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重力式码头胸墙裂缝质量通病防治措施
胸墙混凝土裂缝是重力式码头常见的一种质量通病,尤其是随着墙身预制构件的大型化,胸墙设计段长不断增大,混凝土设计强度等级不断提高,胸墙混凝土的裂缝情况越来越严重。裂缝的存在不仅影响质量,而且影响结构物的耐久性和使用功能。有关资料表明,我国近十年建造的重力式码头的胸墙,几乎都不同程度地出现了裂缝。因此,胸墙裂缝已成为重力式码头普遍存在的一种质量缺陷。
一、表现特征
(一)横向裂缝(垂直于码头轴线方向的裂缝)。
多发生在胸墙段的1/2部位或1/3部位,有时出现1道,有时出现2~3道,多在胸墙顶面和迎水面同时出现,严重的贯通横断面。从码头正面观察,胸墙迎水面上的裂缝一般从胸墙与墙身构件的接茬处开始向上延伸,长度约0.4~1.5m,裂缝的宽度在胸墙分层高度的下1/3处为最大,约为0.2~0.4mm,向上和向下呈逐渐变窄。从胸墙顶部观察,除存在与胸墙迎水面贯通裂缝外,在胸墙结构断面的变化处也会出现,裂缝的最大宽度约为0.1~0.4mm,一般呈上宽下窄。
(二)水平向裂缝(顺码头轴线方向的裂缝)。
胸墙顶部出现的沿钢筋方向的断续分布裂缝,宽度变化较大,窄的约0.2~0.3mm,宽的可能超过0.5mm。
(三)斜向裂缝。
多发生在胸墙顶部系船块体周围、皮带机基础墩周围、管沟或预留方形孔的四角处,呈45°放射状,宽度约0.05~0.2mm。
(四)不规则裂缝。
采用内外分层方法浇筑的胸墙,其迎水面和顶面在产生横向裂缝的同时,有时还伴随产生一些不规则的裂缝,宽度一般在0.1~0.3mm。
(五)表面干裂和龟裂。
施工过程中或施工后0.5~2个月内,在胸墙顶面出现的形状不规则、宽度不大、深度较
浅的网状裂缝或龟纹状裂纹。
二、工程危害
(一)胸墙出现贯通性裂缝,影响胸墙结构的整体性。
(二)影响混凝土耐久性。
胸墙处在水位变化区,干湿交替,尤其是我国北方,胸墙还要承受冰凌的撞击和摩擦,严重的裂缝将会降低混凝土的抗冻性能。对有配筋的胸墙,裂缝是氯离子侵袭的通道,将加快钢筋的锈蚀,影响码头的使用年限。
(三)影响码头的观感质量。
三、产生原因
随着预制构件的大型化,重力式码头的胸墙分段长度越来越长,特别是在分层施工后,每层的长厚比达到10~30。胸墙上设有系船块体和各类工艺管沟,因此胸墙混凝土属于约束条件复杂的大体积混凝土。
(一)混凝土内外温度差导致结构产生自生应力裂缝。
胸墙浇筑时,大量的水化热聚积在混凝土内部而不易散发(混凝土内部温度升达70℃左右),导致内部温度急剧上升,而混凝土表面散热较快,造成内部与外部温差较大,热胀冷缩的程度不同,使混凝土表面产生一定的拉应力,混凝土表面就会产生裂缝。在混凝土的施工中当气温温差较大或混凝土受到寒潮袭击时,表面温度急剧下降,产生收缩,表面产生拉应力,结构表面产生裂缝。
(二)分层浇筑混凝土间产生的约束应力裂缝。
分层浇筑胸墙混凝土时,特别是两层混凝土浇筑间隔时间较长,下层混凝土完成大部分收缩,其作为一个刚体对上层混凝土产生约束,不能自由变形,就会使结构出现裂缝。分层浇筑的胸墙施工缝处理不规范,上下层间联系薄弱时,容易因上层混凝土收缩变形产生裂缝。
(三)混凝土收缩裂缝。
混凝土在硬化过程中将产生一定的收缩,当水灰比较大、用水量较多时,混凝土自身的收缩增大。收缩裂缝多发生在大体积混凝土中,常发生在结构变截面处,裂缝多为规则的条状,很少交叉。
(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,导致在块体周围和管沟四角处出现斜向裂缝。
(五)混凝土沉缩裂缝。
混凝土硬化初期尚处于一定的塑性状态,混凝土骨料在自身重力作用下将会发生下沉,振捣不密实的混凝土在硬化的初期也产生一定沉缩。当这种沉降受到模板或钢筋的约束时,将导致混凝土产生塑性变形裂缝。
(六)混凝土表面干缩裂缝。
施工过程中或混凝土后期养护不当,表层的水分容易散失,过早干燥,将造成混凝土表面出现干缩裂缝。高性能混凝土的饱水养护很重要,养护不好,更容易产生不规则的裂缝或较严重的龟纹状裂缝。混凝土表面的干缩裂缝不仅与施工条件、养护情况等有关,而且也与混凝土的技术条件有很大关系。未掺加减水剂、水灰比大、单位体积用水量大和泌水情
况严重的混凝土,表面容易产生干缩裂缝。
(七)与骨料质量有关的裂缝。
砂的含泥量及粒径对混凝土干缩也有较大影响,随着含泥量增大,混凝土收缩增大,抗拉强度降低。石子粒径加大,混凝土配合比不变情况下,其用水量或水泥用量相应减少,混凝土收缩随之减少。掺入
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