂缝的控制措施，以供相关从业人员借鉴学习。
关键词：高桩码头施工；混凝土裂缝；防范
引言
相比常见的码头结构形式，高桩码头结构更加单薄，因此工程费用低，被广泛的应用于适合沉桩的各种地基。然而高桩码头结构也存在一定的安全隐患，高桩码头结构耐久性较差，受荷载作用影响大，容易发生码头的坍塌事故，因此本文将立足于高桩码头结构混凝土裂缝成因，探讨高桩码头施工混凝土裂缝控制的对策。
1裂缝成因分析
1.1由混凝土自身应力引起的非结构性因素
由混凝土自身应力引起的非结构性因素有：（1）混凝土在硬化过程中，由水化作用、水分蒸发及胶凝作用原因引起的收缩变形；（2）水泥及掺合料水化作用在混凝土内形成温度梯度应力，致使表面混凝土承受拉力，内部承受压力，由于混凝土早期抗拉强度很低，当温度应力超过混凝土早期的抗拉强度时，必然引起面板在薄弱处或应力最集中处开裂，此类裂缝在面板浇筑不久就会出现；（3）混凝土在初凝时处于塑性状态；（4）同一单元的2块预制面板搁置形成错台，铰缝和梁槽混凝土找平明显凹凸于预制板面，造成现浇面层厚度差异过大，引起混凝土收缩不均匀。
1.2装配式梁板结构性因素
预制面板安装不密实，注浆不饱满，面板下沉引起面层裂缝产生；预制面板实际搭接在横梁上尺寸（设计30mm）过大削弱其简支受力，影响面层上的荷载均匀传递至预制纵梁和横梁。若面层上继续加载或码头再受其他外力的作用，由于同一单元的2块预制面板挠曲变形差异过大，造成叠合面板将不能承受上述原因产生的弯剪应力，则会顺预制面板铰缝处产生通长的横向裂缝。
1.3由于施工不当从而产生裂缝
包括以下几方面：（1）混凝土级配或外加剂使用不合理，水灰比、坍落度过大，混凝土表面易泌水而削弱强度；（2）混凝土浇筑前基层和模板未清理干净、浇水湿润不充分，基层或模板过多吸收混凝土中的水分，加剧混凝土的收缩；（3）混凝土连续浇筑时，对每一施工段、同一施工层时间跨度过大，混凝土早期强度形成梯度过大；（4）对混凝土入模温度无控制；（5）现场浇捣混凝土时，振捣或插入不当，漏振、过振或振捣棒抽撤过快，影响混凝土的密实性和均匀性，诱导裂缝的产生；（6）混凝土浇筑中，由于风速过大加上烈日的暴晒，加快混凝土的水分蒸发，收缩值增大诱导裂缝的发生；（7）混凝土面层收面施工中局部位置二次收面可能遗漏，导致收缩性裂缝出现；（8）混凝土浇筑完成后，切缝不及时，后期养护不到位，而产生的裂缝。
2码头施工中混凝土裂缝的防范措施
码头工程的重要性对混凝土施工质量提出了较高的要求，为此，在码头施工中，可采取如下措施对混凝土裂缝问题加以防范。
2.1从原材料方面进行防控
混凝土是由多种材料经过一定的比例拌制而成的，如水泥、骨料、掺合料、外加剂等等，这些材料的性能和质量，都与裂缝有着一定的关联，想要防止码头施工中混凝土裂缝的产生，就必须对原材料进行有效的控制。
2.1.1水泥
这是拌制混凝土的主要材料之一，水泥的水化热也是引起混凝土裂缝的关键原因。由于码头施工中，以大体积混凝土居多，因此，要尽可能选用低水化热的水泥品种，借此来预防早期温度应力引起的混凝土开裂，推荐使用中热硅酸盐水泥或是低热矿渣硅酸盐水泥。同时，要确保水泥中的C3A含量低于8%，使用过程中的温度应当≤60℃，细度不宜过细。
2.1.2骨料
在骨料的选择上，应当对种类、含泥量等方面进行控制，由此能够起到预防混凝土裂缝的作用。（1）骨料可以选用能够有效减少收缩的品种，如细骨料可选用机制砂，粗骨料可选用石灰石碎石。（2）试验结果表明，砂石骨料的含泥量每增加2-3%时，水泥的收缩率会随之增加10-20%左右，因此必须对骨料中的含泥量进行严格控制，其中粗骨料的含泥量不得超过0.5%，细骨料的含泥量不得超过2%。
