張海云

（中鐵隧道集團(tuán)二處有限公司，北京 東燕郊 065201）

在地鐵工程的施工過程當(dāng)中以及工程完工投入運(yùn)營(yíng)之后都有可能出現(xiàn)混凝土裂縫現(xiàn)象。地鐵工程混凝土裂縫是一個(gè)難題一直以來困擾這地鐵設(shè)計(jì)以及施工人員。為了保證地鐵工程的工程質(zhì)量，保證其運(yùn)營(yíng)的穩(wěn)定性，必須采取有效的措施來應(yīng)對(duì)防水混凝土的裂縫現(xiàn)象。本文結(jié)合某地鐵工程實(shí)例，對(duì)地鐵車站的混凝土裂縫產(chǎn)生的原因以及應(yīng)對(duì)措施展開介紹，為同行日后的工作提供有效的借鑒。

某地鐵車站建筑主體面積為8560平方米，基礎(chǔ)底板的厚度為0.8米，中板、頂板以及側(cè)墻的厚度分別為0.4米、0.7米以及0.7米。按照相關(guān)的設(shè)計(jì)要求的規(guī)定，底板、頂板以及側(cè)墻為無裂縫自防水混凝土，因此在施工過程中采用了抗?jié)B混凝土，密實(shí)度為C35.這給裂縫控制工作帶來了極大的挑戰(zhàn)。在實(shí)際的施工過程中，嚴(yán)格控制混凝土拌制、振搗以及后期的養(yǎng)護(hù)，最終防身效果比較理想。

1 混凝土自身特性

混凝土具有自身獨(dú)特的性質(zhì)，因而在地鐵工程施工中經(jīng)常產(chǎn)生裂縫問題。混凝土自身特性主要表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：

混凝土在完全凝固以后，雖然有著強(qiáng)的抗壓強(qiáng)度，但是由于其比較脆的特點(diǎn)，使得它的抗拉強(qiáng)度只有抗壓強(qiáng)度的十分之一甚至更低。混凝土在外界拉力或者自身內(nèi)在產(chǎn)生變形的作用下產(chǎn)生的拉力作用大于自身的所能承受拉力的極限時(shí)就會(huì)產(chǎn)生裂縫。

作為一種復(fù)合材料的混凝土具有膠凝性的特點(diǎn)，容易收縮。這就為裂縫的產(chǎn)生提供了條件。

混凝土在凝固的過程中，其強(qiáng)度也隨之不斷的增加。在施工的過程中，混凝土的強(qiáng)度逐漸變強(qiáng)，最終達(dá)到設(shè)計(jì)的要求。其拉力的極限也是一個(gè)不斷變化的過程，一旦受到外界的影響，拉力超過極限值就會(huì)產(chǎn)生裂縫。

外界因素很容易對(duì)地鐵工程在施工造成影響。不同的因素之間相互疊加或者抵消就會(huì)造成不同場(chǎng)合的配合比各不相同，造成的裂縫也各自具有自身的特點(diǎn)，給控制工作帶來了障礙。

2 地鐵工程混凝土裂縫形成原因

造成地鐵混凝土裂縫的原因多種多樣，但是總體上可以分為：結(jié)構(gòu)性裂縫和非結(jié)構(gòu)性裂縫。

2.1 結(jié)構(gòu)性裂縫

導(dǎo)致地鐵工程混凝土發(fā)生裂縫的原因多種多樣，無論是施工過程中或者以后的使用中裂縫都有出現(xiàn)的可能。在施工過程中沒有采用足量的鋼筋或者日后的地基沉降、超載使用以及地震等原因都可能導(dǎo)致地鐵工程的混凝土裂縫，裂縫的產(chǎn)生一般都是瞬間的。

2.2 非結(jié)構(gòu)性裂縫

2.2.1 收縮引起的裂縫

地鐵工程中混凝土的收縮裂縫是比較普遍的一種裂縫，收縮性裂縫主要有三類，塑性收縮、干燥收縮和化學(xué)自收縮。塑性收縮大多產(chǎn)生于混凝土的凝固過程，特別是剛開始凝固的時(shí)候，強(qiáng)烈的水化反應(yīng)導(dǎo)致混凝土迅速失水，導(dǎo)致可塑像大幅度下降。混凝土在凝固的過程中體積勢(shì)必發(fā)生變化，從而產(chǎn)生不均勻的拉力，造成裂縫?；炷镣耆桃院螽a(chǎn)生的收縮就是干燥收縮，導(dǎo)致干燥收縮的原因主要是由于拆模過早，導(dǎo)致混凝土表面大量失水，造成表層提及迅速縮小，而混凝土內(nèi)部水分蒸發(fā)相對(duì)于表面來說速度較慢，相應(yīng)的體積變化的幅度也不是很大，這樣混凝土內(nèi)部和表面收縮的比率不同，表面產(chǎn)生的拉力大于混凝土的極限拉力之后容易產(chǎn)生裂縫。子收縮裂縫發(fā)生的階段最晚，多發(fā)生在硬化過程中?；炷劣捎谒嗟乃迷斐审w積減小，從而產(chǎn)生裂縫。

2.2.2 溫度變化引起的裂縫

地鐵工程混凝土裂縫產(chǎn)生的一個(gè)很重要的原因就是混凝土內(nèi)外溫差的存在?；炷帘砻嫠饔卯a(chǎn)生的溫度很快散失，而內(nèi)部產(chǎn)生的溫度卻不容易流失。這種現(xiàn)象隨著混凝土體積的增大而愈發(fā)嚴(yán)重。溫差裂縫產(chǎn)生主要有以下三種情況：

