CN207958159U - 一种用于码头面层的防开裂结构 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种用于码头面层的防开裂结构，包括复合混凝土层，所述复合混凝土层设置在码头的硬质基底上，所述复合混凝土层包括低收缩混凝土层及纤维混凝土层，所述低收缩混凝土层设置在所述硬质基底与所述纤维混凝土层之间。本实用新型旨在提供一种用于码头面层的防开裂结构，可显著降低码头面层混凝土在底部强约束作用下的收缩拉应力，避免面层混凝土出现各种类型的裂缝，形式简单、便于实施、控裂性价比高。

Description

一种用于码头面层的防开裂结构

技术领域

本实用新型涉及建筑技术领域，具体说是一种用于码头面层的防开裂结构。

背景技术

随着我国水运工程基础设施不断向外海化、大型化发展，码头分段长度不断增大、混凝强度等级不断提高，由此引发的码头混凝土的开裂情况也越来越严重。

码头面层是码头结构的最上部分，通常需要等待下部的胸墙、墩台等构件沉降基本稳定形成硬质基底后，再进行面层混凝土浇筑施工，具有较长的施工间隔时间。但是，由于面层与下部构件之间的新旧混凝土浇筑时间间隔较长，底部旧混凝土具有强约束作用，通常在施工过程中或者施工结束后的一段时间内，面层就会在沿长度方向均匀出现贯穿性裂缝、深层裂缝，并在表面出现不规则的浅层裂缝等。这些裂缝对码头面层的外观质量、耐久性造成不利影响，并随着裂缝的逐渐扩展，引起结构内部钢筋锈蚀的通道增多，进而会影响到整个工程的结构安全，严重的裂缝甚至会造成混凝土面层局部或大面积损坏，码头的使用功能也随之下降。

因此，受码头结构形式及施工工艺等先天因素影响，码头面层混凝土开裂已经成为普遍存在的一种质量缺陷，严重困扰各方，并且容易出现越控制、裂缝越严重的尴尬局面。

目前已经有很多关于码头面层裂缝及控制措施的相关报道，但真正取得良好控裂效果的成功案例并不多见。大多停留在施工工艺、材料性能等方面的抗裂性能优化，基本不考虑混凝土早期性能的构造设计因素，没有从根本上解决底部强约束引起过大拉应力的问题，最终控裂效果也就不尽如人意。

实用新型内容

为解决现有技术上的不足，本实用新型的目的在于提供一种用于码头面层的防开裂结构，可显著降低码头面层混凝土在底部强约束作用下的收缩拉应力，避免面层混凝土出现各种类型的裂缝，形式简单、便于实施、控裂性价比高。

为解决上述问题，本实用新型提供一种用于码头面层的防开裂结构，包括复合混凝土层，所述复合混凝土层设置在码头的硬质基底上，所述复合混凝土层包括低收缩混凝土层及纤维混凝土层，所述低收缩混凝土层设置在所述硬质基底与所述纤维混凝土层之间。

作为优选，所述纤维混凝土层与所述低收缩混凝土层的厚度比为(4-5):1。

作为优选，所述复合混凝土层采用分段式浇筑施建，所述复合混凝土层施建呈矩形，所述复合混凝土层的长宽比不大于2，厚度不大于0.8m。

作为优选，所述复合混凝土层上开设有预留孔，所述预留孔的四周埋设有成层设置的钢筋防裂网片。

作为优选，所述复合混凝土层的厚度设置为小于或等于0.5m，所述钢筋防裂网片设置为一层。

作为优选，所述复合混凝土层的厚度设置为大于0.5m，所述钢筋防裂网片设置为二层。

作为优选，所述钢筋防裂网片由φ8-10mm钢筋扎成，，所述钢筋的径宽在φ8mm到φ10mm之间，所述复合混凝土层长度方向与宽度方向的配筋率在0.5％到1.0％之间。

