王钧

（中交四航局第三工程有限公司，广东湛江 524005）

0 前言

湛江地区软土层较厚，而高桩码头具有适用于软土地基的优势，因此在湛江地区应用最广。虽然随着码头建设水平不断发展，码头质量和外观有了显著的提升，但码头磨耗层混凝土裂缝的质量通病尚未得到根治，而业主方对码头的外观质量要求及标准也越来越高。因此，找出码头磨耗层裂缝产生的原因并如何采取有效的防治措施进行应对，是提高码头观感质量的重中之重。但也存在着承载力有限、耐久性差、构件易损坏的缺点。

本文结合湛江高桩码头磨耗层裂缝产生的原因进行分析，并针对性地提出预防治理措施，以指导实际项目的使用和施工需要，以便更好地在实际施工过程中使用。

1 概况

宝钢湛江钢铁三高炉系统项目码头建设1座1万t级杂货泊位及其配套设施，泊位总长度为172m，宽度为30m。现浇面层厚度为200mm，混凝土标号C35；磨耗层厚度为30~130mm，混凝土标号为C35，掺聚丙烯纤维（聚丙烯纤维直径小于等于20μm，长度12mm，抗拉强度大于等于400N/mm2），掺量为0.91kg/m3混凝土。码头设计约5‰的双坡向排水，中部排水明沟为最低点，如图1所示。

图1 码头现浇面层结构断面

2 混凝土裂缝的机理

从微观结构上来说，在混凝土硬化过程中，密集的粗骨料下沉和水泥浆上浮，过量的自由水通过毛细孔道上升并溢出混凝土表面，以及混凝土浆内气泡的溢出都会导致混凝土体积减小和下沉，体积缩小使混凝土内产生拉应力，当产生的拉应力大于混凝土的抗拉强度时，将在混凝土内形成界面微裂缝。微裂缝通常是视为无害裂缝，不会对混凝土结构的使用功能产生危害。在外力的作用下，界面微裂缝才会得以发展扩张，最终形成肉眼可见的宏观裂缝（裂缝宽度在0.05mm以上）。

3 高桩码头磨耗层混凝土裂缝的成因

磨耗层裂缝主要体现为规则裂缝和网状裂缝。磨耗层裂缝形成的影响因素较多，总的来说，主要体现在以下四个方面。

3.1 外界环境因素

码头磨耗层面积较大，厚度小且相差较大（厚度为30~130mm），非常容易受到温度变化的影响。加上湛江地区地处亚热带气候，夏季高温多雨，沿海地区风力相对较大，本工程磨耗层恰好在7~8月份进行浇筑，高温和海风加快了混凝土表面的水分挥发速度，造成混凝土因收缩不均匀而出现裂缝。

3.2 设计原因

码头面层分为现浇面层和磨耗层，磨耗层厚度为30~130mm，且设计仅在现浇面层内铺设钢筋网，未在磨耗层内设置钢筋网，钢筋布置位置不当极易导致裂缝的出现。

3.3 原材料及配合比原因

（1）选用的水泥质量不符合规范要求，或粗骨料级配不均匀，细骨料含泥量大，使混凝土加剧收缩从而产生裂缝。

（2）磨耗层掺入的聚丙烯纤维在混凝土拌和后，将以网状的形式均匀分布在混凝土内，影响混凝土的流动性，不利于磨耗层的光面。现场作业人员为图施工方便，便加水稀释，这不仅使聚丙烯纤维失去其整体性能，也因混凝土水分过多，在硬化过程中形成不规则的收缩裂缝。

3.4 施工原因

（1）预制面板安装时，底部搁置面铺设的座浆出现不连续、不饱满现象。

（2）磨耗层施工前未用对基面进行冲洗、湿润，影响了新旧混凝土之间的黏结。当在外力作用下，极易出现网状裂缝。或过分润湿积水不及时清理，会造成浇筑后混凝土表面出现浮浆，易产生裂缝。

（3）混凝土振捣随意，存在漏振及过振现象，不利于混凝土的密实，易产生裂缝。

（4）未能掌握后收面光面的时间，导致表面出现收缩性裂缝。

（5）浇筑完后未及时切缝导致混凝土内应力得不到释放而产生裂缝。

（6）高温天气浇筑完后未及时按要求进行养护，养护次数不足都会加速混凝土表面水分蒸发，从而产生收缩性裂缝。

4 高桩码头结构混凝土裂缝的预防控制措施

分别通过对上述原因的分析，针对性地采取预防控制措施。

4.1 施工环境的选择

合理安排磨耗层的浇筑时间，尽量拉长磨耗层与现浇面层浇筑的时间间隔，使现浇面层的混凝土得到充分的养护和收缩。其次，提前接收天气预报信息，避开高温、大风、下雨等天气，选择夜间气温较低的时间段进行浇筑，降低混凝土表面水分的挥发速度。

4.2 加强原材料控制及优化配合比设计

（1）混凝土的原材料和配合比设计需满足《水运工程混凝土施工规范（JTS202—2011）》的规定，施工过程加强进场原材料的检验和验收，严格按照验证后的配合比控制拌合物坍落度、粉煤灰掺量及水胶比。

