港口与航道工程大体积混凝土施工裂缝控制研究

发表时间:2021/8/19   来源:《建筑实践》2021年40卷4月(上)10期   作者:贾龙超
[导读] 近年来,我国加大对于沿海地区的发展力度,经过不断努力,改革创新,取得的成就和成果令世界为之侧目。

        贾龙超  
        天津天科工程管理有限公司  山东省青岛市 266408
        摘要:近年来,我国加大对于沿海地区的发展力度,经过不断努力,改革创新,取得的成就和成果令世界为之侧目。我国社会经济水平的飞速发展,加快了港口航道事业发展的步伐,在港口航道建设上也取得了显著成就。加强港口与航道工程大体积混凝土施工裂缝控制有着非常重要的意义。
        关键词:港口与航道工程;大体积混凝土;施工裂缝控制
        引言
        我国整体经济建设的快速发展离不开各行业的支持和政策的扶持,加速我国各行业的不断进步。混凝土是目前最重要的建筑工程材料,被广泛用于各种工程项目的建设中,其中,大体积混凝土因为使用价值和技术难度得到充分关注。大体积混凝土因为体积的巨大,必然会在施工裂缝形成方面有更大的风险,提升大体积混凝土施工裂缝控制,这是港口与航道工程建设本身的客观需要,也是建设设计中必须给予高度重视的关键环节。尤其在港口与航道工程中,大体积混凝土施工是不可或缺且影响巨大的施工环节,必须有效确保大体积混凝土不发生任何裂缝问题。
        1港口与航道工程大体积混凝土施工裂缝成因分析
        1.1温度裂缝
        在港口与航道建设的过程中,混凝土施工结束后水泥与水接触会产生大量的热量,导致混凝土出现膨胀的情况。随着温度的回落,混凝土也会发生收缩的情况,使混凝土表面出现不一致的作用力。与外部散热进行对比,内部散热的速度非常慢,导致混凝土内外出现巨大的温差,使混凝土出现了温度梯度。混凝土的外部收缩值比内部收缩值大,混凝土的里外表面受到反向剪切力的影响,最终导致混凝土的表面出现小的裂纹或者裂缝。在温度条件不断变化的过程中,拉力之间会存在一定差别,如果其作用力大于混凝土的承受力就会产生温度裂缝问题。
        1.2收缩因素导致大体积混凝土产生裂缝
        在大体积混凝土硬化后,因施工环境影响,使得混凝土内部水分向外蒸发。水蒸气扩散同时,混凝土因水分过度损失形成从外向内的逐步收缩变形,直至出现裂缝。塑性收缩不但包含了水分蒸发,也因为混凝土泌水量低于蒸发量,大体积混凝土表面会产生塑性收缩。如果水泥活性较大,或外界温度较高,导致混凝土表面的收缩变形问题更加突出,发生开裂。而在外力作用下,混凝土表面出现裂缝后,水分散发速度更快,而裂缝也会更多更大。大体积混凝土自身收缩也是大体积混凝土收缩裂缝的类型,属于非温度应力导致的变形问题,主要是因混凝土自身水化导致的变化,其与两个因素直接相关:一是集料弹性模量,二是水泥的矿物成分。
        2港口与航道工程施工裂缝控制对策
        2.1材料的选取
        作为混凝土施工的基础,材料运用的得当与否将直接影响工程的整体质量。根据我国现行的规范标准,港口与航道工程混凝土工程中需要用到的材料的物理及化学成分均要达到一定的环保标准。就某港口与航道工程而言,拟采用425#的普通硅酸盐水泥作为水泥混凝土的面板,混凝土的用水也要经过细致的试验筛选,诸如碱、酸、油等对混凝土质量会造成直接影响的类似有机物均不可采用。对于其他材料的含量选择,可按以下内容为基础进行筛选:含盐量<5mg/cm3;硅酸>2.7mg/cm3;pH值>4;碎石粒径<4cm,强度>3,土杂质含量<1%,颗粒含量<13%,整体压碎值<10%,且质地耐用、干净,具备一定的硬度,级配碎石及天然沙砾颗粒组合需符合相关规范规定;砂的含泥量<3%,中粗砂,级配细度模数>2.5,材质坚硬、耐用且干净。
        2.2混凝土浇筑与振捣
        1.在浇筑施工以前,将厚度为5cm的砂浆浇筑到仓底位置,接着浇筑混凝土,每一层混凝土的浇筑厚度保持在50cm左右,下料高度保持在2m左右,下料施工的顺序为从外向里,浇筑方式为螺旋来回浇筑。

