地下连续墙码头胸墙裂缝与防治

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摘要：简要分析地下连续墙形式码头胸墙出现裂缝的成因，裂缝对结构可能造成的危害，提出防治措施。

关键词：地下连续墙：胸墙；裂缝；控制；防治措施

中图分类号： TU476+.3 文献标识码： A 文章编号：

引言:

胸墙裂缝成为地下连续墙（以下简称地连墙）码头的一种质量通病，影响结构使用寿命，须采用相应措施进行防治。

一、裂缝产生描述

地连墙施工完毕后，胸墙施工时，标准段长20米，将4-5片地连墙在顶部1米范围内整体连接（每片地连墙4m），并最终形成船舶靠泊的工作面。据调查，胸墙在施工过程中和施工结束后的一段时间内，常常产生下述裂缝。

（一）横向裂缝

多发生在胸墙水平方向的1/2部位或1/3部位，有时出现2—3道，多在胸墙顶面和迎水面同时出现。胸墙迎水面上的裂缝一般从胸墙与地连墙构件的接茬处向上开展，裂缝的宽度在胸墙分层高度的1/3处为最大，向上和向下呈逐渐变窄，裂缝的最大宽度约为0.1-0.2mm；从胸墙顶部观察，裂缝除与胸墙迎水面的裂缝贯通外，在胸墙结构断面的变化处也会出现，裂缝的最大宽度约为0.1~0.2mm，一般呈上宽下窄的趋势。

（二）水平向裂缝

顺纵向钢筋分布方向的断续分布裂缝。裂缝的宽度变化较大，窄的约0.1~0.2mm，宽的可能超过0.3mm；其深度一般不超过50mm。

（三）斜向裂缝

胸墙顶部系船柱块体周围、管沟或上水栓井的四角处，呈45°放射状，裂缝的宽度约0.05~0.2mm。

（四）表面干裂和龟裂

胸墙施工后0.5~2个月内，在胸墙顶面出现细微的网状裂缝或龟纹状裂纹。

二、通病影响

（一）影响码头的整体性

胸墙作用是将前墙与系船柱块体连成整体，承受船舶靠泊撞击和风压系泊力等。胸墙出现贯通性裂缝，会降低胸墙结构中钢筋和混凝土的共同工作性能，降低其整体性。严重的会影响泊位功能正常发挥。

（二）影响工程结构的耐久性

胸墙处在水位变动区和浪溅区，干湿交替。北方港口，胸墙还须承受冰凌的撞击和摩擦。裂缝会降低混凝土的抗冻融和抗摩擦能力。同时，裂缝成为氯离子侵袭的通道，导致钢筋锈蚀、钢筋膨胀，影响码头的安全使用年限。

（三）影响使用和观感胸墙上布满各种工艺管沟，其表面裂缝既影响码头的使用功能，又影响观感。

三、裂缝成因

（一）收缩裂缝主导

钢筋混凝土构筑物裂缝产生的原因中，属于变形（温度、收缩、膨胀、不均匀沉降等）引起的约占80%，其中混凝土收缩占主导地位。混凝土的体积收缩分为干缩和冷缩，前者为混凝土硬化前的裂缝，后者是混凝土硬化后的裂缝。

（二）应力裂缝

胸墙属大体积混凝土，内外温差导致自生应力裂缝。资料证明，当水泥用量为350kg/m3时，每立方米混凝土将释放出17500KJ的热量，混凝土内部温度达70°C左右 ，而外界温度在35°C以下。混凝土内外差将产生表面拉应力。在降温过程中，内外降温的速度不一致，又会在混凝土内部出现拉应力。尤其是在外界气温急剧变化时，混凝土表面将产生更大的拉应力。当这些拉应力超出混凝土的硬化过程中抗裂能力时，结构表面即会出现自生应力裂缝。码头胸墙表面发生的深度较浅、宽度较大的裂缝，多是由该原因所造成的。

