【摘要】將胸墻裂縫控制研究成果成功地應(yīng)用到工程建設(shè)中，有效地節(jié)省了工程投資和縮短工期，取得了顯著的經(jīng)濟(jì)效益，解決了深基槽清淤及胸墻混凝土澆筑裂縫控制等施工技術(shù)難題，對(duì)大型重力式碼頭工程設(shè)計(jì)具有寶貴的參考價(jià)值。
　　關(guān)鍵詞：胸墻；混凝土；裂縫控制
　　1引言
　　通過(guò)對(duì)大型深水沉箱碼頭胸墻設(shè)計(jì)和施工過(guò)程采取多種防裂措施，降低混凝土的產(chǎn)生水化熱，避免或減少胸墻裂縫的發(fā)生，保證碼頭結(jié)構(gòu)的外觀質(zhì)量和耐久性，為后續(xù)工程積累工程經(jīng)驗(yàn)。
　　2現(xiàn)狀分析與研究方法
　　2.1現(xiàn)狀分析
　　裂縫產(chǎn)生的原因可分為兩類一是結(jié)構(gòu)型裂縫，是由外荷載引起的，包括常規(guī)結(jié)構(gòu)計(jì)算中的主要應(yīng)力以及其他的結(jié)構(gòu)次應(yīng)力造成的受力裂縫二是材料型裂縫，是由非受力變形變化引起的，主要是由溫度應(yīng)力和混凝土的收縮引起的。重力式結(jié)構(gòu)的胸墻尺寸一般比較大，裂縫主要為第二類裂縫，即由溫度應(yīng)力和混凝土的收縮引起的裂縫，從以往的工程經(jīng)驗(yàn)來(lái)看，此類裂縫比較難以控制。盡管這種裂縫不會(huì)影響到結(jié)構(gòu)安全，但是影響到碼頭的外觀以及會(huì)降低結(jié)構(gòu)的耐久性。對(duì)于已經(jīng)出現(xiàn)的裂縫，通常采取修補(bǔ)裂縫的方式進(jìn)行裂縫修補(bǔ)，增加結(jié)構(gòu)的耐久性。而為了更好的防止裂縫的產(chǎn)生和擴(kuò)大，最好的辦法就是施工前采取措施，盡量減少裂縫產(chǎn)生的可能性。
　　2.2研究方法
　　胸墻施工前，通過(guò)采取結(jié)構(gòu)和施工措施，降低混凝土的水化熱，控制混凝土的施工質(zhì)量，盡量減少混凝土裂縫的產(chǎn)生，結(jié)合實(shí)際施工效果，分析采取的措施的有效性。
　　3研究過(guò)程和結(jié)果
　　3.1胸墻的設(shè)計(jì)情況
　　某港區(qū)二期工程的胸墻斷面圖見(jiàn)圖1，胸墻的分段長(zhǎng)度是17.9m，寬度為5.3m，高度為3.6m，嵌入沉箱內(nèi)0.5m,胸墻下是空腔。胸墻混凝土的設(shè)計(jì)標(biāo)號(hào)為C40，底層鋼筋主筋為}28mm的II級(jí)鋼，間距約為200mm，頂層鋼筋主筋為φ25mm的II級(jí)鋼，間距約為150mm胸墻上的主要荷載為集裝箱裝卸橋的輪壓荷載。
　　          
　　                                     圖1胸墻斷面圖
　　3.2主要控制措施
　　碼頭胸墻是重力式碼頭結(jié)構(gòu)的重要組成部分，需要同時(shí)滿足耐久性和外觀質(zhì)量要求，為了盡量減少胸墻由溫度應(yīng)力和干縮應(yīng)力產(chǎn)生的裂縫，在胸墻的設(shè)計(jì)和施工過(guò)程中不斷進(jìn)行探索和總結(jié)，主要從降低混凝土水化熱、摻加外加劑、改進(jìn)胸墻配筋和加強(qiáng)施工質(zhì)量管理等方面進(jìn)行改進(jìn)，采取了多種措施來(lái)避免裂縫的產(chǎn)生。
