现浇胸墙混凝土裂缝防治论文

2022-04-29

摘要：本文以厦门港古雷港区古雷北1#、2#泊位工程为例，在简单分析重力式码头胸墙面层裂缝的主要成因的基础上，提出了混凝土的优化制备、混凝土浇筑流程的控制、减小面层与胸墙之间的约束应力、降低徐变应力等一系列重力式码头胸墙面层裂缝防治及处理要点。下面是小编为大家整理的《现浇胸墙混凝土裂缝防治论文(精选3篇)》相关资料，欢迎阅读！

现浇胸墙混凝土裂缝防治论文篇1：

大跨径明挖隧道混凝土结构施工裂缝成因分析及防治措施

摘要：本文依托对江苏某明挖隧道，在施工过程中发现混凝土主体侧墙及顶板出现不规则裂缝，裂缝对主体结构质量有重要影响，裂缝直接影响结构安全和耐久性。本文从地质情况、施工工艺、混凝土原材和后期养护四个方面进行分析阐述。分析过程中采取了测温、监测等措施，直观的反映了主体结构出现裂缝的根本原因，并提出相应对策防治措施，对该领域主体结构裂缝防治有一定借鉴意义。

关鍵词：隧道工程;混凝土顶板;主体结构;裂缝成因

0 引言

明挖隧道主体结构裂缝是隧道病害的最常见表现形式，裂缝的存在会影响隧道的结构承载力，还会引起渗漏水，对于隧道的承载力及耐久性造成进一步的破坏[1]。

混凝土裂缝的分析与防治是隧道工程研究的重点，边陇超等[2]通过对隧道结构裂缝的长期跟踪观察与监控量测，提出通过砌筑偏压挡墙、加固裂缝部位等措施防治裂缝的发展;夏福奎[3]对隧道泵送混凝土的特点、施工裂缝的种类、成因进行分析，提出了从原材料、配合比、掺合料、外加剂、施工工艺等方面采取的防治措施。

本文从多个角度对隧道混凝土结构裂缝的成因与对策进行研究，对指导大跨径明挖隧道混凝土主体结构施工裂缝防治具有一定的借鉴意义。

1 裂缝成因分析

隧道混凝土施工过程中，通常情况下地质情况、施工工艺、原材料、养生情况的选择会直接影响到工程质量，使混凝土主体结构的内应力发生变化，导致在表层集中出现裂缝[4]。本文所研究的裂缝至隧道混凝土结构达到一定程度的可见裂缝，如下图所示。

从技术层面分析，形成裂缝的大概包括以下几个原因：（1）设计缺陷;（2）材料问题;（3）施工工艺问题;（4）养生问题;（5）其他外界影响。裂缝的产生因素可以分为非外力因素与外力因素两类，非外力因素指材料质量及施工工艺引起的混凝土内部结构变化，外力因素指结构的界面弯矩、剪力使隧道结构整体受力[5]。

2 工程实践与总结

2.1 隧道主体裂缝概况

江苏省某隧道工程全长3.549 km，本隧道均采用明挖现浇施工，隧道最大跨径为41 m，最大埋深15 m。目前已完成K37、K38、K39节段隧道顶板施工，该区域最大跨径为40.8 m，埋深为14.6 m。经观察K37顶板左线（北侧）倒角位置（基本位于格构柱位置）出现3道横向渗水裂缝，K38顶板左线（北侧）倒角位置（基本位于格构柱位置）出现4道横向渗水裂缝，K39匝道顶板出现3道横向渗水裂缝。

2.2 隧道主体裂缝原因分析

针对K39匝道顶板、K38主线顶板、K37主线顶板裂缝情况，分别从地质情况、施工工艺及施工过程控制、裂缝的分布、原材料、养生、温度监测等情况进行分析，具体分析如下：

2.2.1 地质情况分析

根据地勘报告K37、K38、K39基坑基底南北侧均位于4-1层（粉质黏土），39匝道、38匝道、37匝道基本位于3-1层黏土至3-2层粉质黏土层中，且裂缝基本位于匝道与主线交界部位，可能存在地质因素导致不均匀沉降促使顶板产生裂缝。

2.2.2 施工工艺及过程中控制分析

施工时间分析：

K39匝道顶板裂缝可能由于匝道侧墙浇筑时间与匝道顶板浇筑时间间隔过大（北侧墙浇筑日期2020.07.19;顶板浇筑日期2020.09.24间隔65天），侧墙混凝土收缩徐变基本完成，顶板浇筑完成后受侧墙约束，且匝道顶板较薄（1 m），导致匝道顶板在混凝土收缩徐变期间从顶板薄弱部位（预埋孔洞位置）产生裂缝。

