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重力式码头胸墙混凝土裂缝形态及控制措施

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    2021-10-24 17:04
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    [LV.2]偶尔看看I

    发表于 2021-10-13 18:53 | 显示全部楼层 |阅读模式
      1.引言
      
        在重力式码头工程项目中,胸墙裂缝属于是常见的质量通病,若是裂缝宽度过大、数量过多,则必然会影响码头的正常使用,同时增加码头维修费用,影响码头运营效益。重力式码头胸墙所处环境较为恶劣,干湿交替,同时预埋件较多,一旦在设计、施工、养护等环节中存在疏漏,就会导致严重的裂缝问题,因此加强胸墙混凝土裂缝控制问题的研究具有现实意义。
      
        2.重力式码头胸墙施工分析
      
        重力式码头主要是依靠填料、自身重力保持稳定的挡土建筑物,此种码头结构形式在我国应用广泛,适用于地质情况较好的区域,同时随着近年来深层水泥搅拌法(CDM)加固海上软基技术逐渐成熟,软土地基上重力式码头已经有了成功建设的经验。
      
        胸墙作为重力式码头重要结构部分,其质量直接关系到码头运营安全性与可靠性,必须做好施工控制。根据实践可知,胸墙属于是大体积混凝土结构,同时结构内设有系船块体、各类工艺管沟,断面较为复杂,若是原材料质量不达标、配比不当或是浇筑、振捣施工不合格,则会出现强度不达标、蜂窝、裂缝等诸多质量缺陷,文章主要从重力式码头胸墙混凝土裂缝问题出发,具体分析了相关控制措施,以进一步保证码头安全。
      
        3.重力式码头胸墙混凝土裂缝形态与危害
      
        3.1重力式码头胸墙混凝土裂缝形态
      
        根据实践调查,胸墙施工中、结束后一段时间内下出现的裂缝,主要可以分为以下4种:横向裂缝、纵向裂缝、斜向裂缝、不规则裂缝,具体如下:①横向裂缝:其发生位置位于胸墙段1/2、1/3部位,存在1道或是2~3道,大部分为胸墙顶面、迎水面同时出现,其裂缝形态由码头正面看,胸墙迎水面上裂缝从胸墙、墙身构件接茬处往上延伸,胸墙分层高度下1/3位置宽度最大,一般为0.2~0.4mm;由胸墙顶部看,裂缝不仅与胸墙迎水面裂缝贯通,在胸墙结构断面变化位置也会出现,裂缝最大宽度0.1~0.4mm,呈上宽下窄;②纵向裂缝:在码头胸墙顶部出现顺钢筋分布方向的断续分布裂缝,裂缝宽度变化大,最小0.2~0.3mm、最大超过0.5mm,深度在50mm以内;③斜向裂缝:其发生位置位于胸墙顶部系船块体周围、管沟、预留方形孔四角处,裂缝形态呈现为45°放射状,裂缝宽度0.05~0.2mm;④不规则裂缝:对于内外分层浇筑胸墙,迎水面、顶面除了横向裂缝,还会出现一些网状、龟纹状裂纹,裂缝的宽度一般在0.1~0.3mm,形状不规则、宽度不大、深度较浅。
      
        3.2重力式码头胸墻混凝土裂缝危害
      
        在重力式码头中,胸墙作为重要结构,裂缝问题的出现具有较大的危害性:
      
        (1)码头整体性受到影响,当胸墙出现贯通性裂缝,直接导致结构整体性被破坏,严重时还会威胁到码头系泊能力的正常发挥。
      
        (2)码头结构耐久性降低,码头胸墙处于水位变化区,存在干湿交替的问题,若是处于北方地区,更是面临着冰凌撞击、摩擦问题,严重的裂缝直接导致混凝土抗冻融能力下降。此外,裂缝也会为氯离子侵袭提供通道,加快钢筋锈蚀,引发更加严重的病害。
      
        (3)影响码头外观和使用功能,码头胸墙结构复杂,设有较多的工艺管沟,裂缝的大小、位置等会直接影响码头使用功能,也会导致码头建筑的外观相对较差。
      
        4.实例分析重力式码头胸墙混凝土裂缝控制措施
      
        4.1工程概况
      
        某码头2#泊位采用的是沉箱重力式码头,胸墙混凝土分13段施工,以2个沉箱为一段,每段胸墙均是矩形,尺寸15.68m×4.6m×2.7m(长×宽×高),具体分段如图1所示。为了适应地基、抛石基床的沉降要求,胸墙采用分层施工技术,沿高度共计分为3层。
      