作为优选，所述纤维混凝土层设有防护保养层，所述防护保养层包括铺盖在所述纤维混凝土层上的单层塑料薄膜及双层土工布。

作为优选，所述防护保养层还包括一单层潮湿土工布。

作为优选，所述纤维混凝土层包括若干切割而成的分块，所述分块的长度在5m到6m之间，相邻两块所述分块之间的缝隙宽度为5mm，所述缝隙灌堵有沥青。

采用上述优选方案，与现有技术相比，本实用新型具有以下优点：

1、本实用新型通过在面层底部的已硬化混凝土与面层的纤维混凝土之间，增加一层低收缩混凝土作为面层混凝土与底部混凝土的过渡层，可显著降低面层混凝土在底部强约束作用下的收缩拉应力，根本上解决底部强约束引起过大拉应力的问题。

2、本实用新型的复合构造，在低收缩混凝土浇筑完成后，立即浇筑纤维混凝土层，并在低收缩混凝土重塑时间结束前完成纤维混凝土振捣，低收缩混凝土层与纤维混凝土层紧密结合在一起，且前后浇筑时间间隔极短，两层混凝土各项性能可以同步协调发展，低收缩混凝土层不会对纤维混凝土层形成强约束。

3、本实用新型的复合构造，纤维混凝土层与低收缩混凝土层的厚度比例为4:1～5:1，低收缩混凝土在这个面层中的用量较低，与整个面层都掺入减缩剂的方案相比，本实用新型明显降低了减缩剂的用量。与纤维混凝土相比，在相同水胶比条件下，可降低减水剂用量，并且采用常规工艺进行养护即可。采用本复合构造基本可避免面层混凝土各种裂缝的出现，控裂性价比高。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本实用新型防开裂结构的剖视结构示意图；

图2是本实用新型防开裂结构的俯视结构示意图。

其中：

1-纤维混凝土层，2-低收缩混凝土层，3-钢筋防裂网片，4-辅筋，5-实施例1预留孔，6-实施例2预留孔。

具体实施方式

为了能够更清楚地理解本实用新型的上述目的、特征和优点，下面结合附图和具体实施方式对本实用新型进行详细描述。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请的实施方式及实施方式中的特征可以相互组合。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本实用新型，所描述的实施方式仅仅是本实用新型一部分实施方式，而不是全部的实施方式。基于本实用新型中的实施方式，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本实用新型保护的范围。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本实用新型的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本实用新型的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施方式的目的，不是旨在于限制本实用新型。

如图1-2所示，本实用新型提供一种用于码头面层的防开裂结构，包括复合混凝土层，所述复合混凝土层设置在码头的硬质基底上，所述复合混凝土层包括低收缩混凝土层2及纤维混凝土层1，所述低收缩混凝土层2设置在所述硬质基底与所述纤维混凝土层1之间。该防开裂结构浇筑于码头胸墙、墩台等硬质基底结构之上，由纤维混凝土层1及低收缩混凝土层2组成复合混凝土层并依此形成码头面层。

作为优选，所述复合混凝土层采用分段式浇筑施建，所述复合混凝土层施建呈矩形，单段浇筑的复合混凝土层的长宽比不大于2，厚度不大于0.8m，其中纤维混凝土层1为码头面层上部，低收缩混凝土层2为码头面层下部，所述纤维混凝土层1与所述低收缩混凝土层2的厚度比例为4:1-5:1。

作为优选，所述复合混凝土层上开设有预留孔，所述预留孔的四周埋设有成层设置的钢筋防裂网片3。面层的预留孔或预留孔的边角优化设计为圆形，预留孔四周均绑扎埋设有φ8-10mm钢筋扎成的钢筋防裂网片3，面层厚度不大于0.5m时，设置一层钢筋防裂网片3；面层厚度大于0.5m时，设置两层钢筋防裂网片3。所述预留孔上设置的钢筋防裂网片3，每层钢筋防裂网片3由8根钢筋组成，其中4根钢筋根据预留孔形状绑扎为钢筋框架，所述预留孔为圆形或正方形则钢筋框架绑扎为正方形，所述预留孔为长方形则钢筋框架也绑扎为长方形，另外4根作为辅筋4与框架呈45°相交。

作为优选，所述低收缩混凝土层2与所述纤维混凝土层1均采用吊罐或溜槽工艺浇筑，低收缩混凝土层2直接浇筑在面层底部的码头胸墙、墩台等结构已经硬化的混凝土硬质基底之上，低收缩混凝土层2浇筑完成后，立即浇筑纤维混凝土层1，并在低收缩混凝土层2重塑时间结束前完成纤维混凝土层1的振捣施建，并随即进行保温、保湿养护。

