【技術(shù)交流】碼頭面層施工技術(shù)措施分析
文/董艷平
發(fā)布時間：2016-05-27 16:14:53
摘要：由于我國經(jīng)濟(jì)建設(shè)發(fā)展的需要，涌現(xiàn)出大量的碼頭工程，其施工工藝和施工技術(shù)也隨著工程越來越多而得到了完善和提高。目前來看，我國碼頭工程的內(nèi)部和外部質(zhì)量均達(dá)到了一個新的階段，有很大程度的提高。然而，在進(jìn)行碼頭面層施工時，依然沒有非常有效的措施來控制面層裂紋的產(chǎn)生。碼頭面層裂紋主要產(chǎn)生于施工期，主要表現(xiàn)為淺表性裂紋，以細(xì)微龜裂的形式存在。面層裂紋對結(jié)構(gòu)的安全沒有影響，但是卻可以影響碼頭的外觀和面層的使用壽命，因此在施工中必須采取有效的技術(shù)措施，以預(yù)防和控制碼頭面層裂紋的產(chǎn)生。本文對產(chǎn)生面層裂紋的原因進(jìn)行了認(rèn)真地分析，并提出了預(yù)防面層裂紋產(chǎn)生的施工技術(shù)措施，為提高碼頭面層施工質(zhì)量提供了有效的技術(shù)支持。
關(guān)鍵詞：碼頭面層；裂紋；產(chǎn)生原因；施工技術(shù)措施
1 引言
由于我國經(jīng)濟(jì)建設(shè)發(fā)展的需要，涌現(xiàn)出大量的碼頭工程，其施工工藝和施工技術(shù)也隨著工程越來越多而得到了完善和提高。目前來看，我國碼頭工程的內(nèi)部和外部質(zhì)量均達(dá)到了一個新的階段，有很大程度的提高。然而，在進(jìn)行碼頭面層施工時，依然沒有非常有效的措施來控制面層裂紋的產(chǎn)生。碼頭面層裂紋主要產(chǎn)生于施工期，主要表現(xiàn)為淺表性裂紋，以細(xì)微龜裂的形式存在。面層裂紋對結(jié)構(gòu)的安全沒有影響，但是卻可以影響碼頭的外觀和面層的使用壽命，因此在施工中必須采取有效的技術(shù)措施，以預(yù)防和控制碼頭面層裂紋的產(chǎn)生。可是要采取什么技術(shù)措施才能有效控制面層裂紋的產(chǎn)生呢？這個問題已成為當(dāng)前許多從事相關(guān)工作的施工技術(shù)人員多關(guān)注的問題。我在多年的參與碼頭面層施工的過程中，總結(jié)了一些經(jīng)驗，現(xiàn)在寫出來，以供各位碼頭面層施工技術(shù)人員參考和探討，以期得出更加合理和全面的碼頭面層施工技術(shù)措施。
2 碼頭面層裂紋產(chǎn)生的原因
碼頭面層主要是以現(xiàn)澆混凝土的施工方法形成，混凝土是由不同材料組成的非均質(zhì)體，主要包括水、水泥、砂、碎石等材料，在混凝土澆筑成型后，內(nèi)部不斷發(fā)生化學(xué)反應(yīng)和物理變化，在混凝土齡期和強(qiáng)度不斷增長的過程中，內(nèi)部溫度和濕度也在不斷發(fā)生變化，使混凝土產(chǎn)生收縮或膨脹，導(dǎo)致面層出現(xiàn)裂紋。從其原材料和施工因素分析，可以分為以下幾個原因。
2.1 混凝土質(zhì)量不合格
在澆筑混凝土?xí)r，沒有控制好混凝土的水灰比，導(dǎo)致水灰比過大，同時由于預(yù)制板表面過于干燥，吸收了混凝土中的大量水分，致使混凝土收縮產(chǎn)生面層裂紋；在拌制混凝土?xí)r，使用了含泥量過大的骨料，導(dǎo)致混凝土成品中含有大量的泥，加大了混凝土的收縮量，時抗拉強(qiáng)度降低，產(chǎn)生面層裂紋；若澆筑時采用的是商品混凝土，商品混凝土在生產(chǎn)的過程中一般會加入粉煤灰摻合料，由于粉煤灰的相對密度比水泥小，在澆筑混凝土?xí)r，粉煤灰摻合料易于浮在混凝土的表面，致使混凝土表層的水泥含量相對變少，減緩了混凝土的水化反應(yīng)速度，在混凝土凝結(jié)的過程中，水分大量蒸發(fā)，使混凝土收縮產(chǎn)生表層裂紋。
