董致远
宁波港建设开发有限公司
摘要：港口工程皮带机廊道裂缝的产生机理较为复杂，本文结合宁波舟山港穿山港区中宅矿石码头二期项目的实际情况分析廊道裂缝产生的原因，并根据港口作业环境提出相关预防措施。
关键词：港口工程；廊道；裂缝；防治
港口工程中廊道是皮带机支架的基础部分, 通常呈混凝土框架结构，因港口作业自然环境较为复杂, 在温度应力和收缩应力等因素的作用下, 廊道部位的混凝土易产生裂缝，对结构的安全和稳定性造成较大的危害。
1.廊道裂缝产生的原因
1.1.塑性收缩（干缩）裂缝
1.1.1.塑性收缩
发生在施工过程中、混凝土浇筑后4-5h左右，此时水泥水化反应激烈，出现泌水和水分急剧蒸发，混凝土失水收缩，同时骨料因自重下沉，因此时混凝土尚未硬化，称为塑性收缩。塑性收缩所产生量级很大，可达1%左右。在骨料下沉过程中若受到钢筋阻挡，便形成沿钢筋方向的裂缝。在构件竖向变截面处如T梁、箱梁腹板与顶底板交接处，因硬化前沉实不均匀将发生表面的顺腹板方向裂缝。
1.1.2.缩水收缩
混凝土结硬以后，随着表层水分逐步蒸发，湿度逐步降低，混凝土体积减小，称为缩水收缩（干缩）。因混凝土表层水分损失快，内部损失慢，因此产生表面收缩大、内部收缩小的不均匀收缩，表面收缩变形受到内部混凝土的约束，致使表面混凝土承受拉力，当表面混凝土承受拉力超过其抗拉强度时，便产生收缩裂缝。混凝土硬化后收缩主要就是缩水收缩。如配筋率较大的构件（超过3%），钢筋对混凝土收缩的约束比较明显，混凝土表面容易出现龟裂裂纹。
1.2.温度应力
混凝土具有热胀冷缩性质，当外部环境或结构内部温度发生变化，混凝土将发生变形，若变形遭到约束，则在结构内将产生应力，当应力超过混凝土抗拉强度时即产生温度裂缝。在某些大跨径梁中，温度应力可以达到甚至超出外部荷载引起的应力，仅温度变化就可能形成贯穿性裂缝，进而导致渗漏、结构整体性下降、承载力和混凝土的耐久性降低等不利影响。因此在港口水泥混凝土内可能出现较大的温度压力。温度应力也成为港口水泥混凝土的主要应力之一，是引起拉应力和港口水泥混凝土裂缝的重要原因。
1.3.钢筋锈蚀引起的裂缝
由于混凝土质量较差或保护层厚度不足，混凝土保护层受二氧化碳侵蚀炭化至钢筋表面，使钢筋周围混凝土碱度降低，或由于氯化物介入，钢筋周围氯离子含量较高，均可引起钢筋表面氧化膜破坏，钢筋中铁离子与侵入到混凝土中的氧气和水分发生锈蚀反应，其锈蚀物氢氧化铁体积比原来增长约2-4倍，从而对周围混凝土产生膨胀应力，导致保护层混凝土开裂、剥离，沿钢筋纵向产生裂缝，并有锈迹渗到混凝土表面。由于锈蚀，使得钢筋有效断面面积减小，钢筋与混凝土握裹力削弱，结构承载力下降，并将诱发其它形式的裂缝，加剧钢筋锈蚀，导致结构破坏。
1.4.施工工艺质量引起的裂缝
在混凝土结构浇筑、构件制作、起模、运输、堆放、拼装及吊装过程中，若施工工艺不合理、施工质量低劣，容易产生纵向的、横向的、斜向的、竖向的、水平的、表面的、深进的和贯穿的各种裂缝，特别是细长薄壁结构更容易出现。裂缝出现的部位和走向、裂缝宽度因产生的原因而异。???
