【技術交流】碼頭面層施工技術措施分析
文/董艷平
發布時間:2016-05-27 16:14:53
摘要:由于我國經濟建設發展的需要,涌現出大量的碼頭工程,其施工工藝和施工技術也隨著工程越來越多而得到了完善和提高。目前來看,我國碼頭工程的內部和外部質量均達到了一個新的階段,有很大程度的提高。然而,在進行碼頭面層施工時,依然沒有非常有效的措施來控制面層裂紋的產生。碼頭面層裂紋主要產生于施工期,主要表現為淺表性裂紋,以細微龜裂的形式存在。面層裂紋對結構的安全沒有影響,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措施,以預防和控制碼頭面層裂紋的產生。本文對產生面層裂紋的原因進行了認真地分析,并提出了預防面層裂紋產生的施工技術措施,為提高碼頭面層施工質量提供了有效的技術支持。
關鍵詞:碼頭面層;裂紋;產生原因;施工技術措施
1 引言
由于我國經濟建設發展的需要,涌現出大量的碼頭工程,其施工工藝和施工技術也隨著工程越來越多而得到了完善和提高。目前來看,我國碼頭工程的內部和外部質量均達到了一個新的階段,有很大程度的提高。然而,在進行碼頭面層施工時,依然沒有非常有效的措施來控制面層裂紋的產生。碼頭面層裂紋主要產生于施工期,主要表現為淺表性裂紋,以細微龜裂的形式存在。面層裂紋對結構的安全沒有影響,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措施,以預防和控制碼頭面層裂紋的產生??墒且扇∈裁醇夹g措施才能有效控制面層裂紋的產生呢?這個問題已成為當前許多從事相關工作的施工技術人員多關注的問題。我在多年的參與碼頭面層施工的過程中,總結了一些經驗,現在寫出來,以供各位碼頭面層施工技術人員參考和探討,以期得出更加合理和全面的碼頭面層施工技術措施。
2 碼頭面層裂紋產生的原因
碼頭面層主要是以現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體,主要包括水、水泥、砂、碎石等材料,在混凝土澆筑成型后,內部不斷發生化學反應和物理變化,在混凝土齡期和強度不斷增長的過程中,內部溫度和濕度也在不斷發生變化,使混凝土產生收縮或膨脹,導致面層出現裂紋。從其原材料和施工因素分析,可以分為以下幾個原因。
2.1 混凝土質量不合格
在澆筑混凝土時,沒有控制好混凝土的水灰比,導致水灰比過大,同時由于預制板表面過于干燥,吸收了混凝土中的大量水分,致使混凝土收縮產生面層裂紋;在拌制混凝土時,使用了含泥量過大的骨料,導致混凝土成品中含有大量的泥,加大了混凝土的收縮量,時抗拉強度降低,產生面層裂紋;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,在澆筑混凝土時,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速度,在混凝土凝結的過程中,水分大量蒸發,使混凝土收縮產生表層裂紋。
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,過度地實施抹平壓光,使水泥和細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,出現凝縮而產生面層裂紋。還有的施工人員壓光時在混凝土表面撒干水泥,同樣會出現凝縮而產生面層裂紋。
2.3 混凝土中的氫氧化鈣與空氣中的二氧化碳發生化學反應
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生化學反應,從而生成碳酸鈣。這種反應可以引起面層體積的收縮,受到結構內部未碳化混凝土的約束,也可以使面層出現細微龜裂。當空氣相對濕度在30%~50%時,此時空氣相對濕度較小,周圍環境非常干燥,更容易發生這種情況。
2.4 養護不當
當碼頭面層成型后,對混凝土的養護不當。如面層混凝土抹面后為及時覆蓋養護,但遇到干熱大風天氣時,混凝土表面受到風吹日曬,水分蒸發比較快,致使混凝土體積收縮過大。而此時混凝土內部的變化很小,收縮也不大,使表面收縮變形受到約束,產生拉應力,導致面層開裂產生裂紋。
2.5 水泥產生水化熱使溫差加大