2.2 抹平壓光過度
在混凝土澆筑完成后，施工人員為了碼頭面層的外觀考慮，過度地實(shí)施抹平壓光，使水泥和細(xì)骨料過多地浮于混凝土表面，形成了砂漿層，砂漿層含水量很大，具有較大的干縮性。使面層水分大量蒸發(fā)，出現(xiàn)凝縮而產(chǎn)生面層裂紋。還有的施工人員壓光時在混凝土表面撒干水泥，同樣會出現(xiàn)凝縮而產(chǎn)生面層裂紋。
2.3 混凝土中的氫氧化鈣與空氣中的二氧化碳發(fā)生化學(xué)反應(yīng)
面層混凝土水泥漿中的氫氧化鈣易和空氣中的二氧化碳發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，從而生成碳酸鈣。這種反應(yīng)可以引起面層體積的收縮，受到結(jié)構(gòu)內(nèi)部未碳化混凝土的約束，也可以使面層出現(xiàn)細(xì)微龜裂。當(dāng)空氣相對濕度在30%～50%時，此時空氣相對濕度較小，周圍環(huán)境非常干燥，更容易發(fā)生這種情況。
2.4 養(yǎng)護(hù)不當(dāng)
當(dāng)碼頭面層成型后，對混凝土的養(yǎng)護(hù)不當(dāng)。如面層混凝土抹面后為及時覆蓋養(yǎng)護(hù)，但遇到干熱大風(fēng)天氣時，混凝土表面受到風(fēng)吹日曬，水分蒸發(fā)比較快，致使混凝土體積收縮過大。而此時混凝土內(nèi)部的變化很小，收縮也不大，使表面收縮變形受到約束，產(chǎn)生拉應(yīng)力，導(dǎo)致面層開裂產(chǎn)生裂紋。
2.5 水泥產(chǎn)生水化熱使溫差加大
碼頭面層的各種裂紋中，由于溫差加大而產(chǎn)生的溫度裂紋占有很大比例。混凝土在澆筑的過程中，水泥會產(chǎn)生大量的水化熱，由于熱量主要從混凝土表面散發(fā)，而混凝土的導(dǎo)熱系數(shù)較低，使得混凝土表面和內(nèi)部產(chǎn)生過大溫差，產(chǎn)生溫度應(yīng)力，而混凝土早期抗拉強(qiáng)度很低，因此會產(chǎn)生面層裂紋。尤其是在冬季施工時，面層受寒潮襲擊或保溫層清除過早，均會產(chǎn)生非均勻降溫，使混凝土表面溫度急劇變化，引起降溫收縮而出現(xiàn)面層裂紋。
2.6 預(yù)制板沉降導(dǎo)致面層出現(xiàn)規(guī)則裂縫
規(guī)則裂縫的形狀比較平直，多平行于碼頭的橫向和縱向，有規(guī)律性。規(guī)則裂縫主要是由于安裝預(yù)制疊合板時座漿不飽滿、不均勻，在混凝土未硬化或強(qiáng)度不足時受震動或受到了外荷載作用等原因，使預(yù)制板發(fā)生沉降而產(chǎn)生的。規(guī)則裂縫往往出現(xiàn)得比較晚，有些甚至是在碼頭投入運(yùn)行以后才出現(xiàn)。
3 施工技術(shù)措施
通過對面層裂紋的產(chǎn)生原因進(jìn)行分析，我們知道產(chǎn)生面層裂紋的因素有很多，若要有效控制面層裂紋的產(chǎn)生，就必須采取有效的施工技術(shù)措施，若能結(jié)合施工管理控制，對預(yù)防面層裂紋的產(chǎn)生更加有利。
3.1 應(yīng)控制好混凝土配合比，選擇合適的原材料
設(shè)計單位在進(jìn)行混凝土配合比設(shè)計時，一般都會使配合比在滿足施工要求的同時，考慮到控制面層裂紋的因素。因此在拌制混凝土?xí)r，一定要嚴(yán)格遵循設(shè)計方提供的配合比，若使用商品混凝土，施工方應(yīng)與混凝土供應(yīng)商多溝通，計算出合理的配合比。在選擇拌制混凝土的原材料時，應(yīng)嚴(yán)格控制骨料的含泥量，最好選擇低熱水泥并且收縮率小的水泥。為避免面層產(chǎn)生塑性收縮裂縫，還應(yīng)在原料中摻入適量的聚丙烯纖維，一般摻入量為1kg/m3，同時還應(yīng)控制水泥的用量和水灰比，水泥用量宜控制在300kg/m3左右，水灰比宜控制在0.45以下，摻加高效減水劑。混凝土的坍落度宜控制在30mm～50mm。
