◎賀林雄 中交廣州航道局有限公司

近些年來，隨著海運河運等產(chǎn)業(yè)蓬勃發(fā)展，我國加大了各種港口的投資建設，在港口與航道工程中，需要大量采用大體積混凝土?？紤]到整個工程的作用，必須徹底解決大體積混凝土容易出現(xiàn)的施工裂縫問題，防止由此引發(fā)更加嚴重的安全問題。為此，必須針對大體積混凝土容易出現(xiàn)的裂縫情況及其成因進行系統(tǒng)分析，結合施工工藝和相關技術，對這些問題進行預防控制，進而使得大體積混凝土裂縫問題不會發(fā)生。

1.港口與航道工程大體積混凝土施工裂縫控制

在海南洋浦港區(qū)深水航道及岸灘整治工程中，會大規(guī)模使用大體積混凝土，而大體積混凝土會因為溫差和收縮等因素產(chǎn)生裂縫，進而導致整個工程存在安全隱患。這些裂縫風險需要在施工過程中通過有效的措施加以預防根除，進而保證整個工程的大體積混凝土施工質量。

2.港口與航道工程大體積混凝土施工裂縫成因分析

就航道及岸灘整治工程而言，大體積混凝土施工是最基本的施工工藝，其技術難點就在于對施工裂縫的有效控制。與普通混凝土施工相比，大體積混凝土在施工和質量控制方面有更多的技術性問題需要解決，尤其是大體積混凝土內(nèi)部裂縫的產(chǎn)生，必須將其成因進行有效分析，才能徹底解決。

2.1 溫度因素導致大體積混凝土產(chǎn)生裂縫

大體積混凝土內(nèi)外溫差變化主要發(fā)生在三個階段：混凝土澆筑初期、混凝土內(nèi)溫度最高期、拆模期。大體積混凝土澆筑初期導熱性較差，各構成物水化反應形成熱量在短時間內(nèi)積聚，溫度上升，當溫差足夠大時，內(nèi)部膨脹并發(fā)生變形，程度顯著大于外部，混凝土表面形成較大拉應力。拉應力是溫差的函數(shù)，溫差變大，拉應力也越大，超過混凝土承受范圍，則溫度裂縫形成。溫度應力引發(fā)大體積混凝土裂縫包含兩種情況：①如果混凝土內(nèi)溫度呈現(xiàn)非線性分布，且外部環(huán)境無約束且絕對靜止，大體積混凝土結構會因自身約束產(chǎn)生溫度應力。②如果大體積混凝土邊界可以受到外部約束，混凝土結構變形會受約束，進而產(chǎn)生溫度應力。

圖1 溫度因素導致大體積混凝土產(chǎn)生裂縫

圖2 收縮因素導致大體積混凝土產(chǎn)生裂縫

2.2 收縮因素導致大體積混凝土產(chǎn)生裂縫

在大體積混凝土硬化后，因施工環(huán)境影響，使得混凝土內(nèi)部水分向外蒸發(fā)。水蒸氣擴散同時，混凝土因水分過度損失形成從外向內(nèi)的逐步收縮變形，直至出現(xiàn)裂縫。塑性收縮不但包含了水分蒸發(fā)，也因為混凝土泌水量低于蒸發(fā)量，大體積混凝土表面會產(chǎn)生塑性收縮。如果水泥活性較大，或外界溫度較高，導致混凝土表面的收縮變形問題更加突出，發(fā)生開裂。而在外力作用下，混凝土表面出現(xiàn)裂縫后，水分散發(fā)速度更快，而裂縫也會更多更大。大體積混凝土自身收縮也是大體積混凝土收縮裂縫的類型，屬于非溫度應力導致的變形問題，主要是因混凝土自身水化導致的變化，其與兩個因素直接相關：一是集料彈性模量，二是水泥的礦物成分。

2.3 其他因素導致大體積混凝土產(chǎn)生裂縫

除上述兩種主要的裂縫成因，大體積混凝土裂縫問題還存在其他一些因素。如：化學法反應和外部荷載等，都可以造成大體積混凝土產(chǎn)生裂縫，大體積混凝土內(nèi)部的各種化學反應會對其體積產(chǎn)生影響，而巨大自重也會在混凝土未成型前結構出現(xiàn)改變，進而混凝土內(nèi)部會產(chǎn)生裂縫。

