地鐵土建施工混凝土裂縫控制分析

【摘 要】在地鐵土建工程的施工過程當(dāng)中以及工程完工投入運營之后都有可能出現(xiàn)混凝土裂縫現(xiàn)象。地鐵土建工程混凝土裂縫是一個難題一直以來困擾這地鐵土建設(shè)計以及施工人員。為了保證地鐵土建工程的工程質(zhì)量，保證其運營的穩(wěn)定性，必須采取有效的措施來應(yīng)對防水混凝土的裂縫現(xiàn)象。本文對地鐵土建車站的混凝土裂縫產(chǎn)生的原因以及應(yīng)對措施展開介紹。

【關(guān)鍵詞】地鐵土建工程；混凝土；裂縫；控制

引言

施工中混凝土開裂現(xiàn)象經(jīng)常發(fā)生，是困擾工程技術(shù)人員的一大難題。其實，如果采取一定的設(shè)計和施工措施，很多裂縫是可以克服和控制的混凝土裂縫的控制是一個質(zhì)量難題，我們在施工中著重對混凝土拌制過程、振搗過程、養(yǎng)護過程進行嚴格控制，取得了良好的效果。

一、地鐵土建施工混凝土裂縫產(chǎn)生的原因

1、收縮引起的裂縫

地鐵土建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候，強烈的水化反應(yīng)導(dǎo)致混凝土迅速失水，導(dǎo)致可塑像大幅度下降?；炷猎谀痰倪^程中體積勢必發(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。混凝土由于水泥的水化用造成體積減小，從而產(chǎn)生裂縫。

2、溫度變化引起的裂縫

地鐵土建工程混凝土裂縫產(chǎn)生的一個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)部溫度達到一定程度之后就會下降，當(dāng)下降帶一定程度后達到最低點，這時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。

3、地基變形引起的混凝土裂縫

由于地鐵土建的施工地基豎向不均勻的沉降或者水平的位移，地基會發(fā)生形變，這造成了混凝土結(jié)構(gòu)受力發(fā)生變化，以造成其內(nèi)部發(fā)生形變，從而引發(fā)混凝土裂縫。引起地基基礎(chǔ)變形的原因也是多種多樣的，大致上可以劃分為外界環(huán)境引起的地基形變和人為因素引發(fā)的地基形變。前者包括以下幾種：施工路線中有些地段有較大的地質(zhì)變化，如土質(zhì)的壓縮性變化過快，缺乏過渡，結(jié)構(gòu)的荷載差異較大對混凝土強度的要求突然大大提高等等；人為引發(fā)地質(zhì)基礎(chǔ)變形的情況有：對地質(zhì)的勘查工作不到位，對地質(zhì)情況的分析不細致，或者參考的地質(zhì)數(shù)據(jù)不夠準(zhǔn)確等，再者是在對混凝土材料的把關(guān)不夠嚴格，由于混凝土材料本身普遍的不均勻、不密實等誘發(fā)地質(zhì)形變，或者是由于對工藝流程的陌生，對施工過程缺乏監(jiān)督和指導(dǎo)，造成施工過程中出現(xiàn)不科學(xué)部合理的施工行為以誘發(fā)地質(zhì)形變。

二、地鐵土建施工混凝土裂縫控制措施

1、材料的選擇

水泥選用P.O42.5，為中低水化熱低堿水泥，控制水泥中發(fā)熱量和發(fā)熱速度最快的C3A的含量在7%以下，水泥3天的水化熱不大于265kJ/kg；選用質(zhì)地堅硬、級配良好的低堿性中砂，含泥量不大于1%，細度模數(shù)為2.5～3.2，能夠有效減少用水量，水泥用量也可相應(yīng)減少，降低了混凝土溫升和減少了混凝土的收縮；石子選用5～25mm的低堿活性連續(xù)級配碎石，空隙率較小，含泥不大于1%；摻合料采用華能生產(chǎn)的I級粉煤灰。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，并可使混凝土的強度前期增長緩慢；摻加CSA高效抗裂防水劑，用做補償收縮和自應(yīng)力，可建0.2-0.7MPa自應(yīng)力值，大大提高混凝土的抗裂性和抗?jié)B性。