　　（1）調(diào)整胸墻混凝土標(biāo)號(hào)
　　根據(jù)《工程建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)強(qiáng)制性條文》（J丁J275-2000）中第5.2.4條規(guī)定，海港工程浪濺區(qū)的混凝土強(qiáng)度等級(jí)應(yīng)不低于C40，因此，以往的胸墻結(jié)構(gòu)的混凝土設(shè)計(jì)標(biāo)號(hào)均為C40。由于混凝土標(biāo)號(hào)和水灰比的限制，混凝土澆注過(guò)程中將產(chǎn)生大量的水化熱，使混凝土的溫度升高，水化熱是導(dǎo)致混凝土產(chǎn)生裂縫的主要原因。
　　考慮到胸墻結(jié)構(gòu)是按構(gòu)造配筋，混凝土標(biāo)號(hào)對(duì)結(jié)構(gòu)安全和耐久性的影響不大，因此設(shè)計(jì)中我們一直在探討是否可以降低胸墻混凝土的設(shè)計(jì)標(biāo)號(hào)。為此，我們咨詢了許多專家，并由南沙辦組織召開(kāi)了胸墻裂縫控制的專題會(huì)議，會(huì)議邀請(qǐng)了規(guī)范的主編和部分重力式碼頭的專家。根據(jù)專家的解釋，《海港工程混凝土結(jié)構(gòu)防腐蝕技術(shù)規(guī)范》（JTJ275-2000）是針對(duì)按承載能力配筋的鋼筋混凝土構(gòu)件和預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件，同意將本工程胸墻混凝土的強(qiáng)度等級(jí)由C40調(diào)整為C30，該調(diào)整并未違反強(qiáng)制性條文《海港工程混凝土結(jié)構(gòu)防腐蝕技術(shù)規(guī)范》（J丁J275-2000）5.2.4條文的規(guī)定。胸墻混凝土設(shè)計(jì)標(biāo)號(hào)降為C30，將大大減少混凝土澆注過(guò)程中產(chǎn)生的水化熱，對(duì)減少裂縫的產(chǎn)生具有決定性的作用。
　　（2）摻加粉煤灰
　　為了減少水泥用量，降低水化熱并提高和易性，我們考慮把部分水泥用粉煤灰代替。摻入粉煤灰主要有以下作用:①由于粉煤灰中含有大量的硅、鋁氧化物，其中二氧化硅含量40%~60%，三氧化二鋁含量17%~35%，這些硅鋁氧化物能夠與水泥的水化產(chǎn)物進(jìn)行二次反應(yīng)，是其活性的來(lái)源，可以取代部分水泥，從而減少水泥用量，降低混凝土的熱脹:②由于粉煤灰顆粒較細(xì)，能夠參加二次反應(yīng)的界面相應(yīng)增加，在混凝土中分散更加均勻;③粉煤灰的火山灰反應(yīng)進(jìn)一步改善了混凝土內(nèi)部的孔結(jié)構(gòu)，使混凝土中總的孔隙率降低，孔結(jié)構(gòu)進(jìn)一步的細(xì)化，分布更加合理，使硬化后的混凝土更加致密，相應(yīng)收縮值也減少。但是由于粉煤灰的比重較水泥小，混凝土振搗時(shí)比重小的粉煤灰容易浮在混凝土的表面，使上部混凝土中的摻合料較多，強(qiáng)度較低，表面容易產(chǎn)生塑性收縮裂縫。因此，粉煤灰的摻量不宜過(guò)多，根據(jù)南沙二期的實(shí)際情況，要求粉煤灰摻量不大于20%。
