郭太亮
天津港航工程有限公司 天津市 300450
摘要：目前，我国港口水利运输系统正在不断的完善当中，港口航道中大体积混凝土的应用尤为广泛，混凝土施工质量对工程整体效益价值及结构安全产生一定影响。本文基于港口航道工程中大体积混凝土施工裂缝成因进行分析，并提出有效的裂缝控制措施，仅供相关人员参考。
关键词：港口航道；大体积；混凝土；混凝土施工
引言
随着经济全球化的不断深入，我国提出的“一带一路”计划对推动我国乃至全球经济发展有着举足轻重的作用。港口与航道作为对外通商口岸与综合佳通体系中重要的部分，对推动区域发展拥有无可替代的作用。特别是近年来，我国港口航道工程朝着大型化、深水化方向快速的发展，大体积混凝土在港口及航道工程中得到更为广泛的应用，而其中的裂缝问题成为普遍存在且不可避免质量缺陷。通过合理的手段减少和防止裂缝的出现，对保障港口及航道的耐久性和使用功能拥有至关重要的作用。
1简析港口与航道大体积混凝土施工特点
在港口与航道工程中，大体积混凝土一般指的是现浇的连续式结构和长、宽、高尺寸相近的大型实体预制构件等容易因温度、收缩应力引起开裂的混凝土，其应用保证了港口与航道作用的最大化发挥。大体积混凝土的特点主要体现在：一是工程施工受水环境影响较大；二是长宽高几何尺寸均较大，混凝土内部、外部存在温度差，易对混凝土产生种种影响；三是浇筑施工多采用分层、分缝、分量等浇筑施工方式，降低混凝土内外温差，提高施工质量和效率；四是施工前中后都需采取各种措施降低温差，避免混凝土裂缝问题。
2港口与航道工程运用大体积混凝土施工裂缝产生的原因分析
2.1施工过程中的水化热引起的温度应力作用
在整个港口和航道工程的大体积混凝土施工过程中，造成混凝土出现裂缝的因素比较多，而其中比较常见的因素之一就是施工过程中的混凝土水化反应引起的温度应力作用。混凝土浇筑初期，混凝土水化升温，混凝土体积膨胀，会在混凝土表面产生较大的拉应力，当拉应力大于混凝土可以承受的最大拉力时，混凝土内部就会出现温度裂缝。在混凝土的降温阶段，混凝土的内部结构就会出现一定程度的收缩，当混凝土收缩的应力值超过了混凝土的最大抗拉值时，混凝的内部结构就会出现裂缝现象。特别是在大体积的混凝土施工过程中，使用的混凝土用量比较大，混凝土在发生水化热多，内外温差大，能够产生的应力也会随之增加，也就大大的增加了混凝土出现裂缝的概率。
2.2收缩因素
导致混凝土出现裂缝的另一个主要原因便是收缩，主要有自身收缩、干燥收缩与塑性收缩等几种主要类型。在混凝土硬化过程中，将产生一定的自身收缩，当水灰比较大、用水量较多时，混凝土的自身收缩增大，将出现自身收缩裂缝，并多出现在结构变截面处。如外部自然环境干燥，混凝土中水分不断向外蒸发，混凝土表面便会从外向内进行不断的收缩，出现干缩裂缝。塑性收缩相对有所不同，主要在砼硬化初期，砼骨料在自身重力作用下发生下沉，振捣不密实的砼在初期也产生沉缩，塑性沉缩还与混凝土自身的泌水量有关，当这种沉缩受到模板或钢筋的约束时，将会产生塑性变形裂缝。
2.3其他因素造成的裂缝
在港口航道工程大体积混凝土施工时，混凝土还会因为外部荷载、化学反应、约束应力等其他因素产生裂缝。一是在混凝土结构没有成型之前，当混凝土受到过大的外部荷载时；二是混凝土中的碱骨料会使混凝土内部结构产生变化，增加混凝土的体积；三是分层浇筑混凝土时，下层砼完成大部分收缩，并对上层混凝土产生约束，不能自由变形。这些都会导致大体积混凝土施工过程中产生裂缝。
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3控制港口与航道工程大体积混凝土施工裂缝问题的措施
3.1合理设置大体积混凝土施工裂缝