（三）收缩裂缝

混凝土在硬化过程中将产生一定的收缩。当水灰比越大，混凝土自身的收缩加大。约束应力超过一定程度时，必然引起混凝土结构的 开裂。

（四）应力集中裂缝

胸墙上设有系船块体和各种工艺管沟，这些块体和管沟四角处容易产生应力集中，且钢筋配筋率较高，约束力强，容易在块体周围和管沟四角处出现斜向裂缝。

（五）沉缩裂缝

混凝土硬化初期尚处于一定的塑性状态时，混凝土骨料在自身重力作用下会下沉；振捣不密实的混凝土在硬化的初期将产生一定沉缩。钢筋、预埋件以及粗骨料会阻碍骨料的自有沉落使之分离，使混凝土塑性阶段出现裂缝。另外，混凝土处于塑性阶段时，因模板吸水膨胀、变形或松动亦会引起裂缝，这种裂缝一般沿钢筋走向呈断续状分布。

（六）塑性收缩裂缝

塑性收缩裂缝主要是混凝土固化时游离水的蒸发所致。蒸发快慢与裂缝开展直接相关。

（七）硬化后裂缝

混凝土硬化后，在干燥条件下的收缩率为0.05%。单位用水量、骨料本身质量、砂浆和骨料联结等的不同，都影响混凝土的收缩裂缝产生。

（八）养护不充分裂缝

施工过程中，胸墙表层的水分容易散失，特别是混凝土表层的水分散失更快。养护不及时，不充分，则表面过早干燥，将造成混凝土表面出现干缩裂缝。

（九）其他

混凝土裂缝不仅与施工条件、养护方法等有关，而且也与混凝土的技术条件有很大关系。如掺用减水剂、防冻剂、粉煤灰等各类掺料，也可能引发各类型裂缝。

四、防治措施

（一）严格控制混凝土的温度

为避免或减轻大体积混凝土的温度裂缝，温度控制十分重要。所采取的控制手段主要为：

选用低水化热水泥，掺入引气剂和减水剂，降低水灰比，减少水泥用量，以尽量减小混凝土水化热引起混凝土的温升。

1、严格控制混凝土的入模温度，夏季施工混凝土的入模温度不宜大于30°C。一般夏季采取早晚施工方法，避开中午高温时段。

2、混凝土浇筑时采用分层分段等施工工艺，加强振捣，减少水化热的集中释放。

3、混凝土内部采取控温措施，温度不宜大于60°C，必要时应采取抛石、埋冷却管等降温措施。

4、加强混凝土的养护管理，合理确定拆模时间。

5、当气温骤降时提前采取保温措施，以免混凝土表面受到冷激。

（二）设计许可条件下适当加密钢筋

采用细钢筋、加密钢筋的措施。加筋后可起到分散裂缝、减轻裂缝宽度与深度的作用。在胸墙顶面增设钢筋网或钢丝网，在断面变化处增设“八字筋”，或同时采用纤维混凝土浇筑面层的措施。

（三）提高混凝土施工质量

坚持分层减水、二次振捣、多次压面、加强早期养护等，可以防止或减少混凝土表面沉缩裂缝和干缩裂缝等缺陷的出现。

五、建议

在设计和施工方面提出如下建议：

（一）设计单位应该提出外加剂的品种和参考掺量，施工单位配合试验检测，力求混凝土收缩与膨胀相抵消。

（二）混凝土配合比设计时，应尽可能地降低混凝土的单位水泥用量，适量掺入粉煤灰替换水泥，减少早起水化热。掺加减水剂，降低单位用水量，减少游离水散失。

（三）计量要准确，加强坍落度抽检、控制工作要。

（四）采用低水化热水泥品种

（五）施工中经常检查，不能漏振、过振，拆模后及时、足天养护

六、结论

地连墙码头胸墙裂缝原因众多，只要采取相应措施，精心施工，严格管理，裂缝问题是基本可以消除的。

参考文献：

1.JTJ268-96，水运工程混凝土施工规范【S】

2.JTJ290-98，重力式码头设计与施工规范【S】

3.JTJ269-96，水运工程混凝土质量控制标准【S】