在低收缩混凝土层2上浇筑纤维混凝土层1时，振捣器要垂直插入纤维混凝土层1内，并要插至低收缩混凝土层2，以保证新浇混凝土与先浇混凝土结合良好，插进深度为30mm-50mm。纤维混凝土层1浇筑完毕后，立即在混凝土表面覆盖铺盖一单层塑料薄膜及双层土工布覆盖，浇筑完毕16小时之后，改为覆盖一单层潮湿土工布、一单层塑料薄膜及双层土工布进行保温保湿养护，养护时间不少于15天。

作为优选，纤维混凝土层1浇筑完毕后16-24小时之间，采用混凝土割缝机对码头面层进行切割分块，分块长度为5m-6m，切缝宽度为5mm，深度为20mm，完成切割作业后用淡水冲洗干净泥浆，风干后采用沥青进行灌缝。

作为优选，所述低收缩混凝土层2由水泥、粉煤灰、矿渣粉、河砂、碎石、拌合水、减水剂、减缩剂与膨胀剂组成，其中水泥用量为171kg/m3～180kg/m3、粉煤灰用量为95kg/m3～100kg/m3、矿渣粉用量为95kg/m3～100kg/m3、河砂用量为700kg/m3～752kg/m3、碎石用量为1164kg/m3～1187kg/m3、拌合水用量为133kg/m3～140kg/m3、减水剂用量为3.4kg/m3～3.6kg/m3、减缩剂用量为3.0kg/m3～3.2kg/m3，膨胀剂用量为19kg/m3～20kg/m3。

作为优选，所述纤维混凝土层1由水泥、粉煤灰、矿渣粉、河砂、碎石、拌合水、减水剂、改性聚酯纤维、CPA组成，其中水泥用量为152kg/m3～160kg/m3、粉煤灰用量为99kg/m3～104kg/m3、矿渣粉用量为99kg/m3～104kg/m3、河砂用量为697kg/m3～748kg/m3、碎石用量为1120kg/m3～1182kg/m3、拌合水用量为133kg/m3～140kg/m3、减水剂用量为3.8kg/m3～4.0kg/m3、改性聚酯纤维用量为1.0kg/m3～1.2kg/m3、CPA用量为30kg/m3～32kg/m3。

更进一步地，所述低收缩混凝土层2与纤维混凝土层1所用的水泥为P·O 42.5普通硅酸盐水泥、粉煤灰为II级粉煤灰、矿渣粉为S95级、河砂为细度模数2.6～2.9的中砂、碎石为5～25mm花岗岩碎石、减水剂为聚羧酸高性能减水剂、减缩剂为聚醚醇减缩剂、纤维为改性聚酯纤维、CPA为抗腐蚀增强材料。所述低收缩混凝土层2的等级强度为C35～C45，坍落度为120mm～160mm，56d电通量小于1000C，90d干燥收缩小于200×10^-6，绝热温升小于45℃，环境温度大于35℃条件下的重塑时间大于4.0h、环境温度25℃～35℃之间的重塑时间大于5h、环境温度小于25℃条件下的重塑时间大于6h。所述纤维混凝土层1的强度等级为C35～C45，坍落度为120mm～160mm，56d电通量小于1000C，90d干燥收缩小于400×10^-6，绝热温升小于45℃。根据码头面层构造形式，采用MIDAS/Civil软件计算面层纤维混凝土层1+低收缩混凝土层2复合构造的抗裂安全系数应大于1.4。

实施例1

某重力式码头面层，沿码头面层纵向长度为28m、沿码头横向宽度为17m、厚度为0.8m，采用本实用新型的复合构造形式将其分为单段面层长度14m、宽度17m、厚度0.8m的方块，纤维混凝土层1厚度为0.65m，低收缩混凝土层2厚度为0.15m，纤维混凝土层1与低收缩混凝土层2的厚度比例为4.3:1。在面层增设了防裂φ8钢筋防裂网片3，钢筋间距为50mm，配筋率为0.8％。将面层预留孔5形状优化设计为圆形，码头面层厚度设为0.8m，在其预留孔四周设置两层φ8钢筋防裂网片3。