第一，在混凝土澆注的前期，該階段混凝土水化熱比較強(qiáng)烈，內(nèi)外溫差也很大，從而容易造成混凝土開裂，該裂縫通常于混凝土澆注完畢的3天之后出現(xiàn)。第二，混凝土拆模之后，表面溫度損失加快，拉大了內(nèi)外部的溫度差，最終導(dǎo)致產(chǎn)生裂縫。第三，混凝土內(nèi)部溫度達(dá)到一定程度之后就會(huì)下降，當(dāng)下降帶一定程度后達(dá)到最低點(diǎn)，這時(shí)的溫度與最高溫度的差異很大，從而造成混凝土裂縫的生成。

2.2.3 安定性裂縫

安定性裂縫表現(xiàn)為龜裂，主要是由于水泥安定性不合格而引起。

3 混凝土裂縫的控制措施

3.1 混凝土拌制過程

原材料的選擇:施工中采用均勻、穩(wěn)定、與外加劑具有良好的適應(yīng)性、早期化學(xué)收縮性較小的42.5級(jí)普通硅酸鹽水泥。級(jí)配良好的碎卵石和中砂作為混凝土的粗細(xì)骨料，嚴(yán)格控制砂石的含泥量,減少孔隙率,增大表面積。從而減少了水化熱,達(dá)到減少收縮裂縫提高抗裂性能的目的。

混凝土配合比的選定：混凝土配合比設(shè)計(jì)中嚴(yán)格控制水灰比、坍落度,最大限度減少早期干縮裂縫的產(chǎn)生。本工程采用泵送混凝土,根據(jù)施工部位的不同及時(shí)進(jìn)行試配,以利于混凝土配合比的優(yōu)化設(shè)計(jì),確保泵送混凝土滿足以下的技術(shù)參數(shù)要求:

第一，水灰比控制在0.4到0.45,坍落度控制在140到160毫米。第二，初凝時(shí)間應(yīng)該高于8個(gè)小時(shí)。第三，砂率控制在大約百分之四十左右。第四，摻加外加劑以及適量粉煤灰,改善混凝土和易性,減少水泥用量、降低水化熱,減少混凝土干縮。

3.2 混凝土振搗施工技術(shù)措施

本工程地下室底板、側(cè)墻、中板、頂板均采用分層分段法澆筑,每層厚度不超過0.3到0.4米,相鄰兩層澆筑時(shí)間間隔不超過2小時(shí),確保上、下層混凝土在初凝之前結(jié)合好,不形成施工縫。混凝土澆搗順序采用分塊澆搗,使每塊底板、側(cè)墻及中板、頂板的水化熱控制在一定范圍內(nèi)。

澆搗前及時(shí)進(jìn)行檢查,模板進(jìn)行潤(rùn)濕,雜物清理干凈,隨時(shí)掌握天氣變化情況,備好防雨、抽水設(shè)備。

控制混凝土澆灌溫度,其內(nèi)外溫差應(yīng)控制在25攝氏度以內(nèi),外表面與環(huán)境溫差應(yīng)控制在25攝氏度以內(nèi)。在混凝土表面用木抹子緊壓整平后覆蓋一層塑料布。

澆搗時(shí)振動(dòng)棒要快插慢拔,振搗時(shí)間為20秒到30秒,以混凝土開始出漿和不冒氣泡為準(zhǔn),避免漏振、欠振和過振。并注意及時(shí)排除滲水,減少混凝土內(nèi)部的水分和氣泡。

控制好混凝土的坍落度。每泵壓送混凝土入模時(shí)分別測(cè)定坍落度,對(duì)不符合坍落度要求的混凝土做退場(chǎng)處理,嚴(yán)格制止在施工現(xiàn)場(chǎng)對(duì)罐車內(nèi)混凝土加水。

4 混凝土養(yǎng)護(hù)

對(duì)于地鐵工程的底板混凝土以及頂板混凝土在初步凝固之后，應(yīng)該定期進(jìn)行灑水養(yǎng)護(hù)，并做好覆蓋措施。

混凝土凝固之后，模板拆除之前要充分考察混凝土水化溫度升降的變化以及混凝土的收縮情況，并綜合考慮當(dāng)時(shí)的溫度以及濕度情況，選擇正確的時(shí)間來進(jìn)行拆模工作。在混凝土內(nèi)部溫度過高時(shí)不宜進(jìn)行拆模作業(yè)和灑水養(yǎng)護(hù)，防止內(nèi)外溫差加大造成的裂縫。在混凝土澆注完畢3天之后可以在模板上進(jìn)行小水養(yǎng)護(hù)，注意養(yǎng)護(hù)用水的溫度應(yīng)該接近混凝土表面的溫度。

地鐵混凝土施工作業(yè)應(yīng)該選擇溫度以及適度適宜的天氣，在雨天不應(yīng)該進(jìn)行混凝土作業(yè)，避免混凝土被雨水沖刷。

5 結(jié)語

綜上所述，地鐵工程中引起混凝土裂縫的原因多種多樣，但是只要在施工的過程中嚴(yán)格遵守相關(guān)規(guī)范的規(guī)定，采取嚴(yán)格的控制措施來確保相關(guān)工藝的科學(xué)合理，認(rèn)真避免造成混凝土裂縫的一些原因，這樣在很大程度上就能減少甚至避免地鐵工程施工過程中以及日后的混凝土裂縫。

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