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重力式碼頭胸墻混凝土裂縫形態及控制措施
RSS 打印 復制鏈接 發布時間:2019-06-21 16:51:14

 摘要:重力式碼頭胸墻屬于是大體積混凝土結構,其裂縫若是超過寬度限值,會對碼頭結構的整體性、耐久性等產生巨大影響。基于此,文章對重力式碼頭胸墻施工進行了分析,論述了重力式碼頭胸墻混凝土裂縫形態與危害,然后以具體工程為例,提出了相應的裂縫處理對策與相關工藝改進措施,以保證工程項目順利完成。

關鍵詞:重力式碼頭胸墻深層水泥攪拌法

1.引言

在重力式碼頭工程項目中,胸墻裂縫屬于是常見的質量通病,若是裂縫寬度過大、數量過多,則必然會影響碼頭的正常使用,同時增加碼頭維修費用,影響碼頭運營效益。重力式碼頭胸墻所處環境較為惡劣,干濕交替,同時預埋件較多,一旦在設計、施工、養護等環節中存在疏漏,就會導致嚴重的裂縫問題,因此加強胸墻混凝土裂縫控制問題的研究具有現實意義。

2.重力式碼頭胸墻施工分析

重力式碼頭主要是依靠填料、自身重力保持穩定的擋土建筑物,此種碼頭結構形式在我國應用廣泛,適用于地質情況較好的區域,同時隨著近年來深層水泥攪拌法(CDM)加固海上軟基技術逐漸成熟,軟土地基上重力式碼頭已經有了成功建設的經驗。

胸墻作為重力式碼頭重要結構部分,其質量直接關系到碼頭運營安全性與可靠性,必須做好施工控制。根據實踐可知,胸墻屬于是大體積混凝土結構,同時結構內設有系船塊體、各類工藝管溝,斷面較為復雜,若是原材料質量不達標、配比不當或是澆筑、振搗施工不合格,則會出現強度不達標、蜂窩、裂縫等諸多質量缺陷,文章主要從重力式碼頭胸墻混凝土裂縫問題出發,具體分析了相關控制措施,以進一步保證碼頭安全。

3.重力式碼頭胸墻混凝土裂縫形態與危害

3.1重力式碼頭胸墻混凝土裂縫形態

根據實踐調查,胸墻施工中、結束后一段時間內下出現的裂縫,主要可以分為以下4種:橫向裂縫、縱向裂縫、斜向裂縫、不規則裂縫,具體如下:①橫向裂縫:其發生位置位于胸墻段1/2、1/3部位,存在1道或是2~3道,大部分為胸墻頂面、迎水面同時出現,其裂縫形態由碼頭正面看,胸墻迎水面上裂縫從胸墻、墻身構件接茬處往上延伸,胸墻分層高度下1/3位置寬度最大,一般為0.2~0.4mm;由胸墻頂部看,裂縫不僅與胸墻迎水面裂縫貫通,在胸墻結構斷面變化位置也會出現,裂縫最大寬度0.1~0.4mm,呈上寬下窄;②縱向裂縫:在碼頭胸墻頂部出現順鋼筋分布方向的斷續分布裂縫,裂縫寬度變化大,最小0.2~0.3mm、最大超過0.5mm,深度在50mm以內;③斜向裂縫:其發生位置位于胸墻頂部系船塊體周圍、管溝、預留方形孔四角處,裂縫形態呈現為45°放射狀,裂縫寬度0.05~0.2mm;④不規則裂縫:對于內外分層澆筑胸墻,迎水面、頂面除了橫向裂縫,還會出現一些網狀、龜紋狀裂紋,裂縫的寬度一般在0.1~0.3mm,形狀不規則、寬度不大、深度較淺。

3.2重力式碼頭胸墻混凝土裂縫危害

在重力式碼頭中,胸墻作為重要結構,裂縫問題的出現具有較大的危害性:

(1)碼頭整體性受到影響,當胸墻出現貫通性裂縫,直接導致結構整體性被破壞,嚴重時還會威脅到碼頭系泊能力的正常發揮。

(2)碼頭結構耐久性降低,碼頭胸墻處于水位變化區,存在干濕交替的問題,若是處于北方地區,更是面臨著冰凌撞擊、摩擦問題,嚴重的裂縫直接導致混凝土抗凍融能力下降。此外,裂縫也會為氯離子侵襲提供通道,加快鋼筋銹蝕,引發更加嚴重的病害。