为有效控制大体积混凝土施工裂缝问题，在实际施工过程中应当结合工程具体情况合理设置施工缝，一般情况下，若所浇筑新混凝土结构以岩基或老混凝土结构为基础，则应确保混凝土浇筑的纵向分段长度不超出15m，以保证大体积混凝土浇筑的规范性。墙体结构的连续浇筑大多以底板为基础，施工中应加强墙体水平缝的控制，当墙体与底板顶面相距1m时为水平施工缝的最佳位置。如果在港口航道工程大体积混凝土施工中遇到特殊的混凝土结构而无法设置施工缝时，为有效减少混凝土一次性浇筑的长度，可通过跳仓浇筑的方式，并在适当位置设置闭合块，以保证大体积混凝土浇筑质量。
3.2加强混凝土的质量控制
大体积混凝土施工裂缝控制中，对混凝土的质量控制是较为关键的一步。一方面要选择合适的原材料：大体积混凝土宜采用矿渣硅酸盐水泥、粉煤灰硅酸盐水泥、低热硅酸盐水泥等水泥。在选择粗骨料时，尽可能选择线胀系数较小、自然连续级配的粗骨料。细骨料采用级配稳定的中粗砂，其含泥量不应大于3%。同时应在混凝土中掺加粉煤灰、缓凝型高效减水剂等。另一方面要根据要求优化大体积混凝土配合比设计，对水灰比进行控制，建议将水灰比控制为0.46，并限制混凝土早期强度。在确保混凝土质量的过程中，需要加强工程施工的监督，确保混凝土的稳定性。
3.3严格的控制混凝土的温度
在港口和航道工程实际施工的过程中，为了减少大体积混凝土在施工过程中出现裂缝，混凝土施工过程中的温度控制十分重要。在对大体积混凝土施工温度进行控制的时候，我们应该首先对混凝土的制作初期进行控制，一是选用低水化热水泥，掺入引气剂和减水剂，降低水灰比，合理减少水泥用量，以尽量减少水化热引起的温升。二是严格控制混凝土的入模温度，炎热天气下入模温度控制在30℃以内，一般通过拌合水中加冰等措施控制砼温度。三是素混凝土情况下掺入适量的块石，以减少构件水泥用量，降低构件内部温升。在施工过程中，我们还可以合理的安排大体积混凝土的施工时间，炎热天气时尽量选择在夜间进行混凝土浇筑。确保混凝土内部和外部的温差控制在25℃以内。最后，在大体积的混凝土成型的后，施工人员要加强早期养护工作，适当在混凝土的表面增加一些保温材料，使得混凝土内部和外部温度差值始终在一个合理范围之内。
3.4改善约束条件
港口与航道工程大体积混凝土施工时，可使用预应力构件来将混凝土内部产生的应力抵消掉，减少和避免混凝土出现开裂。另外，可通过在大体积混凝土构件顶部加钢筋网或钢丝网以及表面设置分散状聚丙烯纤维等措施，增加大体积混凝土的内部约束，起到分散裂缝、减轻裂缝宽度和深度的作用。在浇筑大体积混凝土时，应通过分块、分层进行浇筑，合理地布置浇筑区域，缩短整体混凝土浇筑时间、预留伸缩缝等方式减小约束作用，改善约束条件，最终达到减少、防止裂缝出现的目的。
3.5做好后期养护
后期养护对混凝土质量有着很大的作用，通过良好的后期养护，可以有效保证混凝土的质量，减少其自身裂缝的产生。在对混凝土进行养护时，要安排专人对大体积混凝土进行温度检测与控制，采取有效手段控制混凝土温差。目前使用最多的养护措施是覆盖草垫、密封膜、土工织物等并洒水养护进行保温和保湿，也有组合以上养护措施及采用喷涂专门的养护液等进行养护。通过上述方法可以使混凝土表面始终保持湿润，较大程度上避免裂缝的产生。
结语
总而言之，在港口航道工程大体积混凝土施工中，应当结合工程实际情况对大体积混凝土裂缝问题提前进行谋划和确定防治措施，开展规范的施工操作，合理选取施工材料并优化其配比，优化施工工艺，加强施工现场管理，动态管理和调整施工方案和措施，确保大体积混凝土施工质量满足港口航道工程建设的相关标准，提高港口航道工程建设的经济效益与社会效益。
参考文献:
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[3]车隐戬.港口航道工程中大体积混凝土施工裂缝的控制技术[J].珠江水运,2017,(11):53-54.
论文作者:郭太亮
论文发表刊物:《防护工程》2018年第14期
论文发表时间:2018/10/12
标签：混凝土论文; 体积论文; 裂缝论文; 航道论文; 港口论文; 工程论文; 应力论文; 《防护工程》2018年第14期论文;