淺談地鐵工程混凝土裂縫控制

姜穎

摘 要：隨著我國城市軌道交通工程的發(fā)展，地鐵建設(shè)日益重要。地鐵的混凝土結(jié)構(gòu)經(jīng)常出現(xiàn)裂縫，不但影響地鐵施工的工程質(zhì)量，而且會(huì)對地鐵的安全性和使用壽命帶來影響。我們在施工中要著重對混凝土拌制過程、振搗過程、養(yǎng)護(hù)過程進(jìn)行嚴(yán)格控制，取得了良好的效果。由于混凝土施工、本身變形和約束等一系列問題，使混凝土裂縫成了隧道工程中最常見的工程病害。文章詳細(xì)論述了地鐵工程混凝土裂縫控制。

關(guān)鍵詞：地鐵工程；混凝土裂縫；技術(shù)；控制措施

地鐵興建于地下，經(jīng)常用混凝土作為地鐵工程和項(xiàng)目的被覆、支撐、密閉和結(jié)構(gòu)的主要構(gòu)成物，由于操作、技術(shù)、管理和施工環(huán)境的影響。在地鐵工程建設(shè)過程中，混凝土澆注常常會(huì)出現(xiàn)結(jié)構(gòu)裂縫，影響工程建設(shè)質(zhì)量，乃至地鐵將來能否有良好的安全性能和使用壽命長短的一個(gè)重要因素。在施工過程中良好的預(yù)防和補(bǔ)救措施，是防治防水混凝土裂縫發(fā)生，降低裂縫危害的有效方法。只要嚴(yán)格按規(guī)范規(guī)定施工，認(rèn)真積極的探索裂縫產(chǎn)生的原因，及早采取相應(yīng)的預(yù)防措施，就能有效地控制混凝土結(jié)構(gòu)的裂縫。

1 地鐵工程混凝土裂縫產(chǎn)生的原因

1.1 混凝土裂縫是一個(gè)普遍存在而又難以解決的工程實(shí)際問題，地下工程由于受到地質(zhì)條件等眾多因素影響而出現(xiàn)混凝土裂縫現(xiàn)象更為突出。由于水化熱作用，構(gòu)件表面溫度較高，當(dāng)氣溫較低或拆模時(shí)，由于混凝土表面與大氣間的溫差較大，表面收縮變形較大，在內(nèi)部混凝土約束下產(chǎn)生裂縫。影響防水混凝土施工質(zhì)量的因素是復(fù)雜多樣的，如混凝土的性質(zhì)、質(zhì)量、施工地點(diǎn)的地質(zhì)條件、施工地區(qū)的溫度變化、周圍建筑情況、施工工藝等都是影響防水混凝土施工之戀格的因素?；炷翝仓尚秃?，養(yǎng)護(hù)工作不到位，沒有及時(shí)地進(jìn)行表面履蓋，表面水份散失過快，導(dǎo)致混凝土內(nèi)部與外部不均勻收縮?；炷了嗨磻?yīng)出現(xiàn)泌水和水分急劇蒸發(fā)現(xiàn)象。引起收縮移動(dòng)裂縫模板強(qiáng)度或剛度不夠，尚未凝固的混凝土在自重和振搗器作用下，很輕易因變形而引起裂縫。

1.2 因?yàn)楣ば蜚暯釉?，在?cè)墻澆筑時(shí)，底板一般已經(jīng)澆筑了較長時(shí)間，其收縮變形大部分已經(jīng)完成，兩者之間澆筑混凝土的間隔時(shí)間越長，兩者之間的收縮差就越大，出現(xiàn)裂縫的可能性就越高。由于體積大、混凝土數(shù)量多，工程條件復(fù)雜，且現(xiàn)場澆筑、養(yǎng)護(hù)等特點(diǎn)，時(shí)常產(chǎn)生混凝土結(jié)構(gòu)裂縫，對混凝土外觀及耐久性造成較大影響，給車站的防水及后期列車運(yùn)營帶來重大隱患?；炷涟韬衔锪鲃?dòng)性不足出現(xiàn)漏振、欠振或流動(dòng)性過大出現(xiàn)過振，從而在混凝土凝固過程中出現(xiàn)表面裂縫。一些技術(shù)能力較差的商品混凝土拌和站為達(dá)到混凝土強(qiáng)度等級，一味的增加水泥用量，從而造成水化熱和收縮相對加大，造成裂縫。

2 地鐵工程混凝土裂縫的危害

2.1 為了防止結(jié)構(gòu)產(chǎn)生有害裂縫，就必須根據(jù)工程的具體條件，因地制宜地采取相應(yīng)措施，才能使地鐵主體結(jié)構(gòu)裂縫得到較好地控制。結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)實(shí)質(zhì)上是增強(qiáng)混凝土的自防水功能，因?yàn)榈罔F混凝土的抗裂的最終目的是防滲，所以結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)是和抗裂的最終目標(biāo)緊密聯(lián)系的。貫穿裂縫，無論對壩體的整體受力，還是防滲效果的影響比之淺層表面裂縫的危害都大得多。造成車站結(jié)構(gòu)混凝土開裂的原因有不同類型，因此其混凝土裂縫控制也是一個(gè)系統(tǒng)工程，必須從混凝土的源頭、澆筑、后期養(yǎng)護(hù)與施工組織等全過程、全方位進(jìn)行控制。

