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摘要：随着我国新兴港口城市的崛起，越来越多的码头已经施工完成开始投入使用，同时还有不少的码头正处于施工建设当中。在这些码头施工过程中或多或少的出现了一些问题，有的问题是大部分施工建设中都会出现的质量通病，本文在这里就重力式码头胸墙施工常见的几种质量问题进行了详细的论述。
关键词：港口，码头，重力式，胸墙施工
Gravity Analysis of breast wall construction quality problems
Abstract: With the rise of the emerging port city, more and more to complete construction of the pier has been put into use, as well as many terminals are under construction under construction. In the course of construction of these piers there are some problems more or less, and some problem is that most construction will occur in the construction quality problems, this article here on the quay parapet construction of several common quality problems in detail discussed. Keywords: ports, terminals, gravity, breast wall construction
前言
重力式码头结构牢固、抗寒抗冻性都比较高，同时能承受较大的荷载，是我国广泛使用的码头结构形式之一。近些年，随着船舶大型化得趋势，大型化、深水化的码头也成为了市场的需要，而随着港口竞争的加剧，码头的工期也被人为的越缩越短，在这种环境之下，码头的施工质量也或多或少的出现了一些问题。本文在这里着重对重力式码头胸墙的施工方面的问题进行阐述与分析。随着码头的大型化和深水化，胸墙作为码头建设的重要组件之一，结构也是日趋庞大，段长设计的越来越大，混凝土的强度等级也在不断上升，与此同时胸墙施工的裂缝问题也日趋严重。相关数据显示，我国这十几年来所建造的各类码头包括重力式码头的胸墙都出现了程度不同的裂缝。因此，胸墙裂缝已经成为了我们在码头建设当中不得不面对的问题，是目前急需解决的码头工程施工质量通病之一。
1 缺陷特征
重力式码头的胸墙均采用的是分层施工法，这主要是为了满足地基和抛石机床的需求。在施工过程中，一般根据施工地点的相关环境、基床特点以及施工能力，将胸墙由下往上分成两到三层进行施工。先进行底层施工，等码头基本稳定之后，在进行中间层和顶层的施工。在这个过程中，不可避免的会产生裂缝，根据资料显示，裂缝通常呈現出以下几种形式：
1.1 横向裂缝
这种裂缝一般出现在胸墙二分之一到三分之一的位置，有时只有一道，有的时候出现三到四道，一般出现在顶层和迎水面上。有胸墙正面观察不难发现，迎水面上的裂缝通常是从胸墙和构件相交处延伸开来的，裂缝在向上延伸到胸墙的三分之一处是宽度达到最大，约有0.2~0.4mm。再往上延伸裂缝又逐渐变窄。而顶部的裂缝除了与胸墙迎水面的裂缝首尾相连之外，也出现在胸墙结构断面变化处。呈下窄上宽之势。最大宽度可以达到0.1~0.4mm。
1.2 水平向裂缝
在码头胸墙的顶部顺着钢筋的方向常常会出现一些断断续续的裂缝。这些裂缝宽窄不一，窄的仅为0.1~0.2 mm，而宽的常常超过0.6 mm；而深度一般不会超过55 mm。
1.3 斜向裂缝
在码头胸墙的系船块周围、管沟和方形孔的四角处常常出现一些放射状的斜线裂缝，宽度约为0.06~0.25mm。
1.4 不规则裂缝