2.港口工程廊道裂缝实例
2.1.项目概况
宁波-舟山港穿山港区中宅矿石码头二期项目BC11廊道位于3.5万吨级装船码头，全长193.35m,结构型式为钢筋混凝土框架结构，每跨长为10m，混凝土标号为C35，钢筋保护层厚度为50mm。
BC11廊道采用钢管脚手架支撑系统。模板采用木质模板，夹条采用圆钢管。BC11廊道浇筑用混凝土由陆上运输至施工现场，采用泵车进行浇筑。廊道立柱、梁、板为一次性分层分段浇筑成型，廊道混凝土拆除底模及承重支架时混凝土均达到了设计强度的100%。
混凝土养护顶板采用蓄水养护，下部采用洒水覆膜养护。
2.2.廊道裂缝情况
根据检测单位的检测结果，BC11廊道部分梁侧面及底面存在裂缝，其中13条裂缝宽度≤0.15mm；59条裂缝宽度＞0.15mm，显示裂缝主要分布在纵梁腹板上，垂直于梁的轴线，分布间距较为均匀。裂缝宽度普遍表现为中部宽，两头小的特点。梁底面无可见横向贯通裂缝，少量较宽裂缝延伸至底面，但底面裂缝较细小。
施工单位通过钢筋检测仪，对梁的主筋、箍筋等钢筋配置进行检查，钢筋配置及保护层厚度均符合设计要求，质量控制资料和施工管理记录均完整。设计单位对原结构计算书和施工图进行了复核，经复核后结构计算无误，对裂缝的形态及位置的分析，结合结构计算复核结果，判定梁上出现的裂缝不属于荷载作用产生的裂缝且对结构安全性不存在影响。
经过几次讨论，排除了一些其他原因，形成了基本一致的结论。根据廊道自身结构，在浇筑混凝土过程中，正值夏天高温季节，加之受海面较大风力影响，湿润的模板干燥过快，对混凝土水分进行了吸收，混凝土表面水分蒸发过快，混凝土水化热高，在浇筑后数小时混凝土仍处于塑性状态，产生塑性收缩裂缝。另外由于梁底处受底板未拆除影响，梁侧保水能力差等原因，可能出现养护水未全面养护到位的情况。
3.相关建议
港口工程在海风等特殊环境的影响下，如何控制结构干缩性裂缝成为控制混凝土质量的关键问题，结合实际并根据之前类似的工程经验现提出如下措施：
3.1.重视混凝土养护工序
为了严格控制廊道混凝土的内外温差, 控制其裂缝的产生,混凝土的养护是一个十分重要的工序, 主要是保持混凝土适当的温度和湿度。廊道浇筑后, 待混凝土终凝即在廊道顶进行蓄水养护, 待3d-4d后, 松开模板对拉螺栓, 保持模板和混凝土之间的缝隙湿润, 拆模后混凝土表面悬挂无纺布位覆盖洒水养打, 并把廊道出入口用布帘封住, 用以保持其内部温度[2]。
3.2.严控原材料的质量
在整个廊道混凝土的浇筑过程中, 严格控制原材料的质量,确保达到规范要求; 严格控制混凝土的搅拌时间为1.5min, 以使拌和物搅拌均匀, 保证混凝土的质量; 另外严格控制混凝上的坍落度为12cm-14cm, 以防止混凝土因坍落度过大造成粗骨料下沉, 使混凝土表面浮浆, 导致上层混凝土收缩大, 下层混凝土收缩小而产生塑性裂缝[3]。
3.3.减小现浇段的长度
将伸缩缝的间距进一步缩小，按照10-12m的水工排架间距，除非必须要加长要求的以外，均按照标准段单跨现浇混凝土框架+简支段处理，这样会有效缩短现浇混凝土段的尺寸，避免较大长度的混凝土结构出现收缩性裂缝。
3.4.采用保护性涂层
由于受海风影响特别大，环境比较恶劣，在混凝土结构施工完毕后，还需要在混凝土构件上做保护性涂层，有效隔绝外部环境对混凝土构件的直接作用影响。
4.结语
混凝土的裂缝首先影响表观效果，严重时会影响结构的安全性，必须给予高度重视，像处在特殊环境下的港口水工混凝土结构控制和减少裂缝应以预防为主，要采取综合措施，如优化设计、精心施工、及时反馈气象信息、严格控制关键工序等以减少裂缝的产生。
参考文献
[1]金尚浩,杨素敏.码头输煤廊道混凝土支承框架裂缝事故分析[J].工业建筑,1992(06):52-54.
[2]陆娟.船闸廊道裂缝预防初探——以京杭运河淮阴三线船闸工程为例[J].交通标准化,2008(Z1):175-177.
[3]陈红旗.船闸闸首廊道混凝土裂缝治理探索[J].交通科技,2013(06):125-128.