2.2 如果采取一定的設(shè)計(jì)和施工措施，很多裂縫是可以克服和控制的混凝土裂縫的控制是一個(gè)質(zhì)量難題。由于裂縫的存在和發(fā)展通常會(huì)使內(nèi)部的鋼筋等材料產(chǎn)生腐蝕，降低鋼筋混凝土材料的承載能力、耐久性及抗?jié)B能力，影響建筑物的外觀、使用壽命，嚴(yán)重的將威脅到人民的生命、財(cái)產(chǎn)安全。由于地鐵工程混凝土屬于大體積混凝土，所以環(huán)境條件是造成開裂的最重要的影響因素，尤其以溫度與濕度場的影響最大?；炷亮芽p有表面裂縫、貫穿裂縫和深層裂縫。在進(jìn)行地鐵混凝土抗裂設(shè)計(jì)時(shí)，首先需要弄清造成拉應(yīng)力產(chǎn)生的因素及分布特征，然后分別設(shè)計(jì)預(yù)應(yīng)力筋解決荷載平衡與整體傳力問題。表面裂縫也可能成為深層裂縫的誘發(fā)因素，對壩體的抗風(fēng)化能力和耐久性有一定影響。

3 地鐵工程混凝土裂縫控制措施

3.1 混凝土結(jié)構(gòu)在建設(shè)和使用過程中出現(xiàn)不同程度、不同形式的裂縫是一個(gè)相當(dāng)普遍的現(xiàn)象。從溫度控制、約束控制等多方面采取一系列的控制手段，增加對裂縫控制有利的因素，減少裂縫產(chǎn)生的因素。為降低水化熱的峰值，控制混凝土內(nèi)外的溫差，可以在混凝土內(nèi)部安裝冷卻水管，通過注入溫度較低的水吸收混凝土水化熱量，從而降低混凝土內(nèi)部溫度?；炷恋陌柚?、振搗等方面是為了改善混凝土本身的物理性質(zhì)，尤其是增加其密實(shí)性，減少內(nèi)部微裂縫與微孔洞，從而大大降低宏觀裂縫的形成機(jī)率。

3.2 粉煤灰中高活性物質(zhì)消耗吸收凝土中的堿，降低混凝土中的堿含量，避免堿集料反應(yīng)產(chǎn)生的裂縫，并可使混凝土的強(qiáng)度前期增長緩慢。對于地下水壓大，涌水量多的特殊環(huán)境，一般通過樁間埋設(shè)泄壓管或在底板下設(shè)置排水盲溝，以靜力釋放地下水的浮力，這些泄壓措施可使主體結(jié)構(gòu)減少承受的水壓，而降低混凝土結(jié)構(gòu)開裂的可能性。采用緩凝型高效減水劑，推遲水化熱溫度峰值時(shí)間；粗骨料采用連續(xù)級配，細(xì)骨料選用中砂等。在配合比的選配時(shí)，應(yīng)摻用外加劑和摻合料，通過調(diào)整外加劑、摻合料的用量?；炷翝仓r(shí)嚴(yán)格執(zhí)行分層澆筑措施，分層澆筑不僅有利于振搗，提高混凝土密實(shí)度和防水能力。在配筋率不變的前提下，也可以通過合理設(shè)置分布鋼筋，采用小直徑、密間距的鋼筋等，有效增加粘結(jié)力，減小裂縫產(chǎn)生和寬度。

3.3 設(shè)計(jì)過程中應(yīng)盡量保持構(gòu)件截面均勻，避免截面突變出現(xiàn)尖角、棱角，以減小混凝土收縮應(yīng)力和荷載應(yīng)力的集中。在規(guī)范的范圍內(nèi)和滿足混凝土設(shè)計(jì)要求的情況下，盡量適度提高粉煤灰的摻量，降低混凝土的水化熱。計(jì)量、拌制和運(yùn)輸混凝土的坍落度在攪拌站和澆筑地點(diǎn)分別取樣檢測，每一工作班不少于兩次。設(shè)專人加強(qiáng)現(xiàn)場指揮和調(diào)度，做到現(xiàn)場運(yùn)輸?shù)缆窌惩o阻，避免擁擠堵塞造成混凝土供應(yīng)不連續(xù)。當(dāng)工程在夏季施工時(shí)，即使晚上氣溫也較高，必須對骨料采取遮陽通風(fēng)、灑水降溫，通過加冰等措施降低拌和用水的溫度等綜合措施控制混凝土的入模溫度。地鐵工程應(yīng)優(yōu)先選用低水化熱、凝結(jié)時(shí)間長的普通硅酸鹽水泥，避免使用早強(qiáng)水泥，禁止使用剛出爐的水泥；通過摻用粉煤灰等摻合料，減小水灰比。為控制混凝土表面溫度與環(huán)境溫度之間的溫差，通過延遲拆模時(shí)間，保證降溫能連續(xù)緩慢進(jìn)行。

4 結(jié)語

地鐵工程是我國城市建設(shè)過程中重要的百年工程，一定要把地鐵建設(shè)成為人民滿意的放心工程。想提高地鐵隧道的耐久性，就應(yīng)該要有效的控制混凝土裂縫的發(fā)生和發(fā)展，隧道的混凝土滲漏是不可忽視的環(huán)節(jié)。由于混凝土開裂，嚴(yán)重削弱了混凝土本身的防水能力，給地鐵運(yùn)營帶來諸多隱患。只有對地鐵施工中混凝土裂縫的成因進(jìn)行細(xì)致科學(xué)的分析，才能找到預(yù)防和控制混凝土裂縫的有效措施。

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