高桩梁板式码头混凝土面层横向裂缝成因及解决措施
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摘 要：以武林作业区某码头施工为例，探讨该项目施工过程中混凝土面层出现裂缝的成因，包括龟裂、网状裂缝、规则裂缝及面层混凝土剥皮等具体问题，基于上述问题的分析，由此提出可行的裂缝控制措施，促进码头工程的建设发展。
关键词：武林作业区 面层混凝土 裂缝 剥皮
1.工程概况
本工程位于平南县武林镇武林港码头一期工程上游，码头距下游平南县武林镇约2km，距长洲水利枢纽82km;码头距上游桂平枢纽75km，属于贵港港平南港区武林作业区。在进行码头面层试验段施工时，普通混凝土面层出现明显裂缝，类型较为丰富，有网状裂缝与规则裂缝，平均密度0.04条/m2，纤维混凝土段面层出现规则裂缝，平均密度0.03条/m2，上述两大结构都出现了一定程度的剥皮现象。关于码头裂缝的具体情况，具体如表1所示。
2.码头面层混凝土裂缝成因
2.1龟裂（塑性收缩裂缝）
基于对裂缝形态的分析，得知龟裂主要受到塑性收缩的影响。从时间上考虑，发生于水泥凝结过程中。通常而言，刚结束浇筑作业后易在结构表面形成裂缝，多集中在浇筑后的4～15h，且养护不到位的部位最为明显。导致塑性收缩裂缝现象的原因较多，具体做如下分析：
（1）养护不良。当泌水速度偏小，且低于表面蒸发速度时，便会形成塑性收缩裂缝。由于码头施工采用的是真空吸水工艺，所得结构表面较为干硬，虽有泌水现象但速度较慢，且施工集中在4～6月，所在区域为干热大风天气，在缺乏覆盖养护措施时，将会加速蒸发速度，随之出现塑性收缩裂缝。
（2）大面积薄层结构。若施工中形成大面积薄层结构，该处极有可能出现塑性收缩裂缝。
（3）施工质量控制不够严格。通常而言，结束混凝土面层施工的4～15h最容易出现裂缝，若随即检查并采取二次抹面处理，将有效消除裂缝，但实际施工中质量控制不到位，最终引发塑性收缩裂缝。
（4）与水泥品种有关。施工中使用到大量水泥材料，出现明显的水泥水化热现象，快速提升混凝土温度，水分蒸发随之出现塑性收缩裂缝。
2.2网状裂缝
导致网状裂缝主要与三大因素有关：（1）在面层混凝土尚未完全凝固时并出现了微小的塑性收缩裂缝，在后续阶段受到温度与干缩應力的影响，随之扩大了裂缝影响范围;（2）面层表面水分布不均，在混凝土干缩时出现细微裂缝，加之后续阶段温度与干缩应力的双重作用，裂缝长度与宽度均加大;（3）新旧结合区域贴接不良，受外力荷载的作用，将出现大范围网状裂缝，且多发生于大面积薄层结构中。
2.3规则裂缝
此类裂缝具有平直的基本特性，且具有规律性。当面层混凝土出现干缩变形现象后，加之温度收缩变形，且下部的纵横梁存在明显的约束力，大于混凝土抗压强度时将会出现裂缝。通常而言，规则裂缝出现时间相对更迟。同时，后续使用中，受到温度、干缩应力的影响，在持续迭加之下，若大于混凝土抗拉强度也将出现规则裂缝。
2.4面层混凝土剥皮
面层施工中，由于表面砂浆与下部混凝土之间无法达到有效粘接状态，稳定性欠佳时将会出现剥皮现象。而粘接不牢主要与石料中石粉含量过多有关，随之出现面层混凝土剥皮现象。
3.码头面层混凝土裂缝控制技术措施
自混凝土施工开始，便出现了面板横向缝，但后续阶段该裂缝的长度与宽度均未发生变化，属于稳定裂缝，其并不会对结构承载力造成过大的影响，但却是现阶段高柱架板式码头中最为典型的病害形式。但是，此类裂缝会进一步引发混凝土保护层剥落现象，使得钢筋锈蚀更为明显，混凝土碳化速度加快，不利于结构耐久性，整体观感所有下降，因此要得到工程人员的高度重视。在长期探索之下，我国对于裂缝的处治已经具备较高的水平，诸如表面涂抹环氧树脂、聚合物砂浆灌注等均是典型的方式。当然，从源头上预防裂缝的形成，无疑是现浇面层裂缝处理中最为核心的内容。