(3)影響碼頭外觀和使用功能,碼頭胸墻結構復雜,設有較多的工藝管溝,裂縫的大小、位置等會直接影響碼頭使用功能,也會導致碼頭建筑的外觀相對較差。

4.實例分析重力式碼頭胸墻混凝土裂縫控制措施

4.1工程概況

某碼頭2#泊位采用的是沉箱重力式碼頭,胸墻混凝土分13段施工,以2個沉箱為一段,每段胸墻均是矩形,尺寸15.68m×4.6m×2.7m(長×寬×高),具體分段如圖1所示。為了適應地基、拋石基床的沉降要求,胸墻采用分層施工技術,沿高度共計分為3層。

4.2胸墻混凝土裂縫

本工程采用罐車運送混凝土澆筑,振搗棒、平板振動器振搗,完成澆筑后根據現場檢查發現存在裂縫問題,具體原因如下:

(1)與碼頭前沿線方向相垂直的橫向裂縫,集中分布在胸墻中心系船柱周邊,主要原因如下:分段長度過大,胸墻上存在各種系船塊體、工藝管溝,新、老混凝土接茬位置,新混凝土受老混凝土約束,拉伸應力過大,導致裂縫產生。

(2)與碼頭前沿線平行的縱向裂縫,沿著鋼筋走向分布,主要是由于振搗不密實,導致混凝土在硬化初期出現沉縮,引發塑性變形裂縫。

(3)斜向裂縫,集中在系船柱、管溝四角等應力集中位置。

(4)表面干裂、龜裂所致的不規則裂縫,其主要與混凝土配比、施工與養護不當有關,如:混凝土單位體積用水量大、水灰比大,則會引發干縮裂縫;混凝土未及時覆蓋養護,失水過早導致裂縫出現。

4.3裂縫治理對策與相關工藝改進措施

4.3.1裂縫治理對策

根據《水運工程混凝土質量控制標準》(JTS202-2-2011)中水運工程施工期的鋼筋混凝土裂縫寬度限值,對于寬度在限值內的龜裂等,一般不作處理,對于寬度超過上表限值的裂縫,需采取針對性的處理措施:

①對于貫穿性裂縫,采用灌漿處理方法,灌漿處理方法主要包括:化學灌漿與超細水泥灌漿,考慮碼頭胸墻裂縫情況與材料力學性能、價格等,本工程采用超細水泥灌漿修補方案,具體處理要點如下:做好漿材配比設計,通過試驗提供相關性能指標;灌漿前,清除裂縫內的灰塵、雜物,做好注水檢查,保證注漿口、通道順暢;灌漿時,先注水保證裂縫兩側濕潤,封堵裂縫在底板等位置可能存在的漏漿出口,在裂縫張開時段灌漿;完成灌漿后,檢查裂縫受漿飽滿程度。

②淺層裂縫,采用表面封閉處理方法,包括鑿V型槽、填充法,鑿矩形槽、填充法,表面覆面法,具體見圖2。

③對于胸墻頂面規則的淺層裂縫,可以無齒鋸“裁彎取直”、鑿除表層,然后使用補償收縮混凝土進行補平處理。

4.3.2相關工藝改進措施

對于本次胸墻混凝土裂縫問題,項目部召開了專題施工工作會議,對下階段其他泊位碼頭胸墻混凝土施工工藝進行了改進,具體如下:

①加強設計優化,合理分析構件受力特征,對于可能存在裂縫位置加強構造配筋,合理配置防裂鋼筋網,同時可在混凝土內加入定量的抗裂縫纖維,增強混凝土的抗裂拉附能力。

②做好材料質量控制,根據實際施工情況合理調整施工配比,保證混合料塌落度等指標均滿足要求。

③嚴格把控各工序施工,現場施工人員要做好技術交底工作。

④胸墻澆筑完畢后,通過預留的測溫計對養護期間混凝土的溫度變化情況進行監測,防止溫度應力導致裂縫出現。

通過上述改進措施的應用,完成剩余碼頭共計26段胸墻碼頭的施工,通過長達1個月的觀察,胸墻混凝土頂面未出現縱向裂縫、不規則裂縫,胸墻頂部、部分系船塊體周圍、管溝四角存在少量的微細裂縫,但寬度均在0.1mm內,并未出現再次擴展的情況。

5.結束語

綜上所述,裂縫是重力式碼頭胸墻混凝土施工控制重點之一,關鍵在于最大限度地減少裂縫的出現,若已出現了裂縫,則需根據裂縫形態、位置、影響情況,合理選擇治理措施,如灌漿處理、表面封閉處理等,切實保證工程整體質量滿足要求,無安全隱患。

參考文獻:

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