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摘 要：码头胸墙建设需要进行大体积混凝土浇筑完成，然而，大体积混凝土裂缝问题是工程施工中较为常见的问题，一旦产生裂缝，那么整个工程的安全性和耐久性都会受到严重的不良影响，特别是基础结构部分若出现裂缝，那么工程的使用则会受到限制。本文针对大体积混凝土码头胸墙的裂缝产生原因以及防治措施展开了研究探讨。
关键词：码头胸墙 大体积混凝土 裂缝产生原因 防裂措施
在港口工程中，码头胸墙、船坞坞墙需要通过现浇大体积混凝土完成连续式结构建设，但是在实际施工过程中，由于温度以及收缩等原因会导致混凝土出现裂缝，影响工程质量。
一、码头胸墙大体积混凝土的裂缝产生原因
胸墙混凝土结构产生裂缝包括荷载引发的裂缝以及非荷载裂缝两种，其中荷载裂缝是由外力因素所导致，而非荷载裂缝则是由于混凝土自身因素所导致。经统计分析，非荷载裂缝在实际混凝土裂缝中的产生比例更高，下面笔者具体分析其产生原因。
1.温度裂缝产生原因。混凝土结构由于水泥会发生水化反应而产生大量的热，温度会发生一系列的变化，进而混凝土结构会产生相对应的变形，这时所受到的应力就是温度应力，这种裂缝也被称作温度裂缝。从本质上分析，温度应力的产生是因为混凝土内部结构不同部位温度不同，而应力超出混凝土本身的抗拉强度后，混凝土必然会出现裂缝。假设水泥中各种矿物成分的百分比分别为C3S、C2S、C3A、C4AF，那么可以计算出水泥水化热为：Q（J）=571.2（C3S）+260.4（C2S）+840（C3A）+126（C4AF）。计算可知，每克水泥进行水化反应大约可以放出500J的热量，这会导致混凝土浇筑完成一段时间内其内部温度会逐步上升，但是热量却无法有效散发。混凝土建筑越来越厚，同时其结构内部、外部间的温度差也会越来越大，由于温度不一致，混凝土膨胀效果各层不同，进而其内部便会产生相应的温度应力，表面则会同时产生拉应力，应力逐渐积累，到一定程度后超过拉伸极限，混凝土表面便会出现开裂。
2.收缩裂缝产生原因。
2.1混凝土干缩。混凝土放置在未饱和空气中会导致水分快速散失，进而混凝土本身会出现体积缩小现象。考虑到混凝土表面的水分损失要比内部损失更快，其外部变形程度和内部变形程度并不一致，因此其表面变形干缩会受到内部结构的约束，产生内部应力，最终导致裂缝产生。
2.2自生收缩。混凝土本身在一定的恒温条件下，胶凝材料会发生水化反应，进而其本身会产生体积收缩现象，这种变形被称之为自生收缩变形。一般情况下，混凝土自缩应变可以控制在（40-100）×10-6左右，假设混凝土膨胀系数为10×10-6/℃，呈线性膨胀，那么自生收缩变形即相当于4-10℃的温度下降变形，也会导致混凝土裂缝产生。
2.3塑性收缩。混凝土在凝结之前，由于混凝土内部颗粒之间存在着的水膜会产生沉实泌水现象，虽然其从理论上分析可以令混凝土内部颗粒更加靠近，提升密实度，但是若混凝土表面水分蒸发速度过快，超出泌水速度，那么在表面张力的影响条件下，毛细孔会产生压力，进而引导混凝土发生体积收缩，这种收缩被称为塑性收缩。若是混凝土抗拉强度不高或是流动性较差，就会产生对应的塑性裂缝。
二、码头胸墙大体积混凝土防裂措施
想要对码头胸墙大体积混凝土加强防裂控制，必须从多个角度多个方向同步优化工程设计和施工，这一过程将涉及到多种综合性影响因素。进行裂缝防治应当坚持以防为主，综合治理。下面笔者从原料选择、配合比控制以及实际施工展开详细分析。
