鐵路工程混凝土裂縫的監(jiān)理控制要點

張翔?。ū本╄F建工程監(jiān)理有限公司， 北京 100055）

0 引 言

混凝土裂縫分為微觀裂縫和宏觀裂縫，筆者主要針對宏觀裂縫進行分析。

混凝土裂縫是鐵路工程施工過程中的常見問題。輕微裂縫會影響結構外觀質量；當裂縫較寬較深時，會導致水分及有害物質滲入，誘發(fā)鋼筋銹蝕或加速混凝土的自然老化，從而損害工程結構的承載能力、使用功能和耐久性，影響結構的抗?jié)B性能。因此，對混凝土裂縫的預防是鐵路混凝土工程質量控制的一項重點工作。

1 工程概況

某鐵路改建工程一段路基 U 型擋土墻結構，長度1170m，采用圍護樁和鋼支撐作為支護結構。U 型結構底板厚 0.6m～2.4m，邊墻高 2.25m～11.03m，均采用C35、P10 防水鋼筋混凝土澆筑。U 型結構防水標準為二級，不允許漏水，外包 ECB 胎基復合自粘防水板。邊墻模板采用定型大鋼模板，采用鋼支架支撐。

2 混凝土裂縫調查分析

通過對 42 段邊墻（每段長 20m）進行調查，累計出現 126 條宏觀裂縫。對長度、寬度、深度進行檢測發(fā)現，裂縫長度為 1.4m～4.5m、寬度為 0.06mm～0.22mm（個別局部寬度最寬達 0.31mm）、深度為 13mm～39mm。具體統(tǒng)計見表 1。

表1 裂縫參數統(tǒng)計表

按照 TB 10424—2010《鐵路混凝土工程施工質量驗收標準》第 6.4.16 條規(guī)定，普通混凝土結構表面的非受力裂縫寬度不得大于 0.2mm。依據調查統(tǒng)計分析，局部裂縫寬度大于 0.2mm 的裂縫有6條，深度介于 34mm～39mm之間，長度介于 3 cm～37 cm 之間。

3 施工過程中混凝土裂縫產生的原因及預防措施

本工程混凝土施工期產生裂縫，大致有以下幾種原因。

3.1 養(yǎng)護工作不到位

混凝土養(yǎng)護是確?；炷潦┕べ|量的關鍵工序。持續(xù)有效的養(yǎng)護工作對預防裂縫產生起著關鍵性的作用。養(yǎng)護開始時間越早、持續(xù)時間越長（7 d～14 d），對預防裂縫越有利。

3.1.1 冬期施工養(yǎng)護保溫不到位

北京地區(qū)冬期環(huán)境溫度較低。冬期施工期間，混凝土澆筑后，由于水化熱導致內部溫度升高；而外部環(huán)境溫度較低，水化熱散失較快，表面溫度升高較小，混凝土內外溫差產生溫度變形和溫度應力。當溫度應力超過混凝土的內外約束應力（包括混凝土抗拉強度）時，就會產生裂縫。

本工程冬期施工時，由于結構形式限制，邊墻混凝土施工保溫主要采取模板噴涂聚氨酯泡沫膠、搭設保溫棚、棚內用燃油熱風炮輔助加熱措施。在實際施工過程中發(fā)現，保溫棚密封性較差，燃油熱風炮在棚內加熱需要定期巡視檢查和監(jiān)護，降低了保溫效果；施工單位為降低成本，節(jié)省燃油，熱風炮加熱時間短，數量少，直接導致棚內溫度較低，達不到保溫要求，從而產生溫度變形和溫度應力，產生裂縫。

預防措施：一是結合工程實際編制冬期施工專項方案，針對養(yǎng)護制定專項措施并確保措施費用到位，保證各項措施能夠有效落實；二是加強保溫措施檢查，確保保溫效果滿足養(yǎng)護要求。

3.1.2 灑水養(yǎng)護不及時

灑水養(yǎng)護主要是使混凝土澆筑完成后，為混凝土水化熱反應提供足夠的水分，使水化反應順利進行，防止混凝土在強度發(fā)展階段表面脫水而產生干縮裂縫。特別是在春末、夏季施工，環(huán)境溫度高，混凝土水分蒸發(fā)速度快，初凝后的幾個小時是裂縫產生關鍵期，澆筑完成 24 h～72 h是水化熱反應高峰期。

施工單位對混凝土養(yǎng)護的重要性認識不足，直接導致養(yǎng)護不及時的問題。同時，在混凝土澆筑前，養(yǎng)護需要的水源、水管、人員以及施工技術交底等各項準備工作沒有做好也是重要原因。

預防措施：模板報驗時落實各項養(yǎng)護措施，作為驗收合格進行混凝土澆筑的必要條件。在混凝土澆筑完成，初凝后及時灑水養(yǎng)護。邊墻拆模前帶模養(yǎng)護。