        4.2胸墙混凝土裂缝
      
        本工程采用罐车运送混凝土浇筑,振捣棒、平板振动器振捣,完成浇筑后根据现场检查发现存在裂缝问题,具体原因如下:
      
        (1)与码头前沿线方向相垂直的横向裂缝,集中分布在胸墙中心系船柱周边,主要原因如下:分段长度过大,胸墙上存在各种系船块体、工艺管沟,新、老混凝土接茬位置,新混凝土受老混凝土约束,拉伸应力过大,导致裂缝产生。
      
        (2)与码头前沿线平行的纵向裂缝,沿着钢筋走向分布,主要是由于振捣不密实,导致混凝土在硬化初期出现沉缩,引发塑性变形裂缝。
      
        (3)斜向裂缝,集中在系船柱、管沟四角等应力集中位置。
      
        (4)表面干裂、龟裂所致的不规则裂缝,其主要与混凝土配比、施工与养护不当有关,如:混凝土单位体积用水量大、水灰比大,则会引发干缩裂缝;混凝土未及时覆盖养护,失水过早导致裂缝出现。
      
        4.3裂缝治理对策与相关工艺改进措施
      
        4.3.1裂缝治理对策
      
        根据《水运工程混凝土质量控制标准》(JTS202-2-2011)中水运工程施工期的钢筋混凝土裂缝宽度限值,对于宽度在限值内的龟裂等,一般不作处理,对于宽度超过上表限值的裂缝,需采取针对性的处理措施:
      
        ①对于贯穿性裂缝,采用灌浆处理方法,灌浆处理方法主要包括:化学灌浆与超细水泥灌浆,考虑码头胸墙裂缝情况与材料力学性能、价格等,本工程采用超细水泥灌浆修补方案,具体处理要点如下:做好浆材配比设计,通过试验提供相关性能指标;灌浆前,清除裂缝内的灰尘、杂物,做好注水检查,保证注浆口、通道顺畅;灌浆时,先注水保证裂缝两侧湿润,封堵裂缝在底板等位置可能存在的漏浆出口,在裂缝张开时段灌浆;完成灌浆后,检查裂缝受浆饱满程度。
      
        ②浅层裂缝,采用表面封闭处理方法,包括凿V型槽、填充法,凿矩形槽、填充法,表面覆面法,具体见图2。
      
        ③对于胸墙顶面规则的浅层裂缝,可以无齿锯“裁弯取直”、凿除表层,然后使用补偿收缩混凝土进行补平处理。
      
        4.3.2相关工艺改进措施
      
        对于本次胸墙混凝土裂缝问题,项目部召开了专题施工工作会议,对下阶段其他泊位码头胸墙混凝土施工工艺进行了改进,具体如下:
      
        ①加强设计优化,合理分析构件受力特征,对于可能存在裂缝位置加强构造配筋,合理配置防裂钢筋网,同时可在混凝土内加入定量的抗裂缝纤维,增强混凝土的抗裂拉附能力。
      
        ②做好材料质量控制,根据实际施工情况合理调整施工配比,保证混合料塌落度等指标均满足要求。
      
        ③严格把控各工序施工,现场施工人员要做好技术交底工作。
      
        ④胸墙浇筑完毕后,通过预留的测温计对养护期间混凝土的温度变化情况进行监测,防止温度应力导致裂缝出现。
      
        通过上述改进措施的应用,完成剩余码头共计26段胸墙码头的施工,通过长达1个月的观察,胸墙混凝土顶面未出现纵向裂缝、不规则裂缝,胸墙顶部、部分系船块体周围、管沟四角存在少量的微细裂缝,但宽度均在0.1mm内,并未出现再次扩展的情况。
      
        5.结束语
      
        综上所述,裂缝是重力式码头胸墙混凝土施工控制重点之一,关键在于最大限度地减少裂缝的出现,若已出现了裂缝,则需根据裂缝形态、位置、影响情况,合理选择治理措施,如灌浆处理、表面封闭处理等,切实保证工程整体质量满足要求,无安全隐患。
      
        参考文献:
      
        [1]GB50010-2010.混凝土结构设计规范[S].北京:中国建筑工业出版社,2011.
      
        [2]JTS202-2-2011.水运工程混凝土质量控制标准[S].北京:人民交通出版社,2012.
      
        [3]顾祥林.混凝土结构基本原理[M].上海:同济大学出版社,2004.
      
        [4]高平原,任一飞,祝业浩.重力式码头施工工艺的改进[J].中国港湾建设,2016(05):59-61+76.
      
        [5]董玉红.沉箱重力式码头现浇胸墙施工质量控制[J].中国水运(下半月),2014(04):301-302.


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