分析港口与航道工程大体积混凝土施工裂缝控制.doc
周义兵
[摘 要]目前，伴随着港口和航道项目建设的不断加多和加快，大体积混凝土在其中的应用变得越来越广泛。大体积混凝土施工裂缝作为施工过程中最常见的工程质量问题，在施工过程中必须给予足够的重视，这样才能确保工程的施工质量。本文对港口和航道工程大体积混凝土的特点、裂缝产生的原因、材料选择、现场控制、混凝土的养护要点进行了分析研究。
[关键词]港口与航道工程；大体积混凝土施工；施工裂缝；控制措施
中图分类号：U65 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2017）25-0165-01
1、港口与航道工程大体积混凝土的特点
一般来说，当混凝土的体积足以影响混凝土的水化热变化（混凝土内外温差达到25℃），这样的混凝土才被称为大体积混凝土。在港口与航道工程施工过程中，由于工程长期受到环境水的作用，所以，使用的混凝土多为大体积混凝土，这类混凝土有其自身的特点。具体来说，由于大体积混凝土的块体较大，所以其结构端面所用混凝土总量也较大；与建筑工程混凝土浇筑方法不同，港口与航道工程中大体积混凝土的浇筑多是以分缝分量的方法进行，以减少单次混凝土用量，从而有效提高混凝土浇筑的质量与效率；外界温度对大体积混凝土的影响，尤其是在混凝土内外温差较大情况下，混凝土内部结构将发生不同程度的变化，这就加大了混凝土养护的难度，通常施工人员利用水管以冷水降低混凝土表面温度，以达到养护的目的；另外，在大体积混凝土内部，多是以构造筋为主，很少加设配筋，这样有利于保证港口与航道工程大体积混凝土的抗渗性、抗腐蚀性能等。
2、导致港口与航道工程大体积混凝土施工裂缝产生的原因
港口与航道工程大体积混凝土内会因各种因素的影响产生裂缝，按其深度不同有三种不同的裂缝，即贯穿裂缝、深层裂缝和表面裂缝。按其成因分可归纳为两种：一是结构型裂缝，这种裂缝的产生是由外部载荷（包括结构主应力和次应力）作用引起的，也可称作受力裂缝；第二种就是材料型裂缝，非受力的变形会引起大体积混凝土内部结构的变化，超过其承载能力就会有裂缝产生，这类非受力变形主要是温度应力和混凝土收缩等多种因素综合作用。
2.1 温度引起的材料型裂缝
混凝土内外温度差是造成这种温度裂缝的主要原因，温差的变化主要集中在三个时期，即混凝土浇筑初期、拆模前后及混凝土内部温度达到最高的时期。在混凝土浇筑的初期，各物质反应会产生大量的水化热，而混凝土的导热性不好，不能及时把热量散发出去，导致热量在混凝土内部集聚，温度上升，到大大高于混凝土外部的温度时就会形成很大的温差，进而会引起混凝土内部的膨胀变形大于外部的变形，这时在混凝土表面会产生较大的拉应力，而且拉应力会很快超过混凝土初期的抗拉强度，达到一定程度时就会有裂缝的产生；而在拆模的前后，混凝土表面的温度会急速下降，这种温度的骤降会产生内外温差，从而导致混凝土开裂；浇筑后的混凝土内部热量会快速集聚，达到最高值后会逐渐消散直至到最低温度，这种温度从最高到最低的变化会引起内部的温差，将使混凝土的内部产生较大的拉应力，如若产生的拉应力大到超过混凝土的抗拉强度，混凝土的内部就会产生温度裂缝。这三种引起裂缝中主要是由水化热量变化引起的内外温差，形成温度应力导致的混凝土开裂。温度应力引起的混凝土裂缝也有两种类型：（1）如混凝土内部温度非线性分布，而外部边界也没有任何约束或者完全静止的结构，混凝土结构会因自身的相互约束而出现温度应力。（2）當混凝土结构的全部或者部分的边界受到外界约束时，结构自身的变形会受到约束，从而产生温度应力。
2.2 收缩引起的材料型裂缝
