【摘要】將胸墻裂縫控制研究成果成功地應用到工程建設中，有效地節省了工程投資和縮短工期，取得了顯著的經濟效益，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難題，對大型重力式碼頭工程設計具有寶貴的參考價值。
　　關鍵詞：胸墻；混凝土；裂縫控制
　　1引言
　　通過對大型深水沉箱碼頭胸墻設計和施工過程采取多種防裂措施，降低混凝土的產生水化熱，避免或減少胸墻裂縫的發生，保證碼頭結構的外觀質量和耐久性，為后續工程積累工程經驗。
　　2現狀分析與研究方法
　　2.1現狀分析
　　裂縫產生的原因可分為兩類一是結構型裂縫，是由外荷載引起的，包括常規結構計算中的主要應力以及其他的結構次應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，主要是由溫度應力和混凝土的收縮引起的。重力式結構的胸墻尺寸一般比較大，裂縫主要為第二類裂縫，即由溫度應力和混凝土的收縮引起的裂縫，從以往的工程經驗來看，此類裂縫比較難以控制。盡管這種裂縫不會影響到結構安全，但是影響到碼頭的外觀以及會降低結構的耐久性。對于已經出現的裂縫，通常采取修補裂縫的方式進行裂縫修補，增加結構的耐久性。而為了更好的防止裂縫的產生和擴大，最好的辦法就是施工前采取措施，盡量減少裂縫產生的可能性。
　　2.2研究方法
　　胸墻施工前，通過采取結構和施工措施，降低混凝土的水化熱，控制混凝土的施工質量，盡量減少混凝土裂縫的產生，結合實際施工效果，分析采取的措施的有效性。
　　3研究過程和結果
　　3.1胸墻的設計情況
　　某港區二期工程的胸墻斷面圖見圖1，胸墻的分段長度是17.9m，寬度為5.3m，高度為3.6m，嵌入沉箱內0.5m,胸墻下是空腔。胸墻混凝土的設計標號為C40，底層鋼筋主筋為}28mm的II級鋼，間距約為200mm，頂層鋼筋主筋為φ25mm的II級鋼，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構的重要組成部分，需要同時滿足耐久性和外觀質量要求，為了盡量減少胸墻由溫度應力和干縮應力產生的裂縫，在胸墻的設計和施工過程中不斷進行探索和總結，主要從降低混凝土水化熱、摻加外加劑、改進胸墻配筋和加強施工質量管理等方面進行改進，采取了多種措施來避免裂縫的產生。
　　（1）調整胸墻混凝土標號
　　根據《工程建設標準強制性條文》（J丁J275-2000）中第5.2.4條規定，海港工程浪濺區的混凝土強度等級應不低于C40，因此，以往的胸墻結構的混凝土設計標號均為C40。由于混凝土標號和水灰比的限制，混凝土澆注過程中將產生大量的水化熱，使混凝土的溫度升高，水化熱是導致混凝土產生裂縫的主要原因。
　　考慮到胸墻結構是按構造配筋，混凝土標號對結構安全和耐久性的影響不大，因此設計中我們一直在探討是否可以降低胸墻混凝土的設計標號。為此，我們咨詢了許多專家，并由南沙辦組織召開了胸墻裂縫控制的專題會議，會議邀請了規范的主編和部分重力式碼頭的專家。根據專家的解釋，《海港工程混凝土結構防腐蝕技術規范》（JTJ275-2000）是針對按承載能力配筋的鋼筋混凝土構件和預應力混凝土構件，同意將本工程胸墻混凝土的強度等級由C40調整為C30，該調整并未違反強制性條文《海港工程混凝土結構防腐蝕技術規范》（J丁J275-2000）5.2.4條文的規定。胸墻混凝土設計標號降為C30，將大大減少混凝土澆注過程中產生的水化熱，對減少裂縫的產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物進行二次反應，是其活性的來源，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，能夠參加二次反應的界面相應增加，在混凝土中分散更加均勻;③粉煤灰的火山灰反應進一步改善了混凝土內部的孔結構，使混凝土中總的孔隙率降低，孔結構進一步的細化，分布更加合理，使硬化后的混凝土更加致密，相應收縮值也減少。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，強度較低，表面容易產生塑性收縮裂縫。因此，粉煤灰的摻量不宜過多，根據南沙二期的實際情況，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劑
　　高性能海港混凝土抗蝕增強劑CPA是一種復合外加劑，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磨渣粉，可以起到補償收縮的抗裂作用，以及增加混凝土密實度和抗腐蝕作用。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，攪拌時間要比普通混凝土延長10s，攪拌時間不少于30s。
　　（4）面層鋼筋及鋼筋網
　　根據類似工程，大體積混凝土面層比較容易出現裂縫，而且多是垂直于構件長邊方向，因此，按照“少筋密布”的原則，將胸墻面層鋼筋由φ25mm@150mm調整為φ22mm@100~120mm，并在胸墻面層以下30~40mm左右加鋪一層鋼筋網，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抵抗胸墻面層的應力，減少微裂縫的產生。
　　（5）胸墻分層分段
　　胸墻施工分層進行，第一層為標高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行澆筑。
　　為了驗證胸墻結構分段長度對裂縫產生的影響，在施工過程中，選取XQ39,XQ40,XQ41,XQ109,XQ115,XQ117等6段胸墻采取增加結構分段的措施，即將每段胸墻分為2個結構段段，每段長8.94m。
　　（6）其它施工措施
　　①為了避免混凝土在長距離運輸過程的溫度升高問題，胸墻面層要求采用自拌混凝土，減小運距。
　　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，塊石距結構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左右應鋸切槽口，深度為30mm寬度為3~8mm,槽內填塞填縫料。
　　④施工中應采取其它有效措施盡可能降低水化熱，并加強混凝土拌制、運輸、澆注和養護管理。
　　4現場觀測情況
　　5#.6#泊位的胸墻面層澆注時間為2008年7月14日至2008年9月24日，截至2008年12月，澆注時間已超過3~5個月。從現場的觀測來看，到目前為止，胸墻面層均未出現明顯裂縫，胸墻面層施工質量得到很好的保證。
　　參考文獻
　　[1]洪宏興.胸墻裂縫問題的探討[J].水運工程，2002(12)
　　[2]伊左林.碼頭胸墻裂縫原因分析及其對策[J].水運工程，2005(11)
　　[3]盧淑芳.優化施工方案提高經濟效益[J].水運工程，1999(12)