3.2 合理布置收縮縫，減小分塊尺寸
在澆筑面層混凝土之前，應(yīng)合理布置面層混凝土收縮縫的位置，適當(dāng)減小分塊尺寸。一般縱向分條縫設(shè)在面板安裝縫的中間位置；橫向分塊線，后方承臺設(shè)在板跨中間和面板安裝縫的中間位置，前方承臺設(shè)在板跨中間和橫梁迭合混凝土的兩側(cè)位置。縱橫縫的間距宜控制在3m左右。
3.3 按規(guī)范支拆模板，避免出現(xiàn)“雙眼皮”
碼頭面層混凝土的澆筑一般采用分條澆筑的方法。因此在支模前應(yīng)先確定分條線的位置，根據(jù)分條線的位置在面板上彈線，沿線布設(shè)砂漿墊墩并抄標(biāo)高，其上支立經(jīng)調(diào)直的固定側(cè)模板，使用砂漿封堵模板的縫隙，砂漿宜選用低標(biāo)號的。拆模后先將模板上的封堵砂漿清除掉，然后檢查模板的外邊線是否順直。若外邊線順直度超出規(guī)定范圍，應(yīng)重新彈線，并將模板鋸直，再用來施工相鄰板塊，以避免出現(xiàn)“雙眼皮”現(xiàn)象。如果條件允許，不重復(fù)使用模板最好。
3.4 混凝土澆筑期的施工技術(shù)措施
施工中應(yīng)盡量縮短預(yù)制板與現(xiàn)澆面層混凝土的相對齡期差，以盡量保持預(yù)制板與現(xiàn)澆面層變形的同步性。若施工工期允許，應(yīng)盡量避免在高溫季節(jié)進(jìn)行面層混凝土的澆筑，若必須在高溫季節(jié)澆筑，應(yīng)在骨料場搭建遮陽棚，并避開高溫時間段進(jìn)行澆筑，最好選在夜間進(jìn)行施工。在澆筑面層混凝土?xí)r，應(yīng)提前一天用空壓機(jī)將預(yù)制板表面吹干凈，用淡水沖洗預(yù)制板表面，并覆蓋土工布濕潤6小時以上。澆筑梁頂混凝土?xí)r，應(yīng)先澆筑至與預(yù)制板頂面齊平并達(dá)到一定強(qiáng)度，然后再澆筑面層混凝土，以保證面層混凝土的厚度相同。抹平壓光應(yīng)適度，禁止在混凝土表面撒干水泥。在澆筑時盡量不要擾動鋼筋。
3.5 混凝土養(yǎng)護(hù)期的施工技術(shù)措施
在對面層混凝土進(jìn)行養(yǎng)護(hù)時，禁止使用海水；施工拉毛后養(yǎng)護(hù)1天，然后改用土工布覆蓋，灑水養(yǎng)護(hù)21天；養(yǎng)護(hù)期間應(yīng)保持面層混凝土處于濕潤狀態(tài)；在面層混凝土未達(dá)到設(shè)計強(qiáng)度之前，不得在面層混凝土上附加其他荷載。
3.6 控制合理的切縫時間和深度
在混凝土強(qiáng)度達(dá)到10MPa以后，可以使用切縫機(jī)在面層上進(jìn)行切縫作業(yè)。切縫的深度為板厚的1/3，并大于等于40mm。切縫橫向布置在橫梁梁頂兩側(cè)，縱向布置在縱梁中心。
4 結(jié)束語
隨著我國經(jīng)濟(jì)建設(shè)的飛速發(fā)展，對碼頭工程的需求程度也越來越高。碼頭面層裂紋屬于碼頭面層施工的質(zhì)量通病，主要是由于混凝土的質(zhì)量不合格、施工和養(yǎng)護(hù)階段未按規(guī)范作業(yè)而產(chǎn)生的。要避免和減少面層裂紋的產(chǎn)生，就必須有效的施工技術(shù)措施。選用合格并且合適的原材料、合理地支拆模板、規(guī)范地澆筑和養(yǎng)護(hù)等措施，可以有效地控制和減少面層裂紋的產(chǎn)生，提高碼頭面層混凝土的外觀，延長其使用壽命，為創(chuàng)建精品工程提供了有力條件。
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