天津港大港港区 10 号~12 号化工码头(泊位)工程位于天津南港工业区西港池西岸北端 660 米岸线上,建设 3 个 5000 至 20000 吨级顺岸液体石化泊位,码头总长度为 660m,码头顶面标高为 +6.0m,码头宽度为26m 及 16m,码头上部结构形式分为高桩梁板和高桩墩台两部分,工艺设备较多的 3 个结构段为墩台结构,其余九段为梁板结构。该码头为液体化工泊位码头,为满足装卸以及运输要求,码头承台设置了很多设备基础和管道支架基础等。为了保证相关设备的供电及控制,面层预埋了大量镀锌钢管,码头现浇混凝土面层的质量控制难度大大增加。

  ng>面层混凝土早期开裂的机理与影响因素ng>
  ng>混凝土约束性裂缝ng>面层混凝土是叠合混凝土,表面积大,极易受基层界面的约束产生约束应力,同时,面层混凝土在浇后养护过程会产生很大的收缩应力,这两种应力,都使面层混凝土下方产生压应力,而顶面则产生拉应力。另外,混凝土养护过程中,有一个强度增长过程,一般前几天强度增长缓慢,而达 7 天龄期至 14 天龄期后,则强度增长迅速,一般在 7 天~10 天龄期时,可达设计强度的 70% ~ 90%。当混凝土抗压、抗拉强度增长过程中,在与约束应力,收缩应力增长值一直在比拼,当混凝土抗拉强度小于约束、收缩应力值时,就会造成面层混凝土开裂,又由于基层变化极大,开裂方向无规律。
 
  现浇面层混凝土中存在多余的游离水,水份蒸发后混凝土表面与内部变形不一致,导致裂缝产生。现浇面层混凝土塌落度过大、可塑性差,一经振捣,混凝土中石子下沉、水泥砂浆上浮,导致混凝土面层材料上下不均匀,混凝土硬化后上下收缩不一致,产生裂缝。面层施工切缝不及时,混凝土膨胀出现裂缝;分缝宽度过大,混凝土应力集中产生裂缝。
 
  ng>混凝土干缩性裂缝ng>
  面层混凝土养护的方法不当或养护不及时,造成表面失水过多、过早,水泥没有充分水化,发生较大的干缩变形而产生裂缝。面层混凝土浇筑前,面板表面未进行冲洗、湿润,预制面板吸收大量面层混凝土中的水份,产生裂缝。面层抹面收面时间掌握不好或抹面时风力较大、气温较高,混凝土表面水分蒸发较快,易产生裂缝。
 
  ng>原材料及配合比设计不当ng>
  原材料及配合比的设计直接影响混凝土的性能,是造成混凝土裂缝不可忽视的原因。配合比不当是造成混凝土收缩的增加和强度降低的双重原因导致混凝土开裂。
 
  ng>现浇混凝土面层质量控制过程ng>
  ng>面层浇筑前的质量控制ng>
  混凝土配合比、碱含量、氯离子含量的审查内容包括选用的原材料品种、规格、质量等符合设计要求,做配合比试验的原材料为批准已进场的或拟进场的、合格的原材料 ;水灰比应符合规范规定的强度、耐久性要求,且满足设计与施工工艺要求 ;坍落度应满足施工条件 ;初凝时间与浇筑层间间歇时间相适应,且有适当富余。
 
  选定的配合比必须有 28 天地强度试验报告及其他性能指标(抗渗、抗冻、氯离子电通量等)试验报告。监理工程师在审批配合比时应要求承包人按所报的配合比进行试配并提前制作试件进行强度对比,确认满足要求后以书面形式,确认配合比。
 
  承包人在配合比批准后才能使用,在施工过程中必须严格执行该配合比。
 
  如施工过程中需调整配合比,承包人须事先将新配合比及试验结果报监理工程师,经批准后方能更改。
 
  该工程面层混凝土设计强度等级为 C30,配合比中水泥标号为 P.O42.5。
 
  为降低混凝土水化热,在面层混凝土添加 72kg/m3的矿粉,因纤维具有一定的防裂功能,对减少面层龟裂问题有较好作用,为增强面层抗裂性能在混凝土中掺入长短组合的聚丙烯纤维,掺量为1kg/m3,能限制面层混凝土施工过程中塑性裂缝的发生,从而提高面层质量。
 