（2）本工程磨耗层采用混凝土自卸工艺，因厚度较薄，施工混凝土坍落度不宜太大，一般混凝土坍落度控制（60±20）mm。结合本工程施工情况，聚丙烯纤维细石混凝土的坍落度控制在（100±20）mm，不仅利于混凝土的光面，也能使聚丙烯纤维有效的发挥作用，降低裂缝的发生。

4.3 设计方面

优化磨耗层浇筑的厚度，按60~80mm进行控制，其次，在磨耗层内可以考虑增加一层细钢筋网片。

4.4 施工过程的技术控制

（1）严格控制预制面板的安装质量。预制面板座浆铺设需连续饱满，预制面板安装后若尚有余浆挤出，应在接缝处采用砂浆嵌塞密实和勾缝。对于座浆砂浆铺设厚度超过2cm的部位，采取在砂浆内部埋置钢板的方法，能有效地保证面板安装的稳定性与传递上部荷载的均匀性，防止沿板边出现规则裂缝。

（2）施工前采用高压水枪冲洗浇筑面的泥土，浇筑前提前2~3h左右湿润基面，保证新旧混凝土之间的粘结力。

（3）采用分仓浇筑以缩短一次性浇筑长度，每日浇筑的面积控制在200m2左右；混凝土振捣采用振动棒加平板振捣器振捣，先采用平板振捣器振捣密实，对边角等地方采用振捣棒配合振捣，停振标准为混凝土表面出现水泥浆且不再沉落。混凝土浇筑后要进行二次振捣，混凝土初凝前做好收面刮平以及抹面工作。

（4）抹面在混凝土初凝后立即进行，要在终凝前完成。抹面采用磨光机结合人工的方式，第一次抹面在混凝土初凝后即进行，之后进行至少两次收水抹面。其间隔一般为30min。具体抹面次数和间隔将依据现场施工时的温度、湿度、日照强度、风力等因素决定。

（5）合理设置面层切缝，如纵梁和横梁顶部位置。同时，切缝时间控制在面层混凝土强度达到10~15MPa时，切缝深度为20mm，缝宽4~6mm，缝内采用聚氨酯进行灌缝处理，灌缝前先清理干净缝内的杂质，确保缝内清洁。

（6）浇筑完毕后要及时采用土工布覆盖，自动喷淋系统潮湿养护，养护时间不少于14d。且养护期间在混凝土强度未达到2.5MPa之前，人员不得在浇筑好的磨耗层面进行行走，车辆不允许同行。

5 混凝土裂缝治理措施

在施工过程中，对既有的裂缝根据裂缝的不同类型，混凝土修补所采用的方法与材料也不全相同。按照裂缝的类型可分为静止裂缝、正在发展的裂缝和活动裂缝。裂缝的常规修补方法一般有表面修补法、填充法、灌浆法。

5.1 表面修补法

此种修补方法适用于表层微细独立裂缝（裂缝宽度w小于0.2mm），其原理是利用微细独立裂缝或网状的毛细作用吸收低粘度且具有良好的渗透性的修补胶液，将裂缝通道进行封闭。

5.2 填充法

适用于处理宽度0.2~0.3mm活动裂缝、静止裂缝及裂缝中有充填物。此法操作简单，且费用低。具体操作为：在裂缝位置沿着裂缝走向骑缝凿出槽深不小于30mm，槽宽不小于20mm的U型沟槽，清洗干净后涂刷界面材料后，用环氧树脂类的结构胶进行分层填充。

5.3 灌浆法

适用于处理宽度大于0.3mm裂缝或贯穿性裂缝，此种施工方法应用范围广。其原理是利用灌浆机将胶凝材料灌入混凝土的裂缝中，胶凝材料凝结后与混凝土形成整体，从而起到加固封堵目的。

灌浆法分为两类：①用灌浆即向裂缝腔内注入修补材料；②沿着裂缝方向设置灌浆嘴（按200~500mm左右间距设置）并固定，一般布置在裂缝端部、裂缝交叉处及贯穿裂缝的两个侧面，按竖向缝自下而上、水平缝自一端向另一端的顺序进行压力灌浆，灌浆压力宜控制在0.2~0.8MPa。常用的灌浆材料有水泥浆、环氧树脂、聚氨酯等化学材料。在裂缝宽度大于0.5mm时，可采用水泥灌浆。

针对产生的裂缝要做好全面分析，研究其产生的原因及类型，记录裂缝的发展程度，可能造成的危害（是否渗水、是否发生钢筋锈蚀），才能有针对性地选择合适的修补方法进行防治。

6 结论

高桩码头磨耗层浇筑是码头最后一道工序，也代表着整个码头的“脸面”，对码头的观感质量评分起着决定性作用。本文结合裂缝产生的机理，从外部环境、原材料质量和配合比设计、设计方面、施工等四个方面对磨耗层裂缝成因进行了分析，并针对性地提出预防控制治理措施。

混凝土裂缝预防控制措施主要有：混凝土原材料质量控制、优化配合比设计、严格按照施工工艺方法进行作业，做好混凝土的养护。裂缝的常规治理方法主要有：表面修补法、填充法、灌浆法。根据具体裂缝成因及类型，选择最为合理的防治措施以减少或避免裂缝产生，有效提高高桩码头混凝土综合质量水平、耐久性和延长使用寿命。