K38主线顶板北倒角裂缝可能由于混凝土供应不及时（顶板浇筑时间2020.09.12-2020.9.13浇筑时间28.5小时），北侧作业工人工作时间较长振捣不到位，导致北侧倒角混凝土可能存在分层，顶板浇筑完成后收缩徐变期间从顶板薄弱部位（振捣不到位部位）产生裂缝。

施工工艺分析：

K37、K38、K39混凝土施工工艺为分层浇筑，分三层浇筑，由于顶板作业面较大且夏季高温施工，混凝土第一层大面积浇筑完成后，混凝土供应不及时存在初凝情况，有可能存在施工冷缝现象。从裂缝集中在K38、K37北侧倒角部位可看出，北侧倒角部位有可能振捣不到位。

2.2.3 裂缝分布情况分析

K37、K38主线顶板裂缝均位于北洞倒角部位，南洞现阶段未发现裂缝，从裂缝集中程度看，大部分由格构柱向一端或向两端开裂。可能由于顶板钢筋在格构柱部位无法穿过，或能穿过部位钢筋密度布置不均匀，导致格构柱部位在混凝土收缩徐变期间较其他地方薄弱，产生裂缝。也存在格构柱上端支撑约束、下端底板约束，顶板混凝土浇筑完成后，在收缩徐变期间格构柱对顶板约束引起此部位顶板裂缝。

K39顶板由于格构柱约束解除较早，未发现裂缝。

2.2.4 养生情况分析

K39顶板采用蓄水养生、K37、K38顶板采用覆盖土工布保湿养生时间7～10天。从裂缝情况来分析K39无裂缝，K37、K38均有裂缝，有可能大体积混凝土蓄水养生效果较好。

2.2.5 原材料分析

（1）混凝土原材料及配合比。目前非外力荷载引起的裂缝较为常见，可能是原材料的质量没有达到标准要求，同时混凝土材料配合比、外加剂等设计指标的不合理也可能导致裂缝的产生。

（2）混凝土生产控制。搅拌站采用料仓大棚对砂石原材遮阳降温，拌合水采用恒温水，降低混凝土出机温度，通过使用恒温水、料仓遮阳洒水降温措施等能有效降低夏期混凝土出机温度。

2.2.6 混凝土温度监测分析

预埋混凝土测温线，混凝土内外部温度监测。在侧墙中间段预埋测温线（靠地连墙内侧、中部、外侧）得到的混凝土内部温度检测结果如下表所示：

根据裂缝发展情况分析，裂缝处于混凝土浇筑后5天开始逐渐产生，在7～14天内变化较大，14天之后新发生的裂缝较少，大部分为前期产生的裂缝的长度、宽度、深度的延伸。

2.2.7 混凝土结构工后监测分析

结合本工程特点及周边环境情况，针对基坑结构进行工后沉降监测。监测频率如下表：

工后沉降监测点在每一个节段两端布置，故一个节段工后沉降监测点12个。由此K37、K38、K39三个节段共36个监测点。监测点布置示意图如下：

监测成果数据分析：监测周期自2020年5月至2021年8月。结构施工期间，结构底板浇筑后（30 d内）沉降数据较大，累计变形值均在设计控制值范围内，30 d后沉降变化速率逐渐处于稳定。其中累计值最大监测点GH39-6为-3.6 mm。如下图：