这种裂缝一般出现在采用内外分层法施工的胸墙之上，通常是伴随着横向裂缝的出现而出现。裂缝的宽度大约在0.1~0.2 mm。
1.5 表面干裂和龟裂
在施工完成之后的一个两个月内，因为周围环境的影响或者施工环节的问题，在胸墙的表面可能会出现一些深度较浅的网状或龟纹状裂缝。
2 工程危害
胸墙是重力式码头的上部结构, 其作用是将墙身预制构件连成整体、承受船舶系泊力。胸墙出现裂缝后, 将会产生一定的危害。
2.1 影响码头的整体性
胸墙出现贯通性裂缝, 会降低胸墙结构的整体性。严重的会影响码头系泊能力的正常发挥。2.2 影响工程结构的耐久性
码头胸墙处在水位变化区, 干湿交替, 尤其是我国北方的港口, 码头胸墙还要承受冰凌的撞击和摩擦, 严重的裂缝会降低混凝土的抗冻融和抗磨擦能力。有配筋的胸墙, 裂缝成为氯离子侵袭的通道, 加快了钢筋的锈蚀, 影响码头的使用年限。
2.3 对码头的观感质量有一定影响
码头胸墙上布满各种工艺管沟, 其表面裂缝的多少和裂缝的开展情况, 不仅影响码头的使用功能, 而且还影响码头的观感质量。
3 缺陷成因
随着预制构件的大型化，重力式码头胸墙的分段长度也在不断增加。特别是使用分层施工法之后，每一层的长度和厚度的比率甚至达到了10~30之多。同时因为墙体上的各种设施以及各种工艺管道，使胸墙的断面也日趋复杂，属于大体积的约束条件复杂的混凝土。
3.1收缩裂缝。
在施工过程当中由水泥水化热及外部气温而产生的内外温差在胸墙表面引起拉应力而产生的裂缝。通常为规则的线状，基本没有交叉。往往发生在与钢筋平行的结构变截处。胸墙上的收缩裂缝的危害极大，如果不加以防治，往往会造成不可挽回的损失。3.2超载裂缝。
胸墙上的系船块体之类得这些构件在受力弯矩最大的部位常常会因为变形或疲劳等原因而产生一些呈放射状的裂缝。这些裂缝与收缩裂缝相比，分布没那么均匀，而且扩散的反向也不同，往往与受力钢筋的方向垂直或呈现一定的角度。超载裂缝的产生通常是因为在胸墙构件上的施加了不适当的施工荷载或者是因为上层建筑的施工时机掌握不对，同时，温差产生的应力也是主要原因之一。3.3沉降裂缝。
在施工过程中，混凝土在处于硬化初期阶段时本身还具有一定的可塑性。在这个时候由于地基沉降的差异已经受到自身重力的影响，尚未完全硬化的混凝土产生了一定程度的沉降，而这种内部的沉降现象又受到了钢筋和模板的约束力，两者相互作用导致混凝土表面产生了沿钢筋走向断续分布的塑性变形裂缝。这种裂缝危害极大，而且一旦出现就难以处理。3.4龟裂裂缝
在风力较大的沿海地区，施工过程中的胸墙表面水分非常容易挥发，加剧了表面干燥的速度，这就造成胸墙表面了因为干缩而出现的龟纹状裂缝，干缩裂缝的出现不仅与施工环境以及养护手段有关，混凝土的技术含量也有着至关重要的作用，如位添加减水剂、水灰比过大、单位体积用水量过大等等情况都会促成混凝土表面裂缝的形成。
4 防治措施
根据上述分析,为了减少胸墙表面裂缝的产生, 在胸墙施工过程中应当采取以下综合防治措施。
4.1 合理确定胸墙施工的分层
根据资料数据显示，采用内外层法施工的胸墙产生的裂缝要多于采用水平分层法施工的胸墙
这主要是因为在内外分层施工的过程中，先施工的内部混凝土对于外部混凝土的约束条件相对来说更为复杂，不仅有水平面上的约束，同时还存在有垂直方向的约束。而采用水平分层法施工的胸墙在各层之间则只存在有水平面上的约束。同时数据显示，在水平分层的施工过程中上下两层混凝土的浇筑间隔期越短，先浇筑的混凝土与后浇筑的混凝土之间的内部应力越小，产生裂缝的可能性越低
4.2严格控制混凝土的温度
混凝土施工过程中温度的控制对于防止大体积混凝土温度裂缝的产生有着至高重要的作用。现在常用的温度控制手段有：
1 ) 使用水化热低的水泥，加入减水剂和引气剂，减少水泥用量，降低水灰比率，从而达到减小混凝土水化热引起的温度升高的幅度。
2) 混凝土进入模板时的温度要严格控制，在夏季施工的时候，施工混凝土的入模溫度不得大于30° C。
3 ) 在混凝土内部温度超过 60 ° C时, 必须要及时的采取降温措施。