  对施工方案的工艺流程、材料检验、人力组织、质量保证体系及保证措施进行认真审查,并对应编制质量实施细则,进行质量控制。
 
  对搅拌站的生产能力、质量保证措施、运输能力等是否满足工程施工的要求进行综合考察。
 
  对混凝土使用的原材料要进行严格的控制,选用低水化热水泥,选择级配良好的砂石骨料,严格控制砂石中的泥土、粉灰、有机物等杂质及针片状碎石含量,根据砂石料的实际含水量和调整的施工配合比准确进行混凝土的投料计量,确保混凝土的均匀性。
 
  对商品混凝土搅拌过程进行监督:
  混凝土拌制的质量检验要求 :混凝土搅拌完毕后,应拌合均匀,不得有离析、泌水现象 ;混凝土的坍落度在搅拌地点和浇筑地点(当浇筑点离搅拌点运输时间超过 15min 时)分别取样检测,每一工作班对坍落度至少检查 2 次;
 
  混凝土的出料温度应进行检查,满足规范对冷、热天的施工温度规定。
 
  ng>面层混凝土施工过程质量控制ng>
  依据面层混凝土分条线位置在面板上弹墨线,沿线每搁 1.5m 布设一个砂浆垫墩,用水准仪测设砂浆垫墩的标高,以控制面层标高 ;按分条线在砂浆垫墩上支立侧模板,放好模板后再进行复测模板顶标高,检查无误后进行模板加固 :用电钻在面板打孔栽锚杆焊接斜撑固定侧模板。用低标号砂浆封堵模板下的缝隙,待砂浆达到一定强度后方可施工混凝土浇筑,模板在浇筑前刷脱模剂,拆模后用风镐将砂浆凿除。用作侧模的槽钢事先进行调直,拆模后测量检测板块边线是否顺直,若超出标准,弹墨线用锯缝机锯直,再施工相临板块的混凝土。
 
  浇筑面层混凝土前一天,将面板表面用空压机吹干净,用淡水冲洗并覆盖土工布湿润 6 小时以上,然后在预制面板上洒水泥浆,水泥浆的水灰比须与混凝土的水灰比一致。
 
  在面层混凝土浇筑前用宽度为50mm,厚度为 3mm 的泡沫橡胶条按照测定的高度粘贴在基础墩上,如基础墩较小可将基础粘贴一周。橡胶条可有效减小该处的应力集中,并且对混凝土收缩变形有一定的抑制作用。
 
  管墩基础四角处面层混凝土受收缩力和温度应力作用较大,极易产生裂缝;由于在码头面层中预埋大量通讯、电力等镀锌钢管。镀锌钢管和混凝土两种材料受温度等因素变化影响产生的变形差异较大,特别是镀锌钢管较为集中地部位更容易引起混凝土面层裂缝。
 
  针对以上两种情况采用铺设筛孔为 50mm×50mm( 粗骨料最大粒径为25mm) 的钢筋网片来提高面层混凝土的抗裂能力有效减少了面层混凝土裂缝。
 
  面层混凝土施工前,技术人员应确定合理的分条位置,绘制面层的分条位置图。前方承台的纵向分缝设置在面板安装缝边缘以外 5cm 处 ;横向设置在横梁迭和混凝土边缘以外 5cm处 ;后方承台及引桥的纵向分缝设置在面板安装缝的中间位置 :每块面板设置一条纵向分缝;横向设置在横梁迭和混凝土边缘以外 5cm 处。
 
  浇筑前应对混凝土的运输时间、塌落度等进行现场检测,并制作试块。
 
  混凝土采用混凝土罐车运输,按虚铺厚度人工分灰,采用插入式振捣器先进行振捣,然后用振捣杠进行拉杠振捣密实,用滚杠来回滚动把表面浮浆提出,用刮杠慢慢刮走,最后用铝合金框找平,用木抹子搓平后再用电抹子进行压面找光 3 ~5 遍直到拇指压不动为止,最后用排笔均匀拉毛交活并及时覆盖塑料布保水养护,防止混凝土产生塑性收缩裂缝。
 
  ng>面层混凝土浇筑后的质量控制ng>
  面层养护:拉毛后覆盖塑料膜及土工布养护一天,揭开塑料膜改用土工布覆盖洒淡水养护不小于 20 天,刮风下雨时浇筑面层采用防护罩。
 
  切缝位置应设在构件受力较小的部位,切缝时间宜在面层混凝土强度达到 10MPa~15MPa 时进行(做同条件试块进行压块),切缝深度宜为20mm。对于边角处及锯缝机无法进到的部位可采用手持式小锯缝机进行锯缝,直至锯到边界处。