其中百日沉降速率最大监测点GH37-12为-0.011 mm/d未超过规范要求，由此判定已达到稳定趋势。如下表：

2.3 隧道主体裂缝防治对策

根据从地质情况、施工过程、混凝土浇筑及后期养护方面，全面的进行分析。掌握了裂缝基本特性，裂缝出现在结构物部位，后期规模出现裂缝时间范围内，针对裂缝防控措施如下：

（1）两次不同结构混凝土浇筑间隔时间不宜过长，浇筑时间若过长，建议分段长度减小浇筑。

（2）混凝土振捣是防止裂缝产生的关键因素，混凝土振捣的方式、方法、均匀性是关键。

（3）针对顶板面积较大，夏季施工需分段、分层浇筑，不应大面积摊铺一层，再浇筑第二层，需要根据拌合站的生产能力，施工力量合理确定浇筑步距。

（4）大体积混凝土供应及时性是主体结构质量保障的关键。

（5）顶板格构柱部位存在一定的薄弱点及约束，建议格构柱部位钢筋加强，格构柱内部设置钢筋网片，顶板混凝土强度满足要求后及时解除格构柱对顶板的约束条件。

（6）大体积混凝土结构养生是关键，有条件建议蓄水养生，无条件建议覆盖薄膜+土工布保湿养生。

（7）在隧道纵横断面及周边区域需要加强对实际开挖后地质情况与图纸地勘资料的核查工作，不良地质做好地质换填加固等处理措施，避免因不均匀沉降导致顶板裂缝产生。

3 小结

（1）通过对比性试验与分析，对依托工程的地质情况、施工工艺及施工过程控制情况、裂缝的分布情况、原材料情况、养生情况、温度监测、沉降观测情况对不同隧道阶段的裂缝成因及防治对策进行分析与研究，总结出一套裂缝防治对策，研究結果更加科学可靠，可为地下与隧道工程裂缝防治工作提供参考。

（2）裂缝的产生也是隧道结构受力后形变的结果，说明材料、施工工艺、施工时间、养生等因素导致隧道结构受力不均衡，在隧道施工过程中可以通过裂缝监测指导施工流程，把控工程质量。

参考文献：

[1]王珊珊.隧道衬砌裂缝分析[D].华侨大学，2018.

[2]边陇超，王琛锐，薛武彬，等.隧道结构裂缝的形成分析与发展控制[J].公路交通科技（应用技术版），2012，8（9）：120-122.

[3]夏福奎.隧道泵送混凝土施工裂缝的成因和预防措施[J].隧道建设，2007（S1）：33-35.

[4]莫宏武，李永超，于方.科特迪瓦某重力式码头胸墙开裂原因分析及裂缝控制对策[J].中国港湾建设，2020，40（12）：48-53.

[5]张成贵.水工隧洞混凝土裂缝分析及加固研究[J].科技风，2021（1）：191-192.

作者：陈才智

现浇胸墙混凝土裂缝防治论文篇2：

重力式码头胸墙面层裂缝防治及施工处理技术探究

摘要：本文以厦门港古雷港区古雷北1#、2#泊位工程为例，在简单分析重力式码头胸墙面层裂缝的主要成因的基础上，提出了混凝土的优化制备、混凝土浇筑流程的控制、减小面层与胸墙之间的约束应力、降低徐变应力等一系列重力式码头胸墙面层裂缝防治及处理要点。

关键词：重力式码头;胸墙面层;裂缝防治

0 引言

在重力式码头项目的施工中，裂缝在胸墙面层中的产生极为常见，会造成重力式码头胸墙的整体美观性下降，情况严重时，会导致其整体结构稳定性、质量下降，使用年限缩短。基于这样的情况，必须对重力式码头胸墙面层的裂缝问题展开重点防治，且在发生裂缝后及时落实针对性处理，避免其使用性能下降。

1 项目概述

厦门港古雷港区古雷北1#、2#泊位工程中，大、小泊位码头均为重力式沉箱结构，本文主要选取大泊位码头进行说明。大泊位码头为重力式沉箱结构，岸线长度706 m，沉箱顶面标高+2.0 m，胸墙顶面高程+5.7 m，标准段胸墙长度为16.02 m，宽度为15 m，高度为3.7 m。现浇胸墙共45段，C40混凝土总量约22 588 m?，钢筋直径为φ25、φ20、φ22、φ16、φ8，总量约1 980 t。主要设施包括：1 500 kN系船柱47个、450 kN系船柱2个、1700H鼓型橡胶护舷（标准反力型）44套，500H超级拱型橡胶护舷（标准反力型）72套、500H橡胶舷梯16套、船舶供水口14个、低压箱预留坑9个，岸电箱预留坑3个，高压箱预留坑10个，管沟人孔45个等。

2 重力式码头胸墙面层裂缝的主要成因分析

引起重力式码头胸墙面层裂缝的主要原因有以下几项：第一，混凝土自身特性。在外部环境温度发生变化时，混凝土会转入硬化状态，促使混凝土的体积发生改变。受到多种因素的共同影响，混凝土内部应力变化，从而出现裂缝缺陷[1]。第二，混凝土面层的结构特性。由于混凝土面层属于大面积的薄层结构，所以面层的厚度与长度比值偏低，容易受到下部混凝土结构的约束，从而发生收缩变形问题。随着面层暴露于外界环境中的时间增加，面层的收缩应力大幅增加，一旦超出混凝土的极限抗拉强度，就会引发裂缝问题。第三，混凝土应力集中。在混凝土转入硬化状态的过程中，预埋件的边角区域容易发生应力变化。此时，若是极限抗拉强度偏高，则会导致胸墙面层产生裂缝。