配制低收缩混凝土，其中水泥用量为171kg/m3、粉煤灰用量为95kg/m3、矿渣粉用量为95kg/m3、河砂用量为714kg/m3、碎石用量为1187kg/m3、拌合水用量为133kg/m3、减水剂用量为3.4kg/m3、减缩剂用量为3.0kg/m3，膨胀剂用量为19kg/m3。测试低收缩混凝土坍落度为145mm，抗压强度为57.1MPa，56d电通量为700C，90d干燥收缩为140×10^-6，绝热温升为43.1℃、28d弹性模量为41.1×104MPa、劈裂抗拉强度4.6MPa，不同环境温度条件下的重塑时间分别为4.5h(环境温度大于35℃)、5.1h(环境温度25～35℃)、6.2h(环境温度小于25℃)。

配制纤维混凝土，其中水泥用量为152kg/m3、粉煤灰用量为99kg/m3、矿渣粉用量为99kg/m3、河砂用量为711kg/m3、碎石用量为1182kg/m3、拌合水用量为133kg/m3、减水剂用量为3.8kg/m3、改性聚酯纤维用量为1.0kg/m3，CPA用量为30kg/m3。测试纤维混凝土坍落度为155mm，强度为55.6MPa，坍落度为120mm～160mm，56d电通量为520C，90d干燥收缩为330×10^-6，绝热温升为41.8℃、28d弹性模量为39.2×104MPa、劈裂抗拉强度4.4MPa。

按照配合比生产低收缩混凝土与纤维混凝土，在环境温度为36.2℃条件下，采用吊罐工艺进行浇筑，低收缩混凝土层2浇筑振捣完毕后，立即浇筑纤维混凝土层1，时间间隔为0.8h，浇筑纤维混凝土层1时，振捣器垂直插入纤维混凝土层1内，并插至低收缩混凝土层2深度为35mm。纤维混凝土层1浇筑完毕后，立即在混凝土表面覆盖铺盖一层塑料薄膜+双层土工布覆盖，浇筑完毕16.6h，调整为覆盖一层潮湿土工布+一层塑料薄膜+双层土工布进行保温保湿养护，养护时间15d。

纤维混凝土层1浇筑完毕后22h，采用混凝土割缝机对码头面层进行切割分块，分块长度为5m，切缝宽度为5mm，深度为20mm，完成切割作业后用淡水冲洗干净泥浆，风干后采用沥青进行灌缝。

根据重力式码头构造形式，采用MIDAS/Civil软件计算面层温度收缩应力，纤维混凝土层1+低收缩混凝土层2复合构造的最大拉应力为1.76MPa，抗裂安全系数为1.53，满足抗裂要求。

实施例2

某高桩码头面层，沿码头面层纵向长度与横向宽度均为30m、厚度为0.5m，采用本实用新型的复合构造形式将其分为单段面层长度与宽度均为15m、厚度0.5m的方块，纤维混凝土层1厚度为0.4m，低收缩混凝土层2厚度为0.1m，纤维混凝土层1与低收缩混凝土层2的厚度比例为4:1。在面层增设了防裂Φ8钢筋防裂网片3，钢筋间距为50mm，配筋率为0.95％。将面层预留孔6形状优化设计为倒圆角矩形，面层厚度为0.5m，在其预留孔四周设置一层φ8钢筋防裂网片3。

配制低收缩混凝土，其中水泥用量为200kg/m3、粉煤灰用量为100kg/m3、矿渣粉用量为100kg/m3、河砂用量为737kg/m3、碎石用量为1126kg/m3、拌合水用量为140kg/m3、减水剂用量为3.6kg/m3、减缩剂用量为3.2kg/m3，膨胀剂用量为20kg/m3。测试低收缩混凝土坍落度为150mm，抗压强度为58.6MPa，56d电通量为810C，90d干燥收缩为175×10^-6，绝热温升为44.3℃、28d弹性模量为41.9×104MPa、劈裂抗拉强度4.7MPa，不同环境温度条件下的重塑时间分别为4.1h(环境温度大于35℃)、5.3h(环境温度25～35℃)、6.5h(环境温度小于25℃)。