4 )按照规定在下层混凝土之中应该加入50~70 kg的石块。在外部温度过高的情况下施工时，大石块应安装遮阳设备同时喷水冷却降温。
5 )混凝土的早期保养很重要，在这个阶段，针对不同的环境变化要迅速的做出相应的保护措施
4.3 适当加密钢筋
尽管增加钢筋对于大体积的混凝土内部产生的温度应力影响有限，单纯的依靠钢筋来防治裂缝的出现基本上不可能，但是增加钢筋可以减轻裂缝产生的范围，减少大面积裂缝出现的可能性。根据以往的经验，当将钢筋的密集程度控制在一定范围之内时，可以最大化的将胸墙表面出现的有害裂缝转变成危害相对较小的无害裂缝
4.4提高混凝土浇筑、振捣和压面的质量
潮湿养护对于提高减少混凝土表面的干化裂缝保证混凝土的施工质量作用非常显著。坚持分层减水、多次压面、二次振捣等早期养护的手段可以防治和减少混凝土表面产生的干缩裂缝和沉缩裂缝的出现。
5 治理措施
当然防治措施只能减少胸墙裂缝的出现，不可能完全的杜绝裂缝现象，在胸墙裂缝时, 必须
及时的对裂缝的扩展情况以及原因进行调查分析。同时根据裂缝的不同情形根据《水运工程混凝土质量控制标准》的规定（表5-1）制订及时有效的应付措施。
表5-1 水运工程钢筋混凝土裂缝宽度限值 mm
1 )当裂缝的宽度超过了表5-1规定时，要根据工程的结构特点以及使用的要求进行针对性的处理，处理那些影响了结构整体性的贯穿性裂缝一般用灌浆处理法。而对于相对稳定的浅层裂缝一般采用表面封闭的措施即可。
2 ) 而对于那些宽度没有超过规定值的裂纹, 通常不做处理。
3 )当质量要求较高的时候，对于胸墙表面的一些浅层裂缝也会做出一点程度的美化措施。
6 结语
重力式码头胸墙混凝土的裂缝原因是多方面的，要想完全根治十分困难。因此我们必须要认真对待，必须科学合理的完成施工中的每一个步骤，这样才能降低裂缝成型的机会，同时最大限度的减轻裂缝对胸墙使用的危害，将危害程度巨大的裂缝转化成为危害相对较小的无害裂缝。防治胸墙施工中产生的裂缝要实现综合全面的管理，而不是仅仅抓住其中一个环节。
设计是工程的基本，施工时工程的关键。好的设计要能因地制宜，全面的考虑施工所处的环境，这样才是科学合理的设计。
注：文章内的图表、公式请到PDF格式下查看
关键词：港口，码头，重力式，胸墙施工
Gravity Analysis of breast wall construction quality problems
Abstract: With the rise of the emerging port city, more and more to complete construction of the pier has been put into use, as well as many terminals are under construction under construction. In the course of construction of these piers there are some problems more or less, and some problem is that most construction will occur in the construction quality problems, this article here on the quay parapet construction of several common quality problems in detail discussed. Keywords: ports, terminals, gravity, breast wall construction
前言