2、配合比的確定

采用“抗裂為主、綜合耐久性指標(biāo)優(yōu)先”的總設(shè)計原則，確?；炷猎谶_到設(shè)計強度等級的情況下，混凝土的收縮性小，抗?jié)B等級高，其他耐久性指標(biāo)達到規(guī)范的要求。具體如下。采用最低膠凝材料及水泥用量的法則。在滿足有關(guān)規(guī)范，以及混凝土抗壓強度等耐久性指標(biāo)，混凝土可泵性的前提下，盡量降低膠凝材料（水泥、粉煤灰和抗裂防水劑）的總用量，以及水泥的用量，以減少混凝土的水化熱和收縮值；在規(guī)范的范圍內(nèi)和滿足混凝土設(shè)計要求的情況下，盡量適度提高粉煤灰的摻量，降低混凝土的水化熱；最少單位用水量法則。盡量降低混凝土的水膠比，提高混凝土的密實度，降低混凝土的空隙率，提高混凝土的耐久性，減少混凝土的收縮。

3、混凝土振搗施工技術(shù)措施

（1）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300mm-400mm，相鄰兩層澆筑時間間隔不超過2h，確保上、下層混凝土在初凝之前結(jié)合好，不形成施工縫?；炷翝矒v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)。

（2）澆搗前及時進行檢查，模板進行潤濕，雜物清理干凈，隨時掌握天氣變化情況，備好防雨、抽水設(shè)備。

（3）控制混凝土澆灌溫度，其內(nèi)外溫差應(yīng)控制在25℃以內(nèi)，外表面與環(huán)境溫差應(yīng)控制在25℃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。

（4）澆搗時振動棒要快插慢拔，振搗時間為20s～30s，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。并注意及時排除泌水，減少混凝土內(nèi)部的水分和氣泡。

（5）控制好混凝土的坍落度。每泵壓送混凝土入模時分別測定坍落度，對不符合坍落度要求的混凝土做退場處理，嚴格制止在施工現(xiàn)場對罐車內(nèi)混凝土加水。

4、混凝土的溫度監(jiān)測

在底板混凝土中部和離底板上表面下90mm位置留置測溫孔，分別用其測量混凝土中心溫度和表面溫度。距混凝土表面1.5m高度、露天、不易破壞處設(shè)3個普通溫度計測量大氣溫度，取讀數(shù)平均值?；炷翝仓_始后1-3天每3h測溫1次，從第4～15天每5h測溫1次，第15～30天每10h測溫1次。利用計算機對測溫數(shù)據(jù)進行信息化實時管理。

5、混凝土養(yǎng)護

對于地鐵土建工程的底板混凝土以及頂板混凝土在初步凝固之后，應(yīng)該定期進行灑水養(yǎng)護，并做好覆蓋措施?；炷聊讨?，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)時的溫度以及濕度情況，選擇正確的時間來進行拆模工作。在混凝土內(nèi)部溫度過高時不宜進行拆模作業(yè)和灑水養(yǎng)護，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行小水養(yǎng)護，注意養(yǎng)護用水的溫度應(yīng)該接近混凝土表面的溫度。地鐵土建混凝土施工作業(yè)應(yīng)該選擇溫度以及適度適宜的天氣，在雨天不應(yīng)該進行混凝土作業(yè)，避免混凝土被雨水沖刷。

結(jié)束語

雖然在地鐵土建施工中混凝士裂縫產(chǎn)生的原因很多，但只要嚴格按規(guī)范規(guī)定施工，認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。出現(xiàn)裂縫后多總結(jié)，綜合多種預(yù)防處理措施，混凝土結(jié)構(gòu)的有害裂縫是完全可以避免的。地鐵土建工程是我國城市建設(shè)過程中重要的百年工程，一定要把地鐵土建建設(shè)成為人民滿意的放心工程。

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