2.1.3掺合料与外加剂
码头施工中，可采用粉煤灰作为掺合料拌制混凝土，这种掺合料可以有效降低混凝土的早期收缩，从而起到预防裂缝的产生作用；在选用外加剂时，除了要保证质量合格之外，还要进行水泥适应性检验，确保外加剂品种与水泥的各方面性能相适应。
2.2从配合比方面进行防制
在码头施工中，混凝土的配合比除了关系到工程质量外，还与裂缝控制有着密切的关联，配合比设计的合理，还能降低工程造价。在对混凝土的配合比进行设计的过程中，除了要依据有关规范标准的规定要求之外，还应按照所选的原材料特性进行适当调整，从而使其在满足现场施工要求的基础上，减少裂缝的产生。表1给出了混凝土配合比关键技术指标的参考数值，具体设计中可以此作为依据。
表1混凝土配合比参考数值
2.3从施工工艺方面进行防控
2.3.1运输环节的防控措施
运输是混凝土拌制完成到施工现场的一个中转环节，为防止混凝土在该环节中出现质量问题而产生裂缝，应当做到以下几点：运输过程中，应确保混凝土不分层离析，且在浇筑前的坍落度应符合要求。浇筑前要对入模温度进行控制；要尽可能缩短运输时间及转运次数，以确保浇筑的连续性；运输途中，要做好混凝土载体的降温，尤其是在夏季比较炎热的气候，应对混凝土采取防晒措施。
2.3.2浇筑环节的防控
在对混凝土进行浇筑前，应对模板的加固措施进行检查，看是否到位，防止浇筑时模板出现位移或松动，同时，应对模板的内表面进行清洁，去除附着在模板上的杂物，若采用的是木模板应进行浇水润湿。浇筑过程中应对投料高度进行控制，可采取分层浇筑的施工工艺，确保浇筑质量，混凝土的浇筑高度应当控制在2.0m以内，如果超出，则应采取串筒或溜槽辅助施工，避免混凝土离析。当混凝土构件的截面高度大于振捣器的作用深度时，必须分层浇筑和振捣，以此来确保混凝土达到要求的密实度。根据大量码头工程实践，可按每一层300mm的厚度进行控制，振捣时要均匀布设点位，避免漏振、过振。混凝土浇捣完毕后，要及时按照规范标准的规定进行养护，这是防止裂缝产生的有效途径，可采用浇水润湿、防风防干等措施，也可使用养护液进行养护。在混凝土中，因其所处的环境具有一定的潮湿性，所以应对浇捣完的混凝土进行覆盖和浇水养护，对于采用普硅水泥或矿渣水泥为主要材料的混凝土，养护时间不得少于7d，掺有缓凝剂或是有抗渗要求的混凝土，养护时间不得少于14d，并确保养护用水与拌制用水相同，需要注意的是，若温度低于5℃时，不得进行浇水。
结语
高桩梁板式码头平台叠合面板现浇面层采用沿横梁中心线进行分缝设计，易在同单元的两块预制面板铰缝处出现规则的横向裂缝，是高桩梁板式码头施工常见的质量通病。其根本原因是由混凝土收缩特性、装配式码头平台的结构特性及混凝土施工过程中的控制缺陷造成的。充分了解其成因，从设计、材料、施工及环境等多环节入手，采取多方措施回避上述不利因素，才能有效控制横向裂缝的产生和发展，以达到保证结构安全和耐久的目的。
参考文献
[1]苏洪兰.港口码头施工中砼裂缝防治对策分析[J].智能城市，2016（7）：102-104.
[2]宋雪峰,李超,邓春林.高桩墩台式码头面层混凝土裂缝成因及控制措施[J].水运工程,2015（3）：141-143.
论文作者:刘鹏飞
论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2018年第4期
论文发表时间:2018/6/19
标签：混凝土论文; 裂缝论文; 码头论文; 骨料论文; 结构论文; 面层论文; 面板论文; 《建筑学研究前沿》2018年第4期论文;