碼頭面層的各種裂紋中,由于溫差加大而產生的溫度裂紋占有很大比例?;炷猎跐仓倪^程中,水泥會產生大量的水化熱,由于熱量主要從混凝土表面散發,而混凝土的導熱系數較低,使得混凝土表面和內部產生過大溫差,產生溫度應力,而混凝土早期抗拉強度很低,因此會產生面層裂紋。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面層裂紋。
2.6 預制板沉降導致面層出現規則裂縫
規則裂縫的形狀比較平直,多平行于碼頭的橫向和縱向,有規律性。規則裂縫主要是由于安裝預制疊合板時座漿不飽滿、不均勻,在混凝土未硬化或強度不足時受震動或受到了外荷載作用等原因,使預制板發生沉降而產生的。規則裂縫往往出現得比較晚,有些甚至是在碼頭投入運行以后才出現。
3 施工技術措施
通過對面層裂紋的產生原因進行分析,我們知道產生面層裂紋的因素有很多,若要有效控制面層裂紋的產生,就必須采取有效的施工技術措施,若能結合施工管理控制,對預防面層裂紋的產生更加有利。
3.1 應控制好混凝土配合比,選擇合適的原材料
設計單位在進行混凝土配合比設計時,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。因此在拌制混凝土時,一定要嚴格遵循設計方提供的配合比,若使用商品混凝土,施工方應與混凝土供應商多溝通,計算出合理的配合比。在選擇拌制混凝土的原材料時,應嚴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。為避免面層產生塑性收縮裂縫,還應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?;炷恋奶涠纫丝刂圃?/span>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,應合理布置面層混凝土收縮縫的位置,適當減小分塊尺寸。一般縱向分條縫設在面板安裝縫的中間位置;橫向分塊線,后方承臺設在板跨中間和面板安裝縫的中間位置,前方承臺設在板跨中間和橫梁迭合混凝土的兩側位置??v橫縫的間距宜控制在3m左右。
3.3 按規范支拆模板,避免出現“雙眼皮”
碼頭面層混凝土的澆筑一般采用分條澆筑的方法。因此在支模前應先確定分條線的位置,根據分條線的位置在面板上彈線,沿線布設砂漿墊墩并抄標高,其上支立經調直的固定側模板,使用砂漿封堵模板的縫隙,砂漿宜選用低標號的。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定范圍,應重新彈線,并將模板鋸直,再用來施工相鄰板塊,以避免出現“雙眼皮”現象。如果條件允許,不重復使用模板最好。
3.4 混凝土澆筑期的施工技術措施
施工中應盡量縮短預制板與現澆面層混凝土的相對齡期差,以盡量保持預制板與現澆面層變形的同步性。若施工工期允許,應盡量避免在高溫季節進行面層混凝土的澆筑,若必須在高溫季節澆筑,應在骨料場搭建遮陽棚,并避開高溫時間段進行澆筑,最好選在夜間進行施工。在澆筑面層混凝土時,應提前一天用空壓機將預制板表面吹干凈,用淡水沖洗預制板表面,并覆蓋土工布濕潤6小時以上。澆筑梁頂混凝土時,應先澆筑至與預制板頂面齊平并達到一定強度,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 混凝土養護期的施工技術措施
在對面層混凝土進行養護時,禁止使用海水;施工拉毛后養護1天,然后改用土工布覆蓋,灑水養護21天;養護期間應保持面層混凝土處于濕潤狀態;在面層混凝土未達到設計強度之前,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
在混凝土強度達到10MPa以后,可以使用切縫機在面層上進行切縫作業。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,縱向布置在縱梁中心。
4 結束語
隨著我國經濟建設的飛速發展,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量通病,主要是由于混凝土的質量不合格、施工和養護階段未按規范作業而產生的。要避免和減少面層裂紋的產生,就必須有效的施工技術措施。選用合格并且合適的原材料、合理地支拆模板、規范地澆筑和養護等措施,可以有效地控制和減少面層裂紋的產生,提高碼頭面層混凝土的外觀,延長其使用壽命,為創建精品工程提供了有力條件。
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