3.1混凝土配合与材料选择
引入试验-计算法，综合考虑强度、耐久性两大因素，并顾及到引发面层裂缝的具体成因，兼顾质量与经济两大原则，确定与工程实际情况相适应的配比。针对工程中出现的重难点，各工程参与单位需要积极协商，合理控制水泥用量，避免面层裂缝问题，对此以低热水泥为宜。施工单位需全面掌握水泥特性，获得完整的水化热资料，在条件允许时还可展开水泥水化热试验，确定合适的水泥型号，尽可能规避R型早强水泥。施工所用水泥的收缩率应相对较小，且为了不出现塑性收缩裂缝，需向其中掺入适量的聚丙烯纤维，具体用量为1kg/m3。
在不影响混合料质量的前提下，最大程度上控制水泥用量，基于本工程实际情况，为300kg/m3，水灰比在0.45以内，为控制用水量，掺入高效减水剂。粗骨料为石灰石碎石，其级配较好且相比于其它材料膨胀系数更小;细骨料为天然中粗砂。
3.2合理布置收缩缝
通常情况下，设置纵向分条时，需将其置于安装缝中部;在设置横向分块线时，后方承台以面板安装缝与板跨的中部为宜;前方承台需设在横梁与板跨的两侧。
3.3支拆模板
基于分条浇筑的方式展开面层施工作业，在面板上精确弹线，以线为基准沿线设置砂浆垫块，记录实际标高，在其上部支立侧模板（需经过技术人员的调直处理），模板间形成的裂缝使用低标号水泥有效填堵。当满足强度要求后，在拆模时需凿除封堵材料，并精确测定板外边线，需足够顺直。
3.4混凝土浇筑和养护
在工期允许的前提下，做好板缝混凝土浇筑施工后不可随即展开后续施工作业，需给予1个月等待时间，在此基础上再浇筑面层混凝土。注重施工作业时间，需避开7～9月高温季节，若因工程要求而不得已在夏季施工时，需采取遮阳措施，且在一天温度较低时施工。做好施工之前的准备工作，清理面板表面，使用淡水冲洗并覆盖土工布，使其至少保持6h湿润状态。正式浇筑施工时，需刷涂1层水泥素浆（控制水灰比，应与面层混凝土保持一致）。后续的养护环节，不可使用海水养护，且在完成拉毛处理后便要覆盖塑料布，给予1d养护时间，在此基础上改为土工布洒水养护的方式，持续21d，整个阶段面层混凝土都要保持湿润状态。
3.5锯缝
以混凝土强度为基准，当达到10MPa后即可锯缝，使用到切缝机提升施工效率，深度以板厚的1/3为宜，但至少要达到50mm;重点关注可能出现裂缝的区域，该处需要设置锯出一条诱导缝，需与分块线保持平行关系，使用沥青材料有效填充。面层部分区域易出现应力集中现象，加大了裂缝出现概率，对此需在该处铺设钢丝网片。
3.6对裂缝标准要求较高时的控制措施
（1）面层距顶面30mm处需要设置一层细钢筋网。
（2）掺入适量钢纤维，在其辅助下形成抗拉强度更高的钢纤维混凝土，本工程中钢纤维使用量为35～55kg/m3。
（3）掺入适量聚丙烯纤维，并辅以真空吸水工艺，具体用量为1kg/m3。
（4）掺入适量膨胀剂。
4.结束语
综上所述，高桩码头面层裂缝是一种普遍性现象，裂缝的类型较多，具体成因也错综复杂。本文总结出了几种较为典型的面层裂缝，分析具体成因，在此基础上提出控制措施。实际结果表明，提出的控制措施具有较高的可行性，面层观感较好，在强度、耐久性等方面都有着较大的提升。总体上，本工程面层治理所采取的技术具有一定的参考价值，可为类似的高桩码头面层裂缝控制提供指导。
参考文献：
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