重力式码头结构牢固、抗寒抗冻性都比较高，同时能承受较大的荷载，是我国广泛使用的码头结构形式之一。近些年，随着船舶大型化得趋势，大型化、深水化的码头也成为了市场的需要，而随着港口竞争的加剧，码头的工期也被人为的越缩越短，在这种环境之下，码头的施工质量也或多或少的出现了一些问题。本文在这里着重对重力式码头胸墙的施工方面的问题进行阐述与分析。随着码头的大型化和深水化，胸墙作为码头建设的重要组件之一，结构也是日趋庞大，段长设计的越来越大，混凝土的强度等级也在不断上升，与此同时胸墙施工的裂缝问题也日趋严重。相关数据显示，我国这十几年来所建造的各类码头包括重力式码头的胸墙都出现了程度不同的裂缝。因此，胸墙裂缝已经成为了我们在码头建设当中不得不面对的问题，是目前急需解决的码头工程施工质量通病之一。
1 缺陷特征
重力式码头的胸墙均采用的是分层施工法，这主要是为了满足地基和抛石机床的需求。在施工过程中，一般根据施工地点的相关环境、基床特点以及施工能力，将胸墙由下往上分成两到三层进行施工。先进行底层施工，等码头基本稳定之后，在进行中间层和顶层的施工。在这个过程中，不可避免的会产生裂缝，根据资料显示，裂缝通常呈現出以下几种形式：
1.1 横向裂缝
这种裂缝一般出现在胸墙二分之一到三分之一的位置，有时只有一道，有的时候出现三到四道，一般出现在顶层和迎水面上。有胸墙正面观察不难发现，迎水面上的裂缝通常是从胸墙和构件相交处延伸开来的，裂缝在向上延伸到胸墙的三分之一处是宽度达到最大，约有0.2~0.4mm。再往上延伸裂缝又逐渐变窄。而顶部的裂缝除了与胸墙迎水面的裂缝首尾相连之外，也出现在胸墙结构断面变化处。呈下窄上宽之势。最大宽度可以达到0.1~0.4mm。
1.2 水平向裂缝
在码头胸墙的顶部顺着钢筋的方向常常会出现一些断断续续的裂缝。这些裂缝宽窄不一，窄的仅为0.1~0.2 mm，而宽的常常超过0.6 mm；而深度一般不会超过55 mm。
1.3 斜向裂缝
在码头胸墙的系船块周围、管沟和方形孔的四角处常常出现一些放射状的斜线裂缝，宽度约为0.06~0.25mm。
1.4 不规则裂缝
这种裂缝一般出现在采用内外分层法施工的胸墙之上，通常是伴随着横向裂缝的出现而出现。裂缝的宽度大约在0.1~0.2 mm。
1.5 表面干裂和龟裂
在施工完成之后的一个两个月内，因为周围环境的影响或者施工环节的问题，在胸墙的表面可能会出现一些深度较浅的网状或龟纹状裂缝。
2 工程危害
胸墙是重力式码头的上部结构, 其作用是将墙身预制构件连成整体、承受船舶系泊力。胸墙出现裂缝后, 将会产生一定的危害。
2.1 影响码头的整体性
胸墙出现贯通性裂缝, 会降低胸墙结构的整体性。严重的会影响码头系泊能力的正常发挥。2.2 影响工程结构的耐久性
码头胸墙处在水位变化区, 干湿交替, 尤其是我国北方的港口, 码头胸墙还要承受冰凌的撞击和摩擦, 严重的裂缝会降低混凝土的抗冻融和抗磨擦能力。有配筋的胸墙, 裂缝成为氯离子侵袭的通道, 加快了钢筋的锈蚀, 影响码头的使用年限。
2.3 对码头的观感质量有一定影响
码头胸墙上布满各种工艺管沟, 其表面裂缝的多少和裂缝的开展情况, 不仅影响码头的使用功能, 而且还影响码头的观感质量。
3 缺陷成因
随着预制构件的大型化，重力式码头胸墙的分段长度也在不断增加。特别是使用分层施工法之后，每一层的长度和厚度的比率甚至达到了10~30之多。同时因为墙体上的各种设施以及各种工艺管道，使胸墙的断面也日趋复杂，属于大体积的约束条件复杂的混凝土。
3.1收缩裂缝。
在施工过程当中由水泥水化热及外部气温而产生的内外温差在胸墙表面引起拉应力而产生的裂缝。通常为规则的线状，基本没有交叉。往往发生在与钢筋平行的结构变截处。胸墙上的收缩裂缝的危害极大，如果不加以防治，往往会造成不可挽回的损失。3.2超载裂缝。
胸墙上的系船块体之类得这些构件在受力弯矩最大的部位常常会因为变形或疲劳等原因而产生一些呈放射状的裂缝。这些裂缝与收缩裂缝相比，分布没那么均匀，而且扩散的反向也不同，往往与受力钢筋的方向垂直或呈现一定的角度。超载裂缝的产生通常是因为在胸墙构件上的施加了不适当的施工荷载或者是因为上层建筑的施工时机掌握不对，同时，温差产生的应力也是主要原因之一。3.3沉降裂缝。