3.港口與航道工程施工裂縫控制對策

海南洋浦港區(qū)深水航道及岸灘整治工程項目較大，在實際施工中，針對大體積混凝土施工裂縫必須貫徹“預防為主、治理為輔”的原則，結合施工環(huán)境，預判裂縫風險，制定有效的控制措施。其對策包括四個方面。

3.1 加強混凝土原料的配比控制

在工程施工中，技術人員必須充分了解工程實際情況，對施工環(huán)境的影響有全面認識，在混凝土原料配比上嚴格按有關標準進行。①混凝土配合比設計必須符合設計、技術規(guī)格書的規(guī)定，施工單位應嚴格按《水運工程混凝土施工規(guī)范》（JTS202-2011）中的規(guī)定和步驟進行配合比設計，經(jīng)試驗合格，并經(jīng)監(jiān)理工程師批準后方可用于施工。②混凝土最大水灰比及最小膠凝材料用量，詳見《水運工程混凝土施工規(guī)范》（JTS202-2011）中的要求。

3.2 加強施工溫度控制

洋浦港區(qū)深水航道及岸灘整治工程建設中，大體積混凝土的整個施工過程必須對作業(yè)溫度全程監(jiān)控，從澆筑到混凝土成型，通過有效的人為控制，使得混凝土溫度變化滿足設計要求，盡可能降低混凝土內(nèi)外溫差。

3.3 優(yōu)化施工約束條件

應會同監(jiān)理、設計方等提出有利于控制大體積混凝土的關于鋼筋的設計變更，經(jīng)驗算合格、審批方可實際施工使用。澆筑施工可根據(jù)實際情況分層、分塊作業(yè)，利用合理布置優(yōu)化約束條件，通過減少相鄰混凝土澆筑工期或采用預留伸縮縫等方式，使得混凝土裂縫能夠得到很好預防。

3.4 加強大體積混凝土的養(yǎng)護力度

大體積混凝土養(yǎng)護目的就是要在洋浦港區(qū)深水航道及岸灘整治工程環(huán)境下，確保提供適宜的溫濕條件，避免溫濕變形和各種有害收縮，使得大體積混凝土質量得到根本保證。需要注意的是，工程中大體積混凝土強度等級為C40?；炷翝沧⑶?，應檢查模板的準確性，清除模板內(nèi)木屑、泥水和其它遺留物?；炷翝仓B續(xù)進行，因故中斷時，其允許間歇時間不大于1.5小時。

大體積混凝土養(yǎng)護是確保質量的重要環(huán)節(jié)，特別是在高溫、干燥的環(huán)境中，更應當加強混凝土的潮濕養(yǎng)護，潮濕養(yǎng)護時間不得少于15天，應嚴格按《水運工程混凝土施工規(guī)范》進行施工。此外，為防止墩臺面出現(xiàn)微細裂縫，墩臺混凝土摻入聚丙烯網(wǎng)狀纖維,摻量1.2kg/m3。其技術指標如下：彈性模量≥3500Mpa；產(chǎn)品形狀束狀網(wǎng)斷裂延伸率≥6%；吸水性∶不吸水；抗拉強度≥346Mpa。

圖2 大體積混凝土澆筑分層、分塊作業(yè)

4.結束語

綜上所述，海南洋浦港區(qū)深水航道及岸灘整治工程規(guī)模巨大，施工中大量使用大體積混凝土，這對于施工裂縫控制技術有非常嚴格的要求。分析大體積混凝土裂縫形成的原因，最根本在于兩個方面：一是溫差導致裂縫，二是收縮導致裂縫。這兩種裂縫成因之間也有較大的關聯(lián)性，對其防治也需要從不同層面和環(huán)節(jié)進行控制，在工程設計和施工操作上嚴格按照相應的標準和流程，在配比、溫控、施工、養(yǎng)護等工序中，針對性做好相關工作，確保大體積混凝土達到應有的質量標準。