3 重力式码头胸墙面层裂缝防治及处理要点探究

3.1 混凝土的优化制备

3.1.1 配比的合理设置

混凝土配比直接关系着混凝土结构的强度以及耐久性，也可以一定程度的抑制裂缝问题的发生。在本工程中，主要将混凝土的配比设定如下：水灰比稳定在0.44;砂率控制在38%;水的用量为每立方米185 kg;水泥的用量为每立方米378 kg;砂的用量为每立方米682 kg;石的用量为每立方米1 113 kg;粉煤灰的用量为每立方米42 kg;缓凝高效减水剂的用量为每立方米2.364 kg;聚丙烯纤维的用量为每立方米0.9 kg。

3.1.2 加入聚丙烯纤维

聚丙烯纤维是一种新型的混凝土增强纤维，将其混入混凝土中，能够达到提升混凝土强度的效果，降低混凝土结构产生裂缝的概率[2]。在本工程的施工中，主要在重力式码头胸墙面施工中所使用的混凝土材料内加入了聚丙烯纤维。实践中，在加入砂石等骨料的同时混入聚丙烯纤维，随后加入水进行搅拌。在搅拌的过程中，为了确保聚丙烯纤维可以在混合料内均匀分布，在原有的搅拌时间上增加20 s～30 s的搅拌时间。此时，主要依托强制式搅拌机完成聚丙烯纤维搅拌，并将干拌时间设定为30 s，加入水后的湿拌时间也设定为30 s，检查聚丙烯纤维的分散情况，如果发现还存在成束纤维，则再进行20 s～30 s的搅拌。在加入聚丙烯纤维材料后，相应混凝土的养护工艺不需要改变，且不能因为加入聚丙烯纤维而降低对于混凝土养护的重视程度。

3.2 混凝土浇筑流程的控制

施工中，主要在温度较低的条件下展开混凝土浇筑施工，如果外界温度较高或是存在太阳直射，则需要在骨料堆场中搭设遮阳棚。在浇筑混凝土前，利用空压机清理胸墙表面，使用淡水冲洗后，在相应位置覆盖湿润土工布（持续时间为6 h），以此保证胸墙表面进入饱和面干的状态。依托人工进行现场分灰，严禁出现石子分布不均匀的问题。利用木抹子完成找平，并使用铁末子进行压浆抹面操作，且控制压浆抹面操作的次数不低于4次，直至混凝土转入初凝状态即可停止。混凝土浇筑完工后必须要落实养护操作，实践中，主要选用了覆盖土工布自动喷淋养护工艺，潮湿养护不少于14 d。

3.3 减小面层与胸墙之间的约束应力

在本工程的施工中，引入了减小面层与胸墙之间约束应力的操作，以此规避重力式码头胸墙面层出现裂缝。实践中，主要将钢筋网片加设于面层钢筋内，提前预留出的钢筋网片的设置空间，并提前预留25 cm码头面层按照板式配筋。Y由于在本工程中，胸墙面层并不承受较大的荷载，因此将码头胸墙面层与胸墙主体结构进行拆分处理，即将码头胸墙底段钢筋标高实施下调，下调高度谁设定为25 cm。为了进一步减小面层与胸墙之间的约束应力，在完成胸墙主体顶层的抹平操作后，不对其实施凿毛处理，由此促使混凝土界面的约束力下降，并达到维护胸墙结构完整性的效果。

3.4 降低徐变应力

对于混凝土面层而言，其属于薄板结构的范围内，受环境与自然因素的影响较大。通常来说，当混凝土面层受到长时间光照、水化热的因素的影响后，其溫度会发生改变，此时极容易发生混凝土内外温差大的问题，从而引发裂缝[3]。因此，想要实现对裂缝问题的更好防治，就必须要保证徐变应力得到有效减小或是释放。具体而言，如果混凝土在上午完成浇筑，进入中午后，随着环境温度的不断上升，混凝土水化峰值有所增高，促使裂缝问题的发生更为容易;而如果混凝土在下午完成浇筑，进入的夜晚后，随着环境温度的降低，混凝土面层结构很难产生内外温差过大的现象，从而使得发生裂缝问题的概率下降。基于此，在本工程的施工中，主要在下午（气温逐步下降的时间段）完成混凝土的浇筑施工，以此达到减小徐变应力的效果。