收缩的类型有很多种，像我们常见的有干燥收缩、自身收缩、及塑性收缩等等。干燥收缩就是混凝土硬化后，若其存在的外部环境干燥，混凝土内部的水分就会蒸发，不断地向外散发，混凝土就会因失去水分而发生由外向内的收缩变形，造成裂缝；塑性收缩的过程是当大体积混凝土泌水量小于水分蒸发量时，混凝土表面就会产生塑性收缩。而且若采用活性大的水泥或外界温度较高、水灰较低，混凝土表面的收缩变形会加剧，引起混凝土开裂。处于塑性状态的混凝土在受到外力作用时，表面会发生不均匀地开裂，裂缝出现以后，水分的散发速度会大大提高，进而产生的裂缝会进一步扩大。而自身收缩不同于温度或应力引起的收缩变形，它是混凝土自身水化引起的变化反应，并且与水泥矿物成分和集料弹性模量有关。
温度和收缩是引起混凝土开裂的两个主要因素，除这两个以外还有其他因素，像外部荷载变化和化学反应等都会引起混凝土开裂。大体积混凝土在未成型前，如若受到外部荷载的作用，或者混凝土内部的物质相互反应引起内部体积增大，结构改变，也会产生混凝土裂缝。
3、港口航道工程大体积混凝土裂缝的控制措施与方法
由此看来关注混凝土施工阶段的工程建设细节则是港口与航道工作人员的首要任务了，要对其裂缝致因全方位了解，高标格要求，要从科学合理化角度出发，制定符合实际，杜绝隐患的施工方案。争取将裂缝安全弊端扼杀在摇篮里，控制在萌芽状态。
3.1 首先提到的是混凝土的合成配备原料要严格把关
全面提高混凝土的使用性能，延长混凝土的使用年限，科学合理的原料配比是极其重要的保障。因此，港口和航道的施工技术人员就要加大技术投入力度，高度重视，就地考察实地情况，做到具体问题具体分析，实事求是，将混凝土使用的科学合理的质量规格标准与当地实际情况相结合，以国家的政策标准为基准点，细化混凝土的施工流程和操作细节，相信在这样种种前提下，保质保量的港口和航道施工工程将会得到普遍的认可。
3.2 其次便是加大对混凝土在施工过程中温度的把握和控制
在考虑温度方面，我们将从两方面入手，一方面是竣工之后的混凝土大面积成型之后所承受的外界影响力，另一方面则是混凝土最初在使用之前其内部就会自然产生温度。同时，施工时间的选择上也是有一定的考究的，目前为止，普遍认为夜间操作就更有助于施工的顺利进行，原因很简单，就是更易于保持和控制混凝土的内外部温差。而已经铺设完毕投入使用的大面积混凝土建设，施工技术人员也想出了更加积极有效的防控措施，那就是利用人工控温的方法，将混凝土的表层用保用材料铺设，从而将其内外部温度控制在有效的范畴，并且具有针对性的减少由于内部收缩导致的裂缝，此种方法收效甚大。
3.3 约束混凝土的施工条件要得到合理有效的改善
混凝土已经在港口和航道基础工程建设中得到普遍的使用，在保证合理科学使用的前提下，相关的操作施工条件和施工程序也会对裂缝的防控起到积极的作用。
3.4 混凝土的养护也是施工中的重要一环
大面积混凝土成型之后投入使用，后期的养护工作也要及时跟进，定期的浇筑工作也要提到日程上来，并且严格把关混凝土在使用过程中内外温度的平衡。为了有效的防治裂缝或者消除裂缝的产生，避免混凝土的干燥收缩现象，控制其表面的撒水量并且覆盖程度不一的草垫可以起到积极的作用。同时，专业的施工技术人员对养护工作的规定控制和流程把握也至关重要，要定时定期、定标、定质、定量的完成预期混凝土铺设之后的保养和护理工作，两周以上的养护时间为最佳选择，在这样的时间控制下，混凝土的使用周期和年限才能得到最大的延长。
参考文献
[1] 代宝龙，薛清城.分析港口与航道工程大体积混凝土施工裂缝控制[J].中国水运（下半月），2012（11）.
