港口与航道工程大体积混凝土施工裂缝控制

李玉广

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摘要：大体积混凝土施工是港口航道工程中的重点和难点。为提高混凝土性能，降低混凝土裂缝出现的概率，在开展施工作业的过程中，工程人员应结合结构施工的具体要求，来进行对应的大体积混凝土结构施工优化，加强对各个环节施工工艺的选择、质量的控制，提升工程结构质量，推动我国航运事业的可持续发展。

关键词：港口与航道工程；大体积混凝土；裂缝控制

引言

近些年来，随着海运河运等运输产业蓬勃发展，我国加大了各种港口的投资建设，在港口与航道工程中，需要采用混凝土结构，大部分混凝土结构还是大体积混凝土结构。考虑到整个工程混凝土的作用，必须彻底解决大体积混凝土容易出现的施工裂缝问题，防止由此引发更加严重的质量安全问题。为此，必须针对大体积混凝土容易出现的裂缝问题及其成因进行系统分析，结合施工工艺和相关技术，对这些问题进行预防控制，进而减少大体积混凝土裂缝问题的发生。

1.港口与航道工程中大体积混凝土施工特点

港口航道工程的建设施工任务艰巨，大体积混凝土施工对工程的功能和安全有着至关重要的影响。由于此类工程处于水环境中，结构构件长时间与水接触或受到水的侵蚀，如果依旧采用常规的混凝土施工技术，将无法达到预期的施工目标，而大体积混凝土施工作业恰好可以解决这些方面的问题。大体积混凝土施工作业有以下几个方面的施工特点：

（1）体积庞大，这一结构特点使得在开展港口航道工程建设时，减少了施工时间及混凝土施工次数，也就减少了混凝土材料暴露在水环境的时间，加强了港口航道的整体稳定性；

（2）浇筑施工难度大，大体积混凝土与普通混凝土相比，其浇筑工作面临着很多的难题，为提高浇筑施工效果，一般要遵循分量、分缝、分层的原则，以控制单次浇筑时的混凝土用量；

（3）外界温度对施工的影响巨大，为达到良好的施工效果，施工的全过程中往往要进行内外温差的科学调整。

2.港航工程大体积混凝土产生裂缝的原因

2.1.外界气温变化

对于大体积混凝土结构而言，因为其结构体积庞大，在浇筑施工环节，浇筑温度始终随着外界气温的变化而出现明显的波动，在气温急剧变化的情况下，混凝土内外部的温差异常增大，而这种温度差异将导致混凝土结构无法保持其完整性。在巨大的温差条件下，势必会导致大体积混凝土出现温度变形，同步产生一定的温度应力，在温差越大的情况下，也意味着其温度应力相对较大，出现裂缝的概率也相对较高。

2.2.混凝土收缩

对大体积混凝土结构而言，在混凝土中大约有20%的水分是水泥硬化时的必需水分，而剩余的水分则要满足蒸发需求，一旦存在多余的水分蒸发情况，大体积混凝土中将产生体积收缩的问题。从混凝土收缩的原因和机理来分析，当大体积混凝土出现了体积收缩现象，会导致在混凝土结构内部同步产生巨大的收缩应力，加剧混凝土裂缝的形成。而混凝土收缩性从源头上是由水泥种类、混凝土配合比、外加剂种类和施工工艺等因素决定。

3.港口与航道工程大体积混凝土的裂缝控制

3.1.严把材料质量关和配比关系

港口航道工程的大体积混凝土施工作业中，材料质量是否达标，将直接影响大体积混凝土的结构性能。因此，在裂缝控制方面，既要从原材料的质量控制出发，还要结合结构要求，进行相应的配合比设计。施工单位在开展施工作业时，应加强对各种原材料的采购管理，材料质量不合格严禁被应用于混凝土工程施工，在材料采购时应选用性能合格的材料，比如，在水泥的选用方面，应使用中低热水泥，严禁使用早强水泥，所选水泥的铝酸三钙含量和比表面积指标都应该处于限值范围以内。在混凝土的配合比设计阶段，应开展试配试验，根据试验结果的对比与分析来确定最佳的配合比，通过科学的配合比设计来控制混凝土中各种原材料的配比。在混凝土搅拌时，严格控制每种原材料的用量。为避免在混凝土施工中胶凝材料过细所引起的混凝土升温问题和裂缝问题，在混凝土混合料中可掺加一定的Ⅲ级粉煤灰或者粒子化高炉矿渣，以改善混凝土性能。粗骨料作为混凝土中的关键材料，在粗骨料选择上，应选用大粒径粗骨料，并对含泥量和碱活性加以科学控制，通过使用线膨胀系数比较小的碎石，来减小混凝土的温度应力。

3.2.混凝土施工温度控制

施工温度的控制可以在很大程度上起到裂缝预防的作用。具体的温度控制可从以下方面来开展：

（1）出机口温度控制。如果港口航道大体积施工面临的是热天夜间的施工条件，需将水泥和骨料的温度控制在较低的状态下，通过低温水、冰水搅拌的方式来实现；如果处于冷天施工，可通过料场遮盖、拌和水加热的方式；适当提高浇筑效率，以控制混凝土浇筑面的暴露时间。

（2）内部最高温度控制。对这一温度参数的控制，可通过降低浇筑温度、掺加缓凝剂、延长凝结时间、分层浇筑、冷却水管埋设等方式来实现。

（3）在无筋或者少筋的大体积混凝土中埋设块石，但在受拉区域内严禁埋设，且埋设的块石必须要冲洗干净并做好润湿处理，控制块石的埋设总量。

3.3.混凝土浇筑控制

大体积混凝土的浇筑环节，应结合振捣和入模条件，将分层厚度控制在正常标准内，严禁浇筑环节出现集中倾倒冲击模板或者钢筋骨架的现象。在初凝之前必须要完成混凝土的运输、浇筑与振捣，整个浇筑工作要连续开展，严禁出现冷缝。工程实践中，应对模板加以检查，根据检查来判断模板中是否存在变形、松动、跑浆、跑模等现象。混凝土振捣工作应规范开展，以提高混凝土密度，通过二次振捣工艺的应用，在初凝之前开展再次的振捣处理，在提升混凝土强度的同时提升其结构抗裂性。通过对混凝土的养护，减少其裂缝的产生。

结束语

港口与航道工程在建设过程中，面临的施工环境复杂多变，为使得大体积混凝土的结构施工可以达到预期标准，除了要遵循相应的施工规范外，还需要结合工程现场的情况，进行施工流程优化和工艺创新，从温度因素、施工因素、技术因素等方面着手，最大程度上降低大体积混凝土裂缝出现的概率。

参考文献

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