2.在混凝土振捣施工时使用6组振捣棒振捣施工,将振捣棒竖直插入到混凝土里,快速插入,缓慢拔出,4组施工人员在下料位置振捣,另外2组施工人员复振保护层和模板边角位置。浇筑施工结束4h后复振混凝土结构,直到没有气泡出现方可停止振捣作业。3.在施工现场混凝土初凝的前1h对其实施二次振捣施工,使混凝土表面达到密实的标准,防止出现微小的裂缝问题。
        2.3加强施工温度控制
        港口与航道工程建设中,大体积混凝土的整个施工过程必须对作业温度全程监控,从浇筑到混凝土成型,通过有效的人为控制,使得混凝土温度变化满足设计要求,尽可能降低混凝土内外温差。
        2.4试验检测
        港口与航道工程中的混凝土检测要根据具体钢筋特点进行。例如主体结构的抗压强度、混凝土在遇冷情况下出现的裂缝以及钢筋的位移等情况都可列为检验的项目。1.胸墙混凝土部分抗压强度检测。作为混凝土工程质量控制的技术指标,抗压强度检测方式也在随着时代的发展而变化,目前最常用的检测方法包含钻芯法、回弹法及超声回弹综合法这3个类别,检验的方式也由最初的标准养护升级为现在的实体强度检验和对同条件下养护预留试件的评定。2.匀性检测。除抗压强度外,胸墙的混凝土匀性也需要进行检测。倘若混凝土分布不均匀会导致整体结构的不稳,从而降低墙体的质量。此项检测中抽取8-10个位置,运用超声波法检测,检验的结果中如显示有8-9个波形正常,剩余略有偏差,也可算作均匀。
        2.5面层精细化施工
        1.凿毛。为了使上层混凝土和下层混凝土紧密连接在一起,通过凿毛处理的方式将原混凝土面凿成凹凸不平的麻面。凿毛深度以能够清楚看见混凝土中的大颗粒砂石为准,间距为3cm,混凝土面的凿毛率要达到90%以上,并使用清水将凿毛后的混凝土表面清洗干净。2.钢筋。在浇筑底层混凝土的过程中预留好轨道后浇带,为后续的轨道钢筋埋设和锚固螺栓预埋奠定基础,防止底层浇筑施工给面层主筋造成不良影响。后绑面层主筋对底层混凝土振捣起到积极的促进作用,给凿毛施工提供了巨大的便利。
        2.6混凝土养护
        对于港口与航道工程施工中混凝土养护工序至关重要,需要考虑两方面问题一是减少表面热扩散,二是延长散热时间。所以选用两层草帘进行混凝土表面保温处理,而某些工程项目所处环境气候干燥,因此表面失水过快极易发生龟裂,需要在表面采用塑料薄膜覆盖达到保湿作用,之后覆盖2层草帘实现表面保温。对于该工程成功完成廊道浇筑工作之后,可以对混凝土的终凝效果进行观察,并对廊道的出入口及时进行封堵,从而做好顶廊的蓄水养护工作。
        3施工建议
        大体积混凝土裂缝控制为一综合性课题,贯穿于施工的各个阶段。施工前在配合比设计时,采用低水化热水泥、掺加矿粉、粉煤灰、高效减水剂和掺加膨胀剂等措施降低水化热和混凝土收缩。施工时要严格控制入模温度和混凝土坍落度,并尽量减少底部混凝土约束;浇筑完成后及时采取保温措施,按时进行养护。通过采用MidasCivil软件模拟计算大体积混凝土水化热,根据计算结果确认“内降外保”的温度控制措施,对大体积混凝土裂缝控制具有很强的指导作用。
        结语
        综上所述,港口与航道工程规模巨大,施工中大量使用大体积混凝土,这对于施工裂缝控制技术有非常严格的要求。在工程设计和施工操作上严格按照相应的标准和流程,在配比、温控、施工、养护等工序中,针对性做好相关工作,确保大体积混凝土达到应有的质量标准。
        参考文献
        [1]张辉.港口与航道工程大体积混凝土施工中的裂缝问题及控制[J].建筑·建材·装饰,2017,28(20):164.
        [2]梅俊超.港口与航道工程大体积混凝土施工中的裂缝问题及控制[J],科技创新与应用,2018,5(16):204.
        [3]徐国春.分析港口与航道工程大体积混凝土施工裂缝控制[J].军民两用技术产品,2019,28(14):195+252.
       
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