1.选择优质原料。制作混凝土的原料包括粗、细骨料，水泥以及水，另外需要添加一些适当的外加剂。浇筑大体积混凝土，应当选择中低热水泥，尽量保证水泥的收缩性和膨胀性较差。所选骨料应当尽量保证表面清洁、级配良好而且膨胀系数相对较低，其中砂石料要控制其含泥量，有效提升混凝土的强度和和易性。浇筑过程中的减水剂要选用缓凝类型，使水泥的早期水化热延缓散发，尽量避免温度应力产生。可以向闭合结构的混凝土中适当掺加膨胀剂，对混凝土的收缩进行有效补偿。另外，可以适当选择一些粉煤灰取代一部分水泥。粉煤灰的组成部分中有大量的硅铝氧化物能够和水泥发生水化反应后的产物再次发生化学反应，缓解混凝土的膨胀现象。粉煤灰颗粒相对细致，能够充分发生而此反应，令混凝土内部颗粒分布更加均匀，改善混凝土的內部结构，降低其孔隙率，保证混凝土硬化以后的结构更加致密，减低收缩值，进而有效避免裂缝产生。
2.设计科学的配合比。进行配合比设计应当综合参考工程项目的设计要求以及施工限制，保证水化热延缓释放，遵循减低温度梯度的原则进行科学设计。配合比设计首先应当满足工程设计要求和国家标准规范，同时减少水泥用量以避免水化热大量产生。为了减少水泥用量，可以适当掺入粉煤灰，同时要加入一些合适的外加剂。实际进行施工之前，要先对不同种类的外加剂作用结果进行试验分析，确定缓凝效果最好的外加剂作为实际施工应用种类。
3.施工中加强控制。某港口一期建设项目包括工作船码头、通用码头以及油码头三个主要工程，胸墙结构属于较为典型的现浇大体积混凝土结构，为了有效防止其产生裂缝，在施工中应用了如下措施。
3.1在施工中加强温度控制。在混凝土进行拌制之前，先将骨料从露天环境搬运到遮阳棚中放置2-3天，令骨料温度降低到合适温度。拌制过程中，可以在拌制用水中加入冰块以控制水温，始终保持在0℃左右，进而令混凝土入仓温度有效降低。混凝土浇筑过程应当尽量选择低温时间，避免在夏季炎热天气进行浇筑，若是一定要在夏季赶工，则应当选择晚间作业。本工程施工期间由于工期紧张，必须在夏季赶工，因此选择晚间时间进行混凝土浇筑，在一定程度上保证了混凝土的质量。另外，在进行施工之前，混凝土仓中设计了双排冷却水管，进水口进水温度低于环境温度，出水口出水有效冷却混凝土。胸墙混凝土浇筑分两次进行，第一次从0.9m浇筑到3.6m，留下400mm作为面层，码头沉降结束后进行第二次浇筑，浇筑到顶。混凝土分层浇筑需要保证层厚不超过30cm，方便进行温度控制和散热。在胸腔面层部分的混凝土中加入适量的聚丙烯纤维，有效提升面层部分混凝土的粘结性，尽量避免由于塑性收缩、温度应变、干缩导致混凝土出现裂缝，有效提升混凝土的美观性。
3.2进行二次振捣和抹面。混凝土在初凝之后、终凝之前应当实行二次振捣抹面处理。二次振捣能够提升钢筋混凝土的握裹力，避免其由于内部应力产生裂缝；二次抹面能够有效避免混凝土由于硬化而产生表面裂缝。
3.3加强保湿养护。针对胸墙大体积混凝土的临水部分，可以应用透水模板，顶面部分可以通过将四周加高的措施进行蓄水养护，养护时间不能低于2周。拆模以后应当采用塑料薄膜、土工布或是草袋对混凝土表面进行覆盖以保证混凝土外部温度，避免其温度过快下降。薄膜下方可以适当设置针刺小孔塑料软管进行通水，对混凝土侧面进行有效养护，避免干缩裂缝大量产生。
三、结语
码头胸墙大体积混凝土裂缝问题是水工工程建设中的普遍存在问题，直接关系着建设工程项目的使用安全和使用寿命，关系着工程项目的功能实现。经研究我们发现，导致裂缝产生的最主要原因就是温度应力以及收缩问题，为了有效避免裂缝产生，应当在工程施工期间做好防范措施。首先，在施工前应当参考实际工程需要和现场印象因素进行科学设计；其次，在实际施工过程中针对可能导致裂缝产生的诱因进行有效控制，避免裂缝产生。
参考文献：
[1]向元锋，王强，郭赞辉.码头胸墙大体积混凝土裂缝成因及防裂措施[J].中国水运（下半月），2014（11）.
[2]郭金兴.阐述水工大体积混凝土裂缝成因及防裂措施[J].城市建设理论研究（电子版），2013（29）.