配制纤维混凝土，其中水泥用量为160kg/m3、粉煤灰用量为104kg/m3、矿渣粉用量为104kg/m3、河砂用量为733kg/m3、碎石用量为1121kg/m3、拌合水用量为140kg/m3、减水剂用量为4.0kg/m3、改性聚酯纤维用量为1.1kg/m3，CPA用量为32kg/m3。测试纤维混凝土坍落度为140mm，强度为56.4MPa，56d电通量为465C，90d干燥收缩为360×10^-6，绝热温升为42.6℃、28d弹性模量为38.4×104MPa、劈裂抗拉强度4.2MPa。

按照配合比生产低收缩混凝土与纤维混凝土，在环境温度为27.1℃条件下，采用溜槽工艺进行浇筑，低收缩混凝土层2浇筑振捣完毕后，立即浇筑纤维混凝土层1，时间间隔为0.5h，浇筑纤维混凝土层1时，振捣器垂直插入纤维混凝土层1内，并插至低收缩混凝土层2深度为30mm。纤维混凝土层1浇筑完毕后，立即在混凝土表面覆盖铺盖一层塑料薄膜+双层土工布覆盖，浇筑完毕16.6h，调整为覆盖一层潮湿土工布+一层塑料薄膜+双层土工布进行保温保湿养护，养护时间15d。

纤维混凝土层1浇筑完毕后21h，采用混凝土割缝机对面层进行切割分块，分块长度为5m，切缝宽度为5mm，深度为20mm，完成切割作业后用淡水冲洗干净泥浆，风干后采用沥青进行灌缝。

根据高桩码头构造形式，采用MIDAS/Civil软件计算面层温度收缩应力，纤维混凝土层1+低收缩混凝土层2复合构造的最大拉应力为1.61MPa，抗裂安全系数为1.49，满足抗裂要求。

以上所述，仅是本实用新型的较佳实施例而已，并非对本实用新型作任何形式上的限制，故凡是未脱离本实用新型技术方案内容，依据本实用新型的技术实质对以上实施例所作的任何修改、等同变化与修饰,均仍属于本实用新型技术方案的范围内。

Claims (10)

1.一种用于码头面层的防开裂结构，其特征在于，包括复合混凝土层，所述复合混凝土层设置在码头的硬质基底上，所述复合混凝土层包括低收缩混凝土层及纤维混凝土层，所述低收缩混凝土层设置在所述硬质基底与所述纤维混凝土层之间。

2.根据权利要求1所述的一种用于码头面层的防开裂结构，其特征在于，所述纤维混凝土层与所述低收缩混凝土层的厚度比为(4-5):1。

3.根据权利要求1或2所述的一种用于码头面层的防开裂结构，其特征在于，所述复合混凝土层采用分段式浇筑施建，所述复合混凝土层施建呈矩形，所述复合混凝土层的长宽比不大于2，厚度不大于0.8m。

4.根据权利要求3所述的一种用于码头面层的防开裂结构，其特征在于，所述复合混凝土层上开设有预留孔，所述预留孔的四周埋设有成层设置的钢筋防裂网片。

5.根据权利要求4所述的一种用于码头面层的防开裂结构，其特征在于，所述复合混凝土层的厚度设置为小于或等于0.5m，所述钢筋防裂网片设置为一层。

6.根据权利要求4所述的一种用于码头面层的防开裂结构，其特征在于，所述复合混凝土层的厚度设置为大于0.5m，所述钢筋防裂网片设置为二层。

7.根据权利要求4-6任一项所述的一种用于码头面层的防开裂结构，其特征在于，所述钢筋防裂网片由φ8-10mm钢筋扎成，所述钢筋的径宽在φ8mm到φ10mm之间，所述复合混凝土层长度方向与宽度方向的配筋率在0.5％到1.0％之间。

8.根据权利要求1所述的一种用于码头面层的防开裂结构，其特征在于，所述纤维混凝土层设有防护保养层，所述防护保养层包括铺盖在所述纤维混凝土层上的单层塑料薄膜及双层土工布。

9.根据权利要求8所述的一种用于码头面层的防开裂结构，其特征在于，所述防护保养层还包括一单层潮湿土工布。

10.根据权利要求1所述的一种用于码头面层的防开裂结构，其特征在于，所述纤维混凝土层包括若干切割而成的分块，所述分块的长度在5m到6m之间，相邻两块所述分块之间的缝隙宽度为5mm，所述缝隙灌堵有沥青。