王志強，胡克飛，王杰，李維超

（1.山海關船舶重工有限責任公司，河北 山海關 066206；2.北京海鑫工程監(jiān)理公司，北京 100024）

重力式碼頭胸墻多屬空腔、超長結構，工程交工使用后，胸墻較多開裂漏水，給生產(chǎn)使用帶來不便，為解決這一國內(nèi)通性難題，在山船重工方塊碼頭項目中采取了一系列防裂措施，取得了突出效果。

1 工程概況

山船重工方塊碼頭全長208 m，系實心方塊式碼頭。水上基槽開挖，拋石基床厚度1 m，拋石基床水上夯實后，混凝土方塊及卸荷板分層擺放于拋石基床上，胸墻沿碼頭全長布置于卸荷板上，胸墻內(nèi)設有通行雙廊道，胸墻頂上設有350 kN系船柱、橡膠護舷、公用地溝及門機軌道一根。胸墻的斷面尺寸為高3.0 m，寬3.9 m，底標高+0.5 m，胸墻結構分段長度24 m。

2 滲裂產(chǎn)生原因

1）收縮裂縫?；炷潦湛s可引起收縮裂縫。收縮的主要影響因素是混凝土中的用水量和水泥用量，用水量和水泥用量越高，混凝土的收縮就越大。選用水泥品種不同，干縮、收縮量也不同。混凝土逐漸散熱和硬化過程引起的收縮，會產(chǎn)生很大的收縮應力，如果超過混凝土極限抗拉強度，就會在混凝土中產(chǎn)生收縮裂縫。由于胸墻廊道混凝土結構分段長度24 m，需整體澆筑成型，屬于超長鋼筋混凝土結構，混凝土設計要求抗凍抗?jié)B，水泥用量大，混凝土自身的收縮大，很容易造成裂縫。

2）不均勻沉降裂縫。胸墻廊道混凝土結構分段長度24 m，胸墻廊道下墻身為方塊結構，方塊尺寸為6 m×3.7 m×3 m，分層置于拋石基床上，拋石基床不密實，各方塊容易產(chǎn)生不均勻沉降，也易造成混凝土開裂。

3）混凝土自身微觀裂縫?；炷帘旧硪膊⒉幻軐崳谖⒂^上是多組分、多相、多孔的堆聚結構。宏觀上普通混凝土是水泥、砂、石子和水組成的復合材料，因此它的力學性能主要取決于水泥的性能、粗細骨料（砂子和石子）的性能及水泥與骨料之間黏結能力和它們的體積含量。根據(jù)水灰比和水泥水化程度的不同，混凝土中存在水泥凝膠、毛細管孔腔、成型時殘留的氣泡和殘余未水化的水泥核心。水泥水化時生成的水泥凝膠，不足以堵塞原來的毛細管道，在混凝土中還存在連通的毛細管通道，使混凝土的抗?jié)B性能大大降低?；炷恋牧硪惶匦允窃诳諝庵薪Y硬時失水干縮和碳化收縮產(chǎn)生微裂縫?；炷猎谟不?，普通混凝土干縮值一般為0.04%～0.06%，普通混凝土的孔隙率一般不少于8%～10%。

3 滲裂防治措施

為達到抗?jié)B防裂的設計要求，綜合分析了可能引起混凝土開裂的各項因素，把工作重點放在減小混凝土自身的收縮應力，提高混凝土自身的抗裂性能，加強基床夯實，減少混凝土方塊不均勻沉降上。

3.1 嚴格控制基床夯實

本工程地質(zhì)條件較好，基槽設計開挖到強風化巖，實際工程開挖土質(zhì)為花崗巖強風化巖體，承載力50 t/m2以上?；舱胶粚嵤强刂撇痪鶆虺两档年P鍵。在基床夯實施工時采用旁站監(jiān)督制度，先行試夯，確定相鄰夯次的平均沉降差在30 mm以內(nèi)時的夯擊遍數(shù)，采用縱橫向相鄰一夯壓半夯工藝，嚴格控制夯擊能和夯擊遍數(shù)，確保基床夯擊密實。

3.2 嚴格選擇原材料

選用淺野牌P.O 42.5普通硅酸鹽水泥，水泥用量315 kg/m3。控制砂石含泥量和石粉含量在規(guī)范規(guī)定之內(nèi)，砂率可控制在36%，比正常值偏低2%～3%，因為砂率減小，含氣量也趨于減少，可減少不必要的孔隙，提高抗?jié)B性能。

3.3 使用外摻料

混凝土配合比中摻入活性礦物質(zhì)粉煤灰，取代15%水泥，以減少混凝土初凝后水化熱的釋放，改善混凝土的和易性，縮小水泥漿中的孔隙，提高混凝土的后期強度及抗?jié)B能力。

3.4 降低水灰比

緩凝型減水劑——木質(zhì)素磺酸鈣是表面活性劑，基本作用是降低水的表面張力或水泥顆粒間的界面張力，使水泥顆粒間易于濕潤，相應減少用水量。用水量減少有效地減少了混凝土的收縮，減少了因水分大量蒸發(fā)使混凝土內(nèi)部造成的孔隙。緩凝作用使混凝土的水化熱慢慢釋放，避免熱量的集中釋放造成混凝土內(nèi)外溫差過大而開裂。

