淺析高樁碼頭混凝土面層裂縫的成因與防治

1、PAGE PAGE - 4 -淺析高樁碼頭混凝土面層裂縫的成因與防治摘要：高樁碼頭混凝土面層產(chǎn)生裂縫的原因十分復(fù)雜。本文對此進(jìn)行了歸納和探討，并提出相應(yīng)的防治措施。關(guān)鍵詞：高樁碼頭 面層混凝土裂縫 防治措施1 前言近年來，隨著港口建設(shè)的高度發(fā)展，高樁碼頭的施工技術(shù)越來越成熟，質(zhì)量方面也精益求精。但是碼頭面層裂縫一直是一個(gè)普遍存在而又難于解決的工程問題。它不僅影響混凝土面層的外觀，嚴(yán)重的影響面層的耐久性。筆者依據(jù)參建的黃驊綜合大港散雜貨碼頭和多用途碼頭面層施工管理實(shí)踐，趁交通部開展混凝土質(zhì)量通病治理活動的東風(fēng)，經(jīng)過長期的觀察和實(shí)踐，對混凝土面層常見裂縫以及防治措施進(jìn)行了簡要分析探討，以便在以后施

2、工管理中有所借鑒，提高混凝土工程的質(zhì)量。筆者參建的散雜貨碼頭和多用途碼頭均為高樁梁板式結(jié)構(gòu)。碼頭結(jié)構(gòu)自下而上依次為預(yù)制樁、現(xiàn)澆樁帽、預(yù)制梁、預(yù)制板、現(xiàn)澆素混凝土面層。不同的是后承臺預(yù)制梁只有橫梁，混凝土面層厚度較小，約為610cm；前承臺為縱、橫梁，混凝土面層厚度分別為17cm和23cm。散雜貨碼頭先期施工，經(jīng)觀察后承臺（樁基全為直樁）面層裂縫多于前承臺。在后期進(jìn)行的多用途碼頭面層施工中吸取散雜貨碼頭面層施工的經(jīng)驗(yàn)和教訓(xùn)，面層裂縫明顯減少。2 裂縫的成因與防治措施混凝土面層產(chǎn)生裂縫的原因十分復(fù)雜，歸納起來有荷載引起的和非荷載引起的兩大類。2.1荷載作用引起裂縫一般混凝土結(jié)構(gòu)在荷載作用下，混凝土

3、截面上的彎矩、剪力、軸向拉應(yīng)力以及扭矩等荷載效應(yīng)大于混凝土極限拉伸值時(shí)，混凝土構(gòu)件就會產(chǎn)生裂縫，這種裂縫一般是有規(guī)律的沿某一個(gè)方向或幾個(gè)方向發(fā)展。筆者參建的碼頭面層全為素混凝土且厚度較小，因此抵抗外界荷載作用產(chǎn)生形變的能力就小。在現(xiàn)場檢查中還發(fā)現(xiàn)個(gè)別梁及面板安裝時(shí)擱置面不平，出現(xiàn)個(gè)別梁角或板角懸空，這勢必造成外界荷載較大時(shí)，梁或板產(chǎn)生撬動，引起面層沿板縫方向產(chǎn)生裂縫。這種裂縫將會影響結(jié)構(gòu)的耐久性。防止由荷載作用引起的裂縫應(yīng)采取的措施有：鋼筋混凝土進(jìn)行合理的配筋，鋼筋與混凝土粘結(jié)力較好，直徑不宜過粗，均勻分布；素混凝土中宜增加鋼筋網(wǎng)片，或增大厚度；面層下部的梁和板擱置面坐漿飽滿，確保梁和面板擱置