[3]张越.水工涵闸墩墙混凝土结构裂缝及其防裂措施探究[J].黑龙江水利科技，2014（11）.
[4]陈江华.浅析大体积混凝土裂缝产生原因及防裂措施[J].城市建设理论研究（电子版），2015（13）.
关键词：码头胸墙 大体积混凝土 裂缝产生原因 防裂措施
在港口工程中，码头胸墙、船坞坞墙需要通过现浇大体积混凝土完成连续式结构建设，但是在实际施工过程中，由于温度以及收缩等原因会导致混凝土出现裂缝，影响工程质量。
一、码头胸墙大体积混凝土的裂缝产生原因
胸墙混凝土结构产生裂缝包括荷载引发的裂缝以及非荷载裂缝两种，其中荷载裂缝是由外力因素所导致，而非荷载裂缝则是由于混凝土自身因素所导致。经统计分析，非荷载裂缝在实际混凝土裂缝中的产生比例更高，下面笔者具体分析其产生原因。
1.温度裂缝产生原因。混凝土结构由于水泥会发生水化反应而产生大量的热，温度会发生一系列的变化，进而混凝土结构会产生相对应的变形，这时所受到的应力就是温度应力，这种裂缝也被称作温度裂缝。从本质上分析，温度应力的产生是因为混凝土内部结构不同部位温度不同，而应力超出混凝土本身的抗拉强度后，混凝土必然会出现裂缝。假设水泥中各种矿物成分的百分比分别为C3S、C2S、C3A、C4AF，那么可以计算出水泥水化热为：Q（J）=571.2（C3S）+260.4（C2S）+840（C3A）+126（C4AF）。计算可知，每克水泥进行水化反应大约可以放出500J的热量，这会导致混凝土浇筑完成一段时间内其内部温度会逐步上升，但是热量却无法有效散发。混凝土建筑越来越厚，同时其结构内部、外部间的温度差也会越来越大，由于温度不一致，混凝土膨胀效果各层不同，进而其内部便会产生相应的温度应力，表面则会同时产生拉应力，应力逐渐积累，到一定程度后超过拉伸极限，混凝土表面便会出现开裂。
2.收缩裂缝产生原因。
2.1混凝土干缩。混凝土放置在未饱和空气中会导致水分快速散失，进而混凝土本身会出现体积缩小现象。考虑到混凝土表面的水分损失要比内部损失更快，其外部变形程度和内部变形程度并不一致，因此其表面变形干缩会受到内部结构的约束，产生内部应力，最终导致裂缝产生。
2.2自生收缩。混凝土本身在一定的恒温条件下，胶凝材料会发生水化反应，进而其本身会产生体积收缩现象，这种变形被称之为自生收缩变形。一般情况下，混凝土自缩应变可以控制在（40-100）×10-6左右，假设混凝土膨胀系数为10×10-6/℃，呈线性膨胀，那么自生收缩变形即相当于4-10℃的温度下降变形，也会导致混凝土裂缝产生。
2.3塑性收缩。混凝土在凝结之前，由于混凝土内部颗粒之间存在着的水膜会产生沉实泌水现象，虽然其从理论上分析可以令混凝土内部颗粒更加靠近，提升密实度，但是若混凝土表面水分蒸发速度过快，超出泌水速度，那么在表面张力的影响条件下，毛细孔会产生压力，进而引导混凝土发生体积收缩，这种收缩被称为塑性收缩。若是混凝土抗拉强度不高或是流动性较差，就会产生对应的塑性裂缝。
二、码头胸墙大体积混凝土防裂措施
想要对码头胸墙大体积混凝土加强防裂控制，必须从多个角度多个方向同步优化工程设计和施工，这一过程将涉及到多种综合性影响因素。进行裂缝防治应当坚持以防为主，综合治理。下面笔者从原料选择、配合比控制以及实际施工展开详细分析。
1.选择优质原料。制作混凝土的原料包括粗、细骨料，水泥以及水，另外需要添加一些适当的外加剂。浇筑大体积混凝土，应当选择中低热水泥，尽量保证水泥的收缩性和膨胀性较差。所选骨料应当尽量保证表面清洁、级配良好而且膨胀系数相对较低，其中砂石料要控制其含泥量，有效提升混凝土的强度和和易性。浇筑过程中的减水剂要选用缓凝类型，使水泥的早期水化热延缓散发，尽量避免温度应力产生。可以向闭合结构的混凝土中适当掺加膨胀剂，对混凝土的收缩进行有效补偿。另外，可以适当选择一些粉煤灰取代一部分水泥。粉煤灰的组成部分中有大量的硅铝氧化物能够和水泥发生水化反应后的产物再次发生化学反应，缓解混凝土的膨胀现象。粉煤灰颗粒相对细致，能够充分发生而此反应，令混凝土内部颗粒分布更加均匀，改善混凝土的內部结构，降低其孔隙率，保证混凝土硬化以后的结构更加致密，减低收缩值，进而有效避免裂缝产生。