3.1.3 灑水方式不當

本工程一開始采用覆蓋土工布灑水進行養(yǎng)護，但因邊墻結構型式特點，土工布無法覆蓋緊貼，灑水后保濕效果不明顯。后采取間隔時間灑水，灑水工人又敷衍了事，造成灑水間隔時間過長，造成保濕效果達不到養(yǎng)護要求。

預防措施：根據工程實際采取切實可行的養(yǎng)護方式。灑水效果要達到混凝土保持濕潤的狀態(tài)，本工程可采用布管持續(xù)滴水并墻面噴水補充的方式。

3.2 混凝土原材質量問題

3.2.1 骨料含泥量過高

骨料中含泥量過高，會導致水泥與碎石間內摩擦力減小，內應力增加，隨著混凝土的干燥，會產生不規(guī)則的裂縫。在對商品混凝土拌合站原材抽樣檢測中多次發(fā)現粗細骨料含泥量超標的問題。

預防措施：認真地對骨料含泥量進行試驗檢測，控制粗骨料含泥量 ≤1.0%、細骨料含泥量 ≤2.5%，不合格材料嚴禁使用。

3.2.2 碎石針片狀顆?？偤砍瑯?/p>

針片狀顆?？偤窟^高，骨料表面積過大，直接導致水泥用量和用水量增加，導致混凝土內部收縮量增加，產生裂縫。

預防措施：加強對碎石篩分的試驗檢測，控制針片狀顆?？偤?≤8%，并選用表面粗糙、孔隙率較小、級配良好的碎石。

3.3 混凝土配合比不當

配合比是影響混凝土抗拉強度的直接因素，是混凝土產生裂縫不可忽略的原因之一。

3.3.1 坍落度過大

本工程采用商品混凝土，混凝土泵車泵送，為了使泵車泵送便利，就要加大混凝土的流動性，也就是要有較大的混凝土坍落度。坍落度大混凝土的水灰比也就相應增大，表面經過振搗后便會形成收縮性較大的水泥浮漿。初凝時，表面游離水分較多，蒸發(fā)速度過快，體積急劇收縮，面層浮漿收縮值比內部大，而混凝土早期強度較低，不能抵抗收縮變形應力，導致裂縫產生。

另外，混凝土運輸過程中會有坍落度損失，為了便于泵送，澆筑過程中施工方多次出現向罐車內加水的違規(guī)作業(yè)行為，直接導致坍落度加大，也使配合比發(fā)生了變化。

預防措施：向拌合站做好技術交底，嚴格控制塌落度。認真做好現場坍落度試驗，不合格的嚴禁使用。加強混凝土泵送盯控，一經發(fā)現向罐車內加水，對本車混凝土作廢棄處理，并對施工人員進行處罰。

3.3.2 設計早強混凝土不當

為了降低成本，減少模板使用量，就要縮短模板周轉周期，提早拆模時間，于是施工單位在配合比設計時提高了混凝土早期強度。早期強度越高，混凝土裂縫越容易產生。TB 10424—2010《鐵路混凝土工程施工質量驗收標準》中第 6.1.2 條中規(guī)定不宜使用早強水泥。

設計早強混凝土就要采用高等級水泥并增加水泥用量。水泥等級越高，細度越細，比表面積就越大，與水發(fā)生反應的表面積越大，反應速度就越快，而且較完全，強度上升就越快，放熱就越多，收縮越大。水化硬化后水泥內部會有較多空隙，裂縫越容易產生。

預防措施：合理設計混凝土早期強度，采用低熱水泥，使用減水劑，優(yōu)先采用普通硅酸鹽水泥、粉煤灰硅酸鹽水泥，在滿足混凝土強度要求的情況下，宜盡量降低水泥用量。

3.4 振搗工作不到位

混凝土振搗不均勻、漏振就會造成內部氣泡不能徹底排出，鋼筋表面的氣泡過多會降低鋼筋與混凝土的粘結力，在混凝土表面就會較容易產生裂縫；過振會使混凝土產生離析，水泥漿和粗骨料分離，影響混凝土的密實性和均勻性，也會產生裂縫。

預防措施：編制混凝土澆筑專項施工方案，做好振搗技術交底，振搗施工做到垂直插入、快插、慢拔、“三不靠”等。

4 監(jiān)理工作措施

4.1 提高混凝土裂縫預防重要性的認識

首先要提高監(jiān)理人員的質量意識，使監(jiān)理人員知悉混凝土裂縫的危害，以及在裂縫預防中監(jiān)理的重要責任。編制裂縫預防專項監(jiān)理實施細則，用以指導監(jiān)理工作。

另外以監(jiān)理工作聯(lián)系單或監(jiān)理例會工作手段向施工單位提出裂縫預防的要求，使施工單位對混凝土裂縫預防工作的重要性有足夠認識。

4.2 嚴格審查混凝土施工方案并監(jiān)督落實

施工方案是指導施工的技術文件，對質量控制起著關鍵性的作用。施工單位應編制混凝土專項施工方案，并且在冬期、夏季施工編制季節(jié)性施工方案。

在方案審查過程中，重點對方案中的質量保證措施進行審查。首先，混凝土的澆筑應有現場各項試驗控制要求，對坍落度的具體值有明確，對不合格混凝土有處理措施；其次，混凝土振搗方式、振搗工藝應滿足《鐵路混凝土工程施工技術指南》第 6.9 條規(guī)定；其三，明確混凝土養(yǎng)護方法，以及相應的資源配置，必要時編制養(yǎng)護專項方案；其四，采用商品混凝土的，要有拌合站質量控制措施。