在施工过程中，混凝土在处于硬化初期阶段时本身还具有一定的可塑性。在这个时候由于地基沉降的差异已经受到自身重力的影响，尚未完全硬化的混凝土产生了一定程度的沉降，而这种内部的沉降现象又受到了钢筋和模板的约束力，两者相互作用导致混凝土表面产生了沿钢筋走向断续分布的塑性变形裂缝。这种裂缝危害极大，而且一旦出现就难以处理。3.4龟裂裂缝
在风力较大的沿海地区，施工过程中的胸墙表面水分非常容易挥发，加剧了表面干燥的速度，这就造成胸墙表面了因为干缩而出现的龟纹状裂缝，干缩裂缝的出现不仅与施工环境以及养护手段有关，混凝土的技术含量也有着至关重要的作用，如位添加减水剂、水灰比过大、单位体积用水量过大等等情况都会促成混凝土表面裂缝的形成。
4 防治措施
根据上述分析,为了减少胸墙表面裂缝的产生, 在胸墙施工过程中应当采取以下综合防治措施。
4.1 合理确定胸墙施工的分层
根据资料数据显示，采用内外层法施工的胸墙产生的裂缝要多于采用水平分层法施工的胸墙
这主要是因为在内外分层施工的过程中，先施工的内部混凝土对于外部混凝土的约束条件相对来说更为复杂，不仅有水平面上的约束，同时还存在有垂直方向的约束。而采用水平分层法施工的胸墙在各层之间则只存在有水平面上的约束。同时数据显示，在水平分层的施工过程中上下两层混凝土的浇筑间隔期越短，先浇筑的混凝土与后浇筑的混凝土之间的内部应力越小，产生裂缝的可能性越低
4.2严格控制混凝土的温度
混凝土施工过程中温度的控制对于防止大体积混凝土温度裂缝的产生有着至高重要的作用。现在常用的温度控制手段有：
1 ) 使用水化热低的水泥，加入减水剂和引气剂，减少水泥用量，降低水灰比率，从而达到减小混凝土水化热引起的温度升高的幅度。
2) 混凝土进入模板时的温度要严格控制，在夏季施工的时候，施工混凝土的入模溫度不得大于30° C。
3 ) 在混凝土内部温度超过 60 ° C时, 必须要及时的采取降温措施。
4 )按照规定在下层混凝土之中应该加入50~70 kg的石块。在外部温度过高的情况下施工时，大石块应安装遮阳设备同时喷水冷却降温。
5 )混凝土的早期保养很重要，在这个阶段，针对不同的环境变化要迅速的做出相应的保护措施
4.3 适当加密钢筋
尽管增加钢筋对于大体积的混凝土内部产生的温度应力影响有限，单纯的依靠钢筋来防治裂缝的出现基本上不可能，但是增加钢筋可以减轻裂缝产生的范围，减少大面积裂缝出现的可能性。根据以往的经验，当将钢筋的密集程度控制在一定范围之内时，可以最大化的将胸墙表面出现的有害裂缝转变成危害相对较小的无害裂缝
4.4提高混凝土浇筑、振捣和压面的质量
潮湿养护对于提高减少混凝土表面的干化裂缝保证混凝土的施工质量作用非常显著。坚持分层减水、多次压面、二次振捣等早期养护的手段可以防治和减少混凝土表面产生的干缩裂缝和沉缩裂缝的出现。
5 治理措施
当然防治措施只能减少胸墙裂缝的出现，不可能完全的杜绝裂缝现象，在胸墙裂缝时, 必须
及时的对裂缝的扩展情况以及原因进行调查分析。同时根据裂缝的不同情形根据《水运工程混凝土质量控制标准》的规定（表5-1）制订及时有效的应付措施。
表5-1 水运工程钢筋混凝土裂缝宽度限值 mm
1 )当裂缝的宽度超过了表5-1规定时，要根据工程的结构特点以及使用的要求进行针对性的处理，处理那些影响了结构整体性的贯穿性裂缝一般用灌浆处理法。而对于相对稳定的浅层裂缝一般采用表面封闭的措施即可。
2 ) 而对于那些宽度没有超过规定值的裂纹, 通常不做处理。
3 )当质量要求较高的时候，对于胸墙表面的一些浅层裂缝也会做出一点程度的美化措施。
6 结语
重力式码头胸墙混凝土的裂缝原因是多方面的，要想完全根治十分困难。因此我们必须要认真对待，必须科学合理的完成施工中的每一个步骤，这样才能降低裂缝成型的机会，同时最大限度的减轻裂缝对胸墙使用的危害，将危害程度巨大的裂缝转化成为危害相对较小的无害裂缝。防治胸墙施工中产生的裂缝要实现综合全面的管理，而不是仅仅抓住其中一个环节。
设计是工程的基本，施工时工程的关键。好的设计要能因地制宜，全面的考虑施工所处的环境，这样才是科学合理的设计。
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