王蒙 蘇廣寧

中鐵九局集團有限公司大連分公司 遼寧大連 116000

地鐵的出現(xiàn)使我國道路擁擠的問題得到了很大程度的緩解，為我國基礎建設的快速發(fā)展貢獻力量。地鐵車站施工由于水泥用量大，發(fā)熱量高以及前期水化速率過快等因素，導致混凝土結構散熱困難，很容易引起局部溫差過大，當溫差產(chǎn)生的拉應力超過混凝土的抗拉強度，會引發(fā)混凝土內(nèi)部和表面裂縫的產(chǎn)生[1]。

1 工程概況

本研究以某市地鐵二號線某標段車站為工程背景。該車站基坑進行側墻的澆筑：側墻的長寬高分別為19.8m×0.7m×6m。采用單側支架對模板進行加固，模板長高分別為6m×1.8m。澆筑的側墻，背部接觸基坑的地下連續(xù)墻結構，底部接觸的是鋼筋混凝土的底板結構，同時側墻的兩個端頭分別接觸的是混凝土側墻與木模板，導致通風性能不好而且散熱性較差。

2 設計措施

地鐵地下車站和線路區(qū)間在設計時通常采用單向板結構，容易產(chǎn)生橫向裂縫，需要考慮提高結構縱向剛度，并通過應力釋放和約束進行裂縫控制。對于單向板，應通過設計梁結構分段約束板結構合攏后的應力，增加底板的橫向梁結構（如果受站內(nèi)凈空影響，改為設置暗梁）。一方面在單向板的基礎上考慮了空間受力特征，加強了雙向的剛度；另一方面在超長縱向單向板結構中，利用圍護結構的約束抵御了結構合攏在跳季度降溫后的結構開裂[2]。

3 細部構造及施工

①對接槽和對接板須配合使用，為了防止出現(xiàn)對接板無法順利插入對接槽的情況，對接槽的寬度要比對接板的厚度寬1-1.5mm。在對接槽與對接板對接前，對接槽內(nèi)塞有橡塑海綿，防止混凝土進入對接槽造成堵塞，對接時將橡膠海綿拿出即可。②陰塊構件和陽塊構件均采用T型鋼。T型鋼成型好，便于直接制作兩種構件，且具有較好的防水、耐腐蝕性能，能夠在地下環(huán)境中保存較長的時間。③地下連續(xù)墻連接縫需與內(nèi)襯側墻環(huán)向施工縫錯開，方可保障該防水裝置的防水效果。④在圍護墻施工中，待圍護墻鋼筋籠綁扎完成之后，分別將2個陰塊構件的陰塊固定板焊接在第1幅圍護墻鋼筋籠和第2幅圍護墻鋼筋籠上，預留工字鋼頭連接所產(chǎn)生的地下連續(xù)墻連接縫位置，保證陰塊構件焊接位置與連接縫相距一定距離，約為15-20cm。⑤將陰塊構件朝內(nèi)，分幅吊裝地下連續(xù)墻鋼筋籠，澆筑混凝土；將陽塊構件固定在內(nèi)襯側墻鋼筋籠上，注意調(diào)整陽塊構件的位置，精確測量陰塊構件間距，然后在內(nèi)襯墻鋼筋籠上控制相同間距安裝陽塊構件，保證陰塊構件與陽塊構件能夠配合使用。

4 側墻結構混凝土監(jiān)測

①側墻混凝土入模溫度約20.5℃，實體結構自澆筑開始約1.5d后達到溫峰，側墻結構混凝土的中部中心、中部邊、邊中心部位最高溫升值與模擬計算結果吻合。②側墻混凝土中摻入HME抗裂劑?；炷恋淖冃闻c溫度歷程有關，在溫升階段的膨脹有助于存儲膨脹預壓應力，在開裂風險較高的溫降階段仍能有效補償收縮變形有助于提高混凝土的抗裂性。為進一步說明問題，將該實體側墻結構混凝土監(jiān)測結果與鋼筋約束條件下的構件混凝土試驗結果進行比較。各部位測得的溫升階段膨脹變形和溫降階段收縮變形有所差異，尤其是溫降階段收縮變形，如中心部位混凝土單位溫度收縮比構件試驗時測試值降低了30%以上，這可能與實體結構體量更大、約束更強有關?？傮w而言，從實測結果來看，抗裂功能材料在實體結構中的抗裂效果更為顯著，開裂風險可以有效降低[3]。

5 應力分布的測量與分析

在開始階段，隨著混凝土的澆筑高度增加，模板側壓力也隨之增大。此時混凝土在振搗作用的影響下，可以看作是完全塑形流體，在重力的作用下，壓力主要表現(xiàn)為混凝土的豎向沉降和橫向膨脹。同時，由于模板的存在，阻止混凝土的橫向膨脹，導致了模板側壓力的出現(xiàn)。在混凝土澆筑完成之后，模板側壓力開始降低。因為此時混凝土已不再是完全的塑性流體，水化產(chǎn)物的相互聯(lián)結，制約了混凝土的流動性，同時混凝土自身開始產(chǎn)生收縮導致模板側壓力開始下降。在這之后，模板側壓力開始急劇增大，此時混凝土發(fā)生初凝，開始失去塑形流體狀態(tài)，隨著水泥水化放熱產(chǎn)生的膨脹量大于混凝土自身收縮量，混凝土整體表現(xiàn)為體積的膨脹，導致模板所受到的力增大，模板側壓力數(shù)值增加。在15h之后，模板側壓力開始趨于穩(wěn)定。

6 材料及要求

混凝土材料應注意以下方面：①優(yōu)選原材料，采用低水化熱水泥；②采用低收縮率和低絕熱溫升的混凝土配合比；③采取降溫措施和運輸隔熱措施，降低預拌混凝土出槽溫度和入模溫度；4.控制混凝土的收縮率等抗裂指標。

7 混凝土抗裂技術措施

混凝土的溫控防裂應從控制混凝土的水化升溫、延緩降溫速度減小混凝土收縮、提高混凝土的極限拉伸強度、改善約束條件和設計構造等方面考慮技術措施。主要包括：嚴控混凝土配合比，按設計強度、抗?jié)B標號通過試驗確定最佳配合比；在滿足強度、密實性、耐久性、抗?jié)B等級和泵送混凝土的和易性（即塌落度及其損失）要求的前提下，最大限度地控制混凝土的水泥用量，嚴格控制水膠比，選用低水化熱水泥以及采用雙摻技術（優(yōu)質粉煤灰或磨細礦渣加上高效減水劑）；分層連續(xù)澆筑，加強保溫、保濕養(yǎng)護，信息化監(jiān)測混凝土溫度，實時反饋指導養(yǎng)護和拆模。

8 結語

地鐵車站施工混凝土裂縫與高層構筑物有明顯差異，需要在設計、施工、材料方面采取相應技術措施進行裂縫控制。有必要在研究房建工程、鐵道工程相關標準的基礎上，建立地鐵結構混凝土抗裂技術規(guī)程，全過程指導地鐵主體混凝土結構的建造。