3.5 加入引氣劑

為達到改變混凝土孔結構的目的，在混凝土中加入松香熱聚物引氣劑，加入量為水泥用量的0.004%。引氣劑的加入，使混凝土產(chǎn)生細小均勻的微氣泡，并在硬化后仍能保留氣泡。松香熱聚物是一種憎水性表面活性劑，在混凝土中具有起泡、分散、濕潤等表面活性作用，形成無數(shù)分散的獨立氣泡，尺寸一般在1 mm以下，在含氣量5%的1 m3混凝土中，直徑50～100 μm的氣泡約有200億個以上，可降低混凝土的泌水性和水泥漿的離析現(xiàn)象。因為不貫通的微氣泡相互獨立，猶如滾珠軸承，大大改善了混凝土的和易性。使用引氣劑后，抗?jié)B水壓力隨氣泡含量的增大而提高，但超過一定限度，抗?jié)B水壓力反而會降低，因此混凝土攪拌時要嚴格控制松香熱聚物的摻入量。

3.6 采用補償收縮混凝土

所謂補償收縮，就是限制混凝土膨脹，補償其收縮。補償收縮混凝土實際上是在普通混凝土中加入膨脹劑，使混凝土適度膨脹，混凝土中鋼筋對其膨脹產(chǎn)生限制作用，致使鋼筋本身也隨混凝土一起膨脹，產(chǎn)生拉應力，此時混凝土就相應產(chǎn)生壓應力。本工程摻入的是錦州東電水泥廠生產(chǎn)的FN-M型膨脹劑。摻入方法為內(nèi)摻法，摻量控制在水泥用量的10%～12%。該產(chǎn)品產(chǎn)生的限制膨脹率為0.02%～0.05%，在混凝土中建立的預壓應力為0.2～0.7 MPa，能夠抵消導致混凝土開裂的全部或大部分應力，使混凝土的抗拉強度大幅度提高，從而防止和減少了裂縫的出現(xiàn)，提高了混凝土的防水和抗?jié)B性能。

3.7 嚴格施工控制，保證混凝土的拌合物質(zhì)量

嚴格施工報驗制度，未經(jīng)驗收合格不允許進行下步工序施工。嚴格檢查核對鋼筋型號、根數(shù)及位置，嚴格檢查模板支設的剛度、穩(wěn)定性及斷面尺寸，檢查模板內(nèi)的清理情況，認真核對預埋件及預留孔位置，保證混凝土澆筑前，模板內(nèi)干凈濕潤且無積水。接茬部位嚴格檢查止水帶有無破損，清理是否干凈。接茬混凝土垂直縫在新混凝土澆筑前刷一層水泥漿，水平縫鋪一層厚度為10～30 mm的水泥砂漿。水泥凈漿與水泥砂漿的水灰比應小于混凝土的水灰比。澆筑混凝土時，旁站監(jiān)理混凝土澆筑的全過程，防止混凝土產(chǎn)生離析，加強振搗，防止漏振與過振產(chǎn)生，有效監(jiān)督組織施工，防止混凝土出現(xiàn)冷縫?；炷翝仓另敳繒r，采用二次振搗及二次抹面，如有泌水現(xiàn)象，及時排除。澆筑混凝土時，后方攪拌場地要控制計量精度，嚴格按規(guī)范要求進行砂石含水率、含泥量檢測，及時調(diào)整單方用水量，并隨時跟蹤檢測混凝土坍落度，保證混凝土質(zhì)量的穩(wěn)定，為混凝土自身抗?jié)B防裂提供保證。

3.8 加強養(yǎng)護，充分發(fā)揮補償收縮效能

微膨脹作用的發(fā)揮，很大程度上取決于養(yǎng)護工作的質(zhì)量。由于胸墻廊道混凝土屬于薄壁斷面，混凝土側面養(yǎng)護比較困難，因此在混凝土側壁懸掛塑料薄膜，然后灑淡水養(yǎng)護，嚴格澆水養(yǎng)護制度，設專人澆水養(yǎng)護，每天澆水，保證混凝土的濕潤，養(yǎng)護時間不少于15 d。

4 措施實施效果

方塊碼頭投入使用1 a后，全項目竣工驗收時未發(fā)現(xiàn)任何一段胸腔混凝土有開裂滲漏現(xiàn)象，專家組對胸墻混凝土的滲裂防治給予了高度評價。

5 結語

方塊碼頭胸墻混凝土裂縫的出現(xiàn)不僅會降低廊道混凝土的抗?jié)B能力，影響使用功能，而且降低碼頭的耐久性和承載力。方塊碼頭胸墻混凝土的裂縫是可以控制的，其關鍵在于采取措施減小混凝土自身的收縮應力，提高混凝土自身的抗裂性能，加強基床夯實減少混凝土方塊不均勻沉降。

[1]JTJ268-1996，水運工程混凝土施工規(guī)范[S].

[2]岳銘濱，臧書哲，張良晨.秦皇島港煤五期翻車機房工程綜合抗?jié)B防裂技術[J].中國港灣建設，2007（5）：54-57.

[3]王鐵夢.工程結構裂縫控制[M].北京：中國建筑工業(yè)出版社，1997.

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