2.设计科学的配合比。进行配合比设计应当综合参考工程项目的设计要求以及施工限制，保证水化热延缓释放，遵循减低温度梯度的原则进行科学设计。配合比设计首先应当满足工程设计要求和国家标准规范，同时减少水泥用量以避免水化热大量产生。为了减少水泥用量，可以适当掺入粉煤灰，同时要加入一些合适的外加剂。实际进行施工之前，要先对不同种类的外加剂作用结果进行试验分析，确定缓凝效果最好的外加剂作为实际施工应用种类。
3.施工中加强控制。某港口一期建设项目包括工作船码头、通用码头以及油码头三个主要工程，胸墙结构属于较为典型的现浇大体积混凝土结构，为了有效防止其产生裂缝，在施工中应用了如下措施。
3.1在施工中加强温度控制。在混凝土进行拌制之前，先将骨料从露天环境搬运到遮阳棚中放置2-3天，令骨料温度降低到合适温度。拌制过程中，可以在拌制用水中加入冰块以控制水温，始终保持在0℃左右，进而令混凝土入仓温度有效降低。混凝土浇筑过程应当尽量选择低温时间，避免在夏季炎热天气进行浇筑，若是一定要在夏季赶工，则应当选择晚间作业。本工程施工期间由于工期紧张，必须在夏季赶工，因此选择晚间时间进行混凝土浇筑，在一定程度上保证了混凝土的质量。另外，在进行施工之前，混凝土仓中设计了双排冷却水管，进水口进水温度低于环境温度，出水口出水有效冷却混凝土。胸墙混凝土浇筑分两次进行，第一次从0.9m浇筑到3.6m，留下400mm作为面层，码头沉降结束后进行第二次浇筑，浇筑到顶。混凝土分层浇筑需要保证层厚不超过30cm，方便进行温度控制和散热。在胸腔面层部分的混凝土中加入适量的聚丙烯纤维，有效提升面层部分混凝土的粘结性，尽量避免由于塑性收缩、温度应变、干缩导致混凝土出现裂缝，有效提升混凝土的美观性。
3.2进行二次振捣和抹面。混凝土在初凝之后、终凝之前应当实行二次振捣抹面处理。二次振捣能够提升钢筋混凝土的握裹力，避免其由于内部应力产生裂缝；二次抹面能够有效避免混凝土由于硬化而产生表面裂缝。
3.3加强保湿养护。针对胸墙大体积混凝土的临水部分，可以应用透水模板，顶面部分可以通过将四周加高的措施进行蓄水养护，养护时间不能低于2周。拆模以后应当采用塑料薄膜、土工布或是草袋对混凝土表面进行覆盖以保证混凝土外部温度，避免其温度过快下降。薄膜下方可以适当设置针刺小孔塑料软管进行通水，对混凝土侧面进行有效养护，避免干缩裂缝大量产生。
三、结语
码头胸墙大体积混凝土裂缝问题是水工工程建设中的普遍存在问题，直接关系着建设工程项目的使用安全和使用寿命，关系着工程项目的功能实现。经研究我们发现，导致裂缝产生的最主要原因就是温度应力以及收缩问题，为了有效避免裂缝产生，应当在工程施工期间做好防范措施。首先，在施工前应当参考实际工程需要和现场印象因素进行科学设计；其次，在实际施工过程中针对可能导致裂缝产生的诱因进行有效控制，避免裂缝产生。
参考文献：
[1]向元锋，王强，郭赞辉.码头胸墙大体积混凝土裂缝成因及防裂措施[J].中国水运（下半月），2014（11）.
[2]郭金兴.阐述水工大体积混凝土裂缝成因及防裂措施[J].城市建设理论研究（电子版），2013（29）.
[3]张越.水工涵闸墩墙混凝土结构裂缝及其防裂措施探究[J].黑龙江水利科技，2014（11）.
[4]陈江华.浅析大体积混凝土裂缝产生原因及防裂措施[J].城市建设理论研究（电子版），2015（13）.