4、面平整、穩(wěn)固；建議設(shè)計(jì)時(shí)后承臺適當(dāng)增加斜樁，以增加結(jié)構(gòu)縱向穩(wěn)定性。2.2非荷載引起的裂縫混凝土產(chǎn)生裂縫有很多非荷載因素，如溫度變化、混凝土收縮、基礎(chǔ)不均勻沉降、塑性塌落、鋼筋銹蝕等。這些因素引起的裂縫，從混凝土面層外觀上很難區(qū)分是由那一種因素引起的。有些是貫通的裂縫，有些是局部的龜裂。有些是一種因素的作用，有些則是多種因素共同影響產(chǎn)生的。實(shí)踐證明，在工程結(jié)構(gòu)大部分的裂縫都是由非荷載因素引起的，因此要引起高度重視。本文就常見的幾種主要的因素進(jìn)行分析。2.2.1裂縫產(chǎn)生的幾種原因1.溫度變化引起的裂縫混凝土構(gòu)件隨著溫度的變化而產(chǎn)生變形，當(dāng)變形受到約束時(shí)，就可能產(chǎn)生裂縫，約束的程度越大裂縫就越大?；?/p>

5、凝土在硬化過程中，水泥和水起化學(xué)作用，產(chǎn)生大量的水化熱，導(dǎo)致混凝土溫度上升。如果熱量不能很快散失，混凝土塊體內(nèi)和外部的溫差過大，就將產(chǎn)生溫度應(yīng)力，使結(jié)構(gòu)內(nèi)部受壓而外部受拉。混凝土在硬化初期只有很低的抗拉強(qiáng)度，如果由內(nèi)外溫度差所引起的拉應(yīng)力超過混凝土早期抗拉強(qiáng)度時(shí)，混凝土就會產(chǎn)生裂縫。2.混凝土收縮引起的裂縫混凝土在空氣中結(jié)硬時(shí)體積要縮小，產(chǎn)生收縮變形。如果構(gòu)件受到邊界的約束作用，混凝土的收縮就可能導(dǎo)致裂縫的產(chǎn)生。3.基礎(chǔ)不均勻沉降引起的裂縫基礎(chǔ)不均勻沉降破壞了其中的超定結(jié)構(gòu)，使得結(jié)構(gòu)受迫變形，從而引起混凝土裂縫。2.2.2防治措施因?yàn)榉呛奢d因素引起的裂縫從外觀上難以區(qū)分，我們也不可能就那一種因

6、素采取一種防治措施。每一條裂縫往往是多種因素共同作用產(chǎn)生的，因此我們也必須采取綜合治理的措施方能有效防止或減少此類裂縫的產(chǎn)生。通過對本工程高樁碼頭混凝土面層裂縫的觀察，發(fā)現(xiàn)大多數(shù)裂縫是沿預(yù)制板縫方向的裂縫和表面不規(guī)則的龜裂。1.原材料及混凝土配合比方面的控制（1）優(yōu)化混凝土配合比設(shè)計(jì)，選擇合理的級配和砂率，采用低水化熱水泥，降低水灰比，水泥用量不宜過多。嚴(yán)格進(jìn)行混凝土投料計(jì)量。嚴(yán)格控制混凝土坍落度，一般控制在5070。（2）嚴(yán)格控制碎石、砂骨料質(zhì)量，粗骨料碎石選用堅(jiān)硬、抗壓強(qiáng)度高、粒狀呈多棱角的石子，細(xì)骨料砂選用清潔、堅(jiān)硬的中粗砂，并對砂內(nèi)有害雜質(zhì)含量嚴(yán)格限制。（3）摻加外加劑。摻加聚丙烯腈綸

7、防裂纖維或鋼纖維。（4）夏季施工由于氣溫較高，混凝土散熱不利，容易形成混凝土垂直長度的收縮裂縫。應(yīng)盡量避開高溫時(shí)段施工，控制入倉溫度。施工骨料采用遮陽棚或拌合水降溫等措施。2.施工技術(shù)措施及工藝措施的改進(jìn)（1）面層澆注前，對預(yù)制面板、已澆注的混凝土表面進(jìn)行充分均勻濕潤，并清除表面積水。（2）澆注混凝土?xí)r進(jìn)行合理的分層分塊?；炷撩鎸右话愫穸容^小，就只考慮合理的分塊，分塊面積不宜過大。（3）嚴(yán)格控制振搗時(shí)間和振搗的均勻性，防止漏振和過振。（4）采用抹面機(jī)二次抹面。掌握好收面時(shí)機(jī)，以混凝土初凝后手壓混凝土有印痕為宜。抹面時(shí)不宜在風(fēng)力較大或氣溫較高時(shí)進(jìn)行。機(jī)械抹面后進(jìn)行人工細(xì)平和拉毛，然后先覆蓋塑料