　　（3）摻加高性能海港混凝土抗蝕增強(qiáng)劑
　　高性能海港混凝土抗蝕增強(qiáng)劑CPA是一種復(fù)合外加劑，其主要組成包括硫鋁酸鹽類膨脹劑、高效引水劑、高效阻銹劑和硅粉或超細(xì)磨渣粉，可以起到補(bǔ)償收縮的抗裂作用，以及增加混凝土密實(shí)度和抗腐蝕作用。CPA的摻量為10%，且需把粉煤灰的超量取代部分一并考慮，即CPA摻量=CPA用量/(CPA用量+粉煤灰用量+混凝土配合比中水泥用量)。在施工過(guò)程中，粉煤灰、CPA和其它外加劑與混凝土其它原材料一起投入攪拌機(jī)，攪拌時(shí)間要比普通混凝土延長(zhǎng)10s，攪拌時(shí)間不少于30s。
　　（4）面層鋼筋及鋼筋網(wǎng)
　　根據(jù)類似工程，大體積混凝土面層比較容易出現(xiàn)裂縫，而且多是垂直于構(gòu)件長(zhǎng)邊方向，因此，按照“少筋密布”的原則，將胸墻面層鋼筋由φ25mm@150mm調(diào)整為φ22mm@100~120mm，并在胸墻面層以下30~40mm左右加鋪一層鋼筋網(wǎng)，平行碼頭方向φ6@50mm，垂直碼頭方向φ6@80mm，利用鋼筋和混凝土的握裹力來(lái)抵抗胸墻面層的應(yīng)力，減少微裂縫的產(chǎn)生。
　　（5）胸墻分層分段
　　胸墻施工分層進(jìn)行，第一層為標(biāo)高1.90m以下部分，第二層為1.90m~3.20m,第三層為3.20m~4.90m，第四層為4.90m以上600mm面層。胸墻面層要等碼頭沉降基本完成后再進(jìn)行澆筑。
　　為了驗(yàn)證胸墻結(jié)構(gòu)分段長(zhǎng)度對(duì)裂縫產(chǎn)生的影響，在施工過(guò)程中，選取XQ39,XQ40,XQ41,XQ109,XQ115,XQ117等6段胸墻采取增加結(jié)構(gòu)分段的措施，即將每段胸墻分為2個(gè)結(jié)構(gòu)段段，每段長(zhǎng)8.94m。
　　（6）其它施工措施
　　①為了避免混凝土在長(zhǎng)距離運(yùn)輸過(guò)程的溫度升高問(wèn)題，胸墻面層要求采用自拌混凝土，減小運(yùn)距。
　　②為了降低混凝土水化熱，胸墻面層以下部分要求埋放塊石，塊石距結(jié)構(gòu)物表面的距離不得小于500mm，摻量不大于20%。
　　③胸墻表面沿縱向2m左右應(yīng)鋸切槽口，深度為30mm寬度為3~8mm,槽內(nèi)填塞填縫料。
　　④施工中應(yīng)采取其它有效措施盡可能降低水化熱，并加強(qiáng)混凝土拌制、運(yùn)輸、澆注和養(yǎng)護(hù)管理。
　　4現(xiàn)場(chǎng)觀測(cè)情況
　　5#.6#泊位的胸墻面層澆注時(shí)間為2008年7月14日至2008年9月24日，截至2008年12月，澆注時(shí)間已超過(guò)3~5個(gè)月。從現(xiàn)場(chǎng)的觀測(cè)來(lái)看，到目前為止，胸墻面層均未出現(xiàn)明顯裂縫，胸墻面層施工質(zhì)量得到很好的保證。
　　參考文獻(xiàn)
　　[1]洪宏興.胸墻裂縫問(wèn)題的探討[J].水運(yùn)工程，2002(12)
　　[2]伊左林.碼頭胸墻裂縫原因分析及其對(duì)策[J].水運(yùn)工程，2005(11)
　　[3]盧淑芳.優(yōu)化施工方案提高經(jīng)濟(jì)效益[J].水運(yùn)工程，1999(12)