4.3 充分發(fā)揮技術交底的作用

施工單位應依據施工方案編制技術交底，結合工程實際向作業(yè)人員進行交底培訓，使作業(yè)人員對施工技術特點、技術質量要求、工作方法與措施等方面有一個較詳細的了解。

技術交底要與生產實踐相結合，在施工過程中檢查交底的執(zhí)行情況以驗證其效果，發(fā)現未按照交底施工的及時進行糾正并對作業(yè)人員進行現場培訓，以達到指導施工的目的。

監(jiān)理也應對施工技術交底進行審查，對交底中裂縫預防的各項施工工藝要求是否明確、各項工藝參數是否符合規(guī)范要求進行審核。

另外，監(jiān)理部也應依據監(jiān)理細則針對關鍵工序進行監(jiān)理工作技術交底，使監(jiān)理人員明確裂縫預防的質量控制重點和控制要求。

4.4 嚴格審查混凝土配合比

重點審查以下內容：一是配合比設計程序是否符合要求；二是是否使用早強水泥；三是審查坍落度值；四是當使用的原材料、施工工藝發(fā)生變化時，應重新進行配合比選定試驗。

在施工過程中拌合站要嚴格按照選定的配合比進行拌制，不得隨意進行調整，在施工過程中有多次發(fā)現，為方便泵送，拌合站私自調整配合比，增加混凝土坍落度。一經發(fā)現，對混凝土拌合站進行停工整頓。

4.5 加強對混凝土原材料的控制

建立拌合站檢查制度，定期對拌合站原材料進行檢查，建立完善原材料進場登記、檢驗制度，特別是對水泥堿含量、骨料含泥量、堿活性進行檢驗，未經檢驗合格的材料不準用于工程。

4.6 做好混凝土澆筑旁站監(jiān)理工作

在旁站監(jiān)理過程中重點做好以下工作：一是檢查混凝土養(yǎng)護的各項措施是否落實到位，技術、試驗、質檢人員是否到位；二是嚴格把控開盤，檢查混凝土預拌廠商提供的混凝土配合比通知單，對開盤鑒定各項試驗進行見證，試驗合格才能下達開盤指令；三是在旁站過程中按照規(guī)定頻次進行現場試驗，嚴禁使用不合格混凝土；四是監(jiān)督混凝土澆筑各項工序滿足施工要求，特別是要盯控直接向罐車內加水的違規(guī)行為，一經發(fā)現，嚴禁使用本車混凝土；五是檢查振搗施工是否嚴格按照方案實施。

4.7 充分利用監(jiān)理工程師通知單

在混凝土澆筑施工過程中一旦發(fā)現因未按方案施工形成裂縫產生因素時，及時發(fā)出監(jiān)理工程師通知單，針對問題提出整改要求，以免后續(xù)施工出現同樣問題。同時，也能通過此方式提高施工單位對施工過程中裂縫預防的重視程度。

4.8 做好養(yǎng)護巡視檢查

在日常巡視檢查過程中，將混凝土的養(yǎng)護作為重點檢查項目。對養(yǎng)護開始、持續(xù)時間、混凝土測溫記錄、保濕、保溫效果等進行檢查，并記錄到監(jiān)理日志中。通過巡檢發(fā)現養(yǎng)護不到位的問題應及時進行處理，確保養(yǎng)護效果。

5 裂縫修補方法

裂縫修補常見的方法有表面封閉法、壓力灌漿法、開槽填補法、涂膜封閉法。U 型擋土墻結構有抗?jié)B要求，采取壓力灌漿法進行修補，利用壓力設備將膠結材料壓入混凝土的裂縫中，膠結材料硬化后與混凝土形成一個整體，從而達到封堵加固的目的。

6 結 語

大量工程實踐表明，混凝土的裂縫是不可避免的，但應采取一定措施進行預防，減少裂縫產生的數量以及降低裂縫的危害。從監(jiān)理工作角度來講，應以事前預防控制為主，事中控制為輔，根據工程實際分析可能導致裂縫產生的因素，提前制定預防措施，對各因素加以控制，施工過程中重點保證各項措施的有效落實。另外，充分發(fā)揮施工單位主體責任，編制具有指導性的施工方案，并嚴格按照施工方案組織施工，落實各項質量保證措施；監(jiān)理人員在監(jiān)理過程中嚴格按照監(jiān)理規(guī)劃、監(jiān)理細則進行監(jiān)理，充分落實監(jiān)理責任，嚴格把控關鍵工序、關鍵環(huán)節(jié)，那么裂縫的預防和控制是完全可以做到的，而且能夠取得良好的效果。