3.5 其他

在本工程中，除了上述几项策略，还落实了以下几种预防重力式码头胸墙面层裂缝产生的方法：

第一，促进面层整体抗拉强度增加。在混凝土内部加设双层钢筋网，由此推动面层混凝土的抗拉强度上升，实现对面层使用中形成应力的更好抵抗。第二，降低应力集中的影响。将钢筋网设置于切缝区域;在可能产生裂缝的方向（如垂直方向）加设两层钢筋网，防止应力集中于边角区域，从而引发裂缝问题的发生。另外，在工程施工阶段，一旦发现面层出现裂缝，则第一时间进行裂缝分析与修复工作，避免裂缝产生的负面影响进一步扩大。在处理裂缝时，要对裂缝的宽度、深度、形状进行综合考量，并在宽度超出允许范围的条件下实施修复处理，可以使用的方法包括灌浆法（贯穿裂缝修复）、修复法（浅层裂缝修复）等等。

4 总结

综上所述，受到混凝土自身特性、面层的结构特性、应力集中等因素的影响，重力式码头胸墙面层施工中容易出现裂缝。通过混凝土配比的合理设置、加入聚丙烯纤维、混凝土浇筑流程的控制、减小面层与胸墙之间的约束应力、降低徐变应力等策略的落实，有效避免了裂缝问题的发生，提升了重力式码头胸墙面层施工的质量。

参考文献：

[1]陈毓凡.重力式码头胸墙面层裂缝防治及施工处理技术[J].工程技术研究，2020，5（9）：126-127.

[2]赵晓，徐继国.重力式码头胸墙面层约束裂缝的防治技术[J].珠江水运，2019（10）：107-108.

[3]王刚，鹿平.重力式码头胸墙面层约束裂缝防治施工技术[J].珠江水运，2018（14）：91-92.

作者：彭金科曾旋

现浇胸墙混凝土裂缝防治论文篇3：

大体积混凝土裂缝防治研究

【摘要】：本文通过锦州港煤炭码头一期工程码头工程码头胸墙大体积混凝土施工防裂的研究，查找出影响大体积混凝土容易出现的质量通病—裂缝，通过对大体积混凝土裂缝产生原因的分析，详细给出了大体积混凝土的防裂技术措施，分别从减小混凝土内外温差、降低混凝土入模温度、加强保温控制温差、减小约束、提高混凝土的抗裂能力等方面进行了详细技术措施分析。

【关键词】：大体积混凝土；码头胸墙；裂缝防治；锦州港煤炭码头

1 工程概况

码头设计长度为820m，为突堤式结构，海侧为码头岸线，陆侧为护岸，码头面顶高程为5.00m，码头前沿底标高为-15.7m。码头堵头为陆域连接护岸，长度为120m，顶高程为5.00m。

码头胸墙为现浇钢筋混凝土墩式结构，位于沉箱前排仓格之上，高度为3.1m，长度为16.24m，宽度为6.7m，其上设装船机前轨道、1000KN系船柱和鼓型护舷。目前由于装船机尚未招标，锚定预埋件尺寸不确定，装船机防风锚定段胸墙预留3.1m宽的豁口进行后浇筑。

2产生裂缝的原因

混凝土体积越大，水泥总用量相对大，水泥水化产生的热量越不易散发，温升越高，引起的体积变化也越大。大体积混凝土浇注后，内部温度远较外部高，形成较高的温差，造成内涨外缩，使构件表面产生很大拉应力以至开裂。下层已浇混凝土对心浇混凝土的约束：混凝土浇筑间歇越长，下層混凝土刚度越大，对新浇混凝土的约束亦越大。

3防裂技术措施

1）降低水泥变形和水化热

①水泥品种选择

采用低水化热水泥，该工程采用渤海水泥厂产P.O42.5水泥。

②最大程度利用混凝土后期强度，减少每立方米混凝土中水泥用量。掺加粉煤灰降低水泥用量，粉煤灰取代率为15%。

③使用缓凝型减水剂

胸墙混凝土采用挖掘机浇筑，混凝土坍落度选用70～90㎜，掺入RH-5缓凝型减水剂，既可减少混凝土的单位用水量，满足坍落度的要求，又能延缓混凝土的凝结时间，降低水化热。

④碎石的选用

选用优质粗、细骨料，碎石大石采用直径40mm。

2）降低混凝土入模温度

为了降低混凝土内部温度的峰值，在水化热温升一定的情况下，控制混凝土的出机温度和浇筑温度是有必要的。

3）加强保温，控制温差