8、薄膜后蓋土工布進(jìn)行保溫養(yǎng)護(hù)。（5）合理的設(shè)置伸縮縫或沉降縫。掌握合理的時(shí)機(jī)進(jìn)行面層切縫，切縫深度達(dá)到規(guī)范或設(shè)計(jì)的要求。3 混凝土面層的裂縫處理混凝土面層裂縫是碼頭工程的質(zhì)量通病之一。貫穿裂縫和深層裂縫會破壞面層結(jié)構(gòu)的整體性，改變面板的的受力條件，從而有使局部甚至整體結(jié)構(gòu)發(fā)生破壞的可能，嚴(yán)重影響碼頭的質(zhì)量、外觀和運(yùn)行安全。一旦混凝土裂縫影響結(jié)構(gòu)耐久性，就必須進(jìn)行裂縫處理。處理的方法有：3.1淺表裂縫的表面修補(bǔ)法對于面層出現(xiàn)的不規(guī)則龜裂或板縫邊緣的淺層較短裂縫，通常對結(jié)構(gòu)承載力基本沒有影響，主要采用表面修補(bǔ)法。處理措施通常在混凝土表面裂縫處涂抹水泥漿、環(huán)氧膠泥或在混凝土表面涂刷油漆、瀝青油等防腐材

9、料。3.2深層或貫穿裂縫的處理方法1.灌漿法 深層或貫穿裂縫對結(jié)構(gòu)承載力有影響時(shí)，主要采用灌漿法。灌漿法是用壓力設(shè)備將膠結(jié)材料（聚氨酯、環(huán)氧樹脂）壓入混凝土裂縫中，膠結(jié)材料硬化與混凝土形成一個(gè)整體，從而起到封堵加固的效果。2.結(jié)構(gòu)補(bǔ)強(qiáng)法當(dāng)裂縫影響到混凝土結(jié)構(gòu)的性能時(shí)，主要采用結(jié)構(gòu)補(bǔ)強(qiáng)法。結(jié)構(gòu)補(bǔ)強(qiáng)常用以下幾種方法：加大混凝土結(jié)構(gòu)截面積、噴射混凝土補(bǔ)強(qiáng)、斷面補(bǔ)強(qiáng)、預(yù)應(yīng)力法等。但對于碼頭混凝土面層出現(xiàn)裂縫時(shí)，碼頭結(jié)構(gòu)施工已基本完成，采用結(jié)構(gòu)補(bǔ)強(qiáng)顯然會造成大量的人力、財(cái)力、物力投入，甚至是無法實(shí)現(xiàn)的。因此，比較經(jīng)濟(jì)可行的是返工處理。3.返工重新澆筑法當(dāng)面層混凝土裂縫影響到混凝土結(jié)構(gòu)的性能，采用結(jié)構(gòu)補(bǔ)強(qiáng)法無法實(shí)施時(shí)，或裂縫比較集中，就必須采取返工處理，重新澆筑。返工處理區(qū)域需用電鋸切出邊線，再人工鑿除。人工鑿除不得破壞周邊面層和下層面板混凝土。鑿除完須將與面板的結(jié)合面清理干凈，澆筑工藝同其他面層混凝土澆注相同。4 結(jié)語碼頭面層混凝土裂縫產(chǎn)生的原因是錯(cuò)綜復(fù)雜的，面層裂縫不僅影響碼頭面的美觀，而且也會加速碼頭結(jié)構(gòu)破壞的進(jìn)程，對