探讨码头面层裂缝的成因及预防措施

　　摘要：码头面层裂缝大致分为收缩裂缝、沉降裂缝和荷载裂缝。裂缝的形成的因素很多，本文从工程实践的角度对面层裂缝的产生原因进行分析，并探索性地提出减少及消除裂缝的一些预防措施。
　　关键词：裂缝形式，裂缝成因，预防措施
　　
　　1相关工程实例简介
　　舟山隆昇船业有限公司货物装卸码头工程采用高桩梁板式结构，码头长86.4米、宽17米。每个结构段面层按平行于码头前后沿方向分为4条，采用“跳仓法”施工。面层网片钢筋为Φ8、200mm×200mm间距绑扎、底部在确保上部保护层前提下用石子垫起；混凝土标号：C40F300，粗骨料采用连续级配5～25mm，坍落度180～200mm，初凝时间控制在6小时左右，每立方米混凝土中掺入长18mm单丝状聚丙烯抗裂纤维0.5kg，混凝土搅拌时间比一般混凝土延长30s，混凝土用37m天泵浇筑入模，人工填堵，采用Φ30振捣棒振捣；浇筑面层混凝土的气温在10℃～25℃左右；混凝土收面完成初凝后及时用薄膜覆盖密封，严禁内部空气流动，待混凝土完全凝结后铺设土工布保水（淡水）养护，潮湿养护时间不少于14d。面层纵横缝采用混凝土切缝机切缝，在混凝土强度达到10～15Mpa时进行切割，横向缝为排架中轴和面板中线，纵向缝为板缝中线，分条施工缝不切割，缝宽4～5mm，缝深5mm。十几天后码头面层局部出现了轻微裂缝。
　　
　　2码头面层裂缝的表现形式
　　码头的现浇面层裂缝从特征来说，一是沿着预制板缝或纵、横梁方向的有规则裂缝，一是深浅不一、走向不定的不规则网状裂缝。从裂缝出现的时间来说，一是数小时至1天内产生，一是数天或数十天之后才出现裂缝。从产生裂缝的性质上来说,可以分为收缩裂缝、沉降裂缝和荷载裂缝。裂缝的形成的因素很多，这里仅从工程实践的角度对面层裂缝的产生原因进行分析，并探索性地提出减少及消除裂缝的一些预防措施。
　　
　　3码头面层裂缝形成的原因
　　面层混凝土的裂缝从微观上来说，在混凝土未受力之前，由于水泥水化造成的化学收缩和物理收缩将引起砂浆体积的变化，在骨料与砂浆界面上可能产生分布极不均匀的拉应力，它破坏了粗骨料与砂浆的界面，将形成许多分布很乱的界面微裂缝；或由于混凝土成型后的泌水作用，某些上升的水分被粗骨料所阻止，聚积于粗骨料的下缘，混凝土硬化后也可能形成界面微裂缝；界面微细裂缝在受外力作用下产生的拉应力很容易在具有楔型的微裂缝顶端形成应力集中，且随着拉应力的增大，将导致裂缝的进一步延伸、汇合、扩大，以致最后形成可见的裂缝。在工程施工中，码头面层裂缝的形成，其影响因素较多，概括起来主要可以分为以下四个方面：
　　3.1原材料的质量问题
　　原材料对裂缝形成的影响因素包括水泥的品种、质量；骨料的规格、硬度、含泥量及其它可能发生化学反应的有害杂质等因素对裂缝的形成有很大影响。不合适的原材料将影响混凝土的强度、硬化速度或硬化中发生体积膨胀和过大的收缩以致于产生裂缝。
　　3.2施工措施的不当
　　（1）混凝土使用了不同品种的水泥；
　　（2）施工中，混凝土掺和料的搅拌不匀，搅拌运输中发生的离析，混凝土配合比中水泥用量过大，水灰比过大，原材料的计量不准使配合比和坍落度波动性较大；
　　（3）混凝土下灰不均匀后用振捣棒枢赶混
　　凝土；
　　（4）混凝土浇筑时脚踩的凹陷处填补不当；
　　（5）面层压浆、抹面时机掌握不准、面层分隔缝切割不及时等原因都可能使混凝土不均匀收缩而形成裂缝。
　　（6）钢筋网贴底，起不到将面层构造成整体的作用。
　　3.3外界环境的影响码头现浇面层表面积大而厚度较薄(一般厚度10～20cm)，
　　这样其受环境温度和湿度的影响将较为明显。有资料表明，混凝土的裸露表面积与体积之比越大，其受环境温度和湿度影响的蒸发失水将越严重。蒸发是液体表面发生的汽化现象，水的蒸发量与大气温度成正比，与相对湿度成反比，并受当时风速和风压等因素的影响。实践证明，对于新鲜混凝土，当其表面水分蒸发速度超过0.5kg/(m2h)时，混凝土表面就可能会出现收缩裂缝。即使在混凝土硬化以后，伴随着混凝土中多余水分的不断蒸发和温度的降低，也将引起混凝土体积的收缩，温度的变化将使混凝土产生膨胀和收缩，当面层混凝土产生自由相对收缩而又受到约束时,就有可能在表面形成裂缝现象。
　　3.4结构设计的缺陷
　　从结构上来说，码头面层的配筋不当也有可能使结构出现裂缝。一般认为，配筋率越大，混凝土的收缩越小。但配筋率太高，则将导致混凝土收缩应力增大，从而使结构出现裂缝。有资料表明，当配筋率大于3%时，将提高混凝土的开裂趋势。
　　
　　4码头面层裂缝的预防措施
　　4.1材料方面
　　（1）加强材料管理，做好原材料的试验工作，控制材料中的有害成分和骨料的含泥量；
　　（2）尽量增加骨料的用量，尽可能采用大颗粒的、吸水率小的、空隙率小的骨料，当细骨料的粒度增大时，在相同稠度下可以减少水泥的用量和降低收缩率，细骨料粒度必须满足混凝土的和易性要求；
　　（3）施工应选用收缩性小的水泥，减少混凝土收缩；
　　（4）控制好混凝土的配合比，尽量减小水灰比。当水泥用量超过300kg/m3时，水灰比不大于0.48。掺加适宜的减水剂以尽量减少用水量，这样可以增加混凝土和易性；
　　（5）严格控制施工中原材料计量，施工前搅拌机计量系统一定要先校准；
　　（6）混凝土运输、浇注过程中应采取措施减少混凝土的离析现象；
　　4.2施工方面
　　（1）夏季施工时，应采取有效的措施尽量降低混凝土的入模温度，减少混凝土的热胀冷缩率，加强混凝土的早期养护；
　　（2）混凝土浇注时，下料要均匀，不要用振捣棒枢赶混凝土，以防造成局部石料分布不均，同时，混凝土的振捣时间不宜过长，以免发生骨料下沉、泌水和浮浆现象；
　　（3）对于混凝土面层脚踩凹陷处，抹面时应及时用同配比混凝土填补，且不可用砂浆填补，以免造成收缩不均匀而形成裂缝；
　　（4）最好采用真空吸水工艺，然后进行机械抹面；

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