淺談隧道混凝土結(jié)構(gòu)裂縫的施工控制

黃廣源廈門百城建材有限公司（361000）

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淺談隧道混凝土結(jié)構(gòu)裂縫的施工控制

黃廣源
廈門百城建材有限公司（361000）

摘要：在隧道結(jié)構(gòu)中，滿足其使用功能的關(guān)鍵就是防止?jié)B漏。而如果在結(jié)構(gòu)上出現(xiàn)了貫穿裂縫的現(xiàn)象，那么就算抗?jié)B混凝土等級(jí)再高也不能達(dá)到其自防水的目的，因此從某種程度上來(lái)說(shuō)，混凝土結(jié)構(gòu)的抗裂與抗?jié)B相較之下，前者更為重要，這篇文章簡(jiǎn)要分析了施工過(guò)程中該如何對(duì)混凝土結(jié)構(gòu)裂縫進(jìn)行控制。

關(guān)鍵詞：隧道施工；混凝土結(jié)構(gòu)；裂縫控制

廈門外環(huán)線上某路段雙向六車道按暗埋雙孔隧道設(shè)計(jì)，側(cè)墻及中隔墻基礎(chǔ)采用抗浮樁和柱承樁基，明挖法施工，每隔60 m設(shè)置一道變形縫。樁基施工完成后，分倉(cāng)施工C50P10鋼筋混凝土底板和側(cè)墻、頂板，在完成了第三模側(cè)墻、頂板澆筑后7 d時(shí)，養(yǎng)護(hù)工人發(fā)現(xiàn)側(cè)墻上出現(xiàn)了豎向裂縫，寬度小于設(shè)計(jì)要求，施工單位召集商品混凝土供應(yīng)商、技術(shù)人員和作業(yè)班組等相關(guān)人員再次進(jìn)行技術(shù)交底，通過(guò)技術(shù)及工藝改進(jìn)，避免了裂縫的產(chǎn)生。

在隧道混凝土結(jié)構(gòu)中主要由于溫差（包括收縮）、混凝土板厚度（或墻高度）、結(jié)構(gòu)連續(xù)長(zhǎng)度、混凝土本身的徐變及約束等原因造成了裂縫這一現(xiàn)象的產(chǎn)生?？筛鶕?jù)裂縫在結(jié)構(gòu)表面的分布形狀以及其基本走向大致分為二種：一種是無(wú)序狀態(tài)裂縫，它的意思是裂縫的方向不同，并且均勻分布，它的長(zhǎng)度較短，深度也比較淺，產(chǎn)生這種裂縫的原因大多是由于混凝土的內(nèi)外收縮不均勻而造成的；另一種裂縫是比較規(guī)則的連續(xù)裂縫，其出現(xiàn)的形式一般是間距平行，這種現(xiàn)象產(chǎn)生的原因主要是混凝土結(jié)構(gòu)受到了外部的約束，裂縫方向垂直或斜交于所受約束方向，有時(shí)還會(huì)將整個(gè)構(gòu)件斷面貫穿，并且這也是隧道結(jié)構(gòu)產(chǎn)生裂縫的一種主要形式。一般來(lái)說(shuō)，裂縫寬度只要控制在0.15 mm之內(nèi)，即可滿足設(shè)計(jì)要求［1］。

1　防止途徑

解決隧道混凝土結(jié)構(gòu)產(chǎn)生裂縫的主要途徑有很多，其中包括：1）對(duì)隧道縱向施工縫分段長(zhǎng)度進(jìn)行控制；2）減少由于隧道縱向不均勻沉降而引起的縱向變形的現(xiàn)象；3）通過(guò)設(shè)置變形縫控制裂縫的開展；4）使混凝土的施工質(zhì)量得到提高。

上述三點(diǎn)已在圖紙?jiān)O(shè)計(jì)中對(duì)施工提出具體要求，從施工角度防止裂縫主要從提高施工質(zhì)量入手。具體從幾個(gè)方面著手：混凝土澆筑的方案、材料的選擇與質(zhì)量控制、配合比的設(shè)計(jì)、混凝土的攪拌與運(yùn)輸、現(xiàn)場(chǎng)澆筑、測(cè)溫與溫差控制以及養(yǎng)護(hù)等等，切實(shí)對(duì)其采取有效可行的施工技術(shù)控制。

2　混凝土澆筑方案

按照設(shè)計(jì)要求，每約60 m設(shè)置一道變形縫，隧道底板按30 m一節(jié)分段澆筑，側(cè)墻和頂板使用15 m的襯砌臺(tái)車同步對(duì)稱施工，襯砌臺(tái)車內(nèi)開窗便于振搗，采用泵送混凝土施工，延長(zhǎng)混凝土初凝時(shí)間，控制混凝土的澆筑間隙不超過(guò)2 h，避免施工冷縫的出現(xiàn)。在施工縫和變形縫位置設(shè)置橡膠止水帶，防止接縫滲水。

3　材料的選擇與質(zhì)量控制

1）選擇低水化熱的春馳牌P.O 42.5 R普通硅酸鹽水泥，水泥比表面積不超過(guò)350 m2/kg，28 d抗壓強(qiáng)度52 MP以上。

2）按照大體積混凝土要求摻用礦物摻合料：選用漳州益材Ⅱ級(jí)粉煤灰和鋼松牌S95磨細(xì)礦渣粉，總?cè)〈靠刂圃?0％以內(nèi)。

3）挑選質(zhì)地堅(jiān)硬級(jí)配良好的粗骨料，按兩檔料配置連續(xù)級(jí)配的碎石；選用中粗砂，細(xì)度模數(shù)控制在2.6～2.8之間且含泥量不超過(guò)1％。

4）采用科之杰P-S聚羧酸高性能減水劑，減水率≧25％，減少單方用水量，有效減少泌水和混凝土的收縮。

4　配合比設(shè)計(jì)

按照C50P10混凝土強(qiáng)度等級(jí)和抗?jié)B等級(jí)要求及原材料質(zhì)量控制的狀況，充分考慮商品混凝土在運(yùn)輸時(shí)間的因素及脫架拆模要求進(jìn)行配合比設(shè)計(jì)，在滿足試配強(qiáng)度和抗?jié)B等級(jí)的配合比中。選擇粉煤灰和礦粉摻量分別為20％、10％和15％、15％的兩種配合比進(jìn)行塌落度經(jīng)時(shí)損失和體積穩(wěn)定性對(duì)比，最終選用粉煤灰和礦粉摻量各15％的配合比，滿足大體積混凝土要求，降低混凝土水化熱。同時(shí)，設(shè)計(jì)中要求預(yù)埋通水冷卻管控制混凝土內(nèi)外溫差不超過(guò)25℃。

5　混凝土的攪拌、運(yùn)輸

商品混凝土第一次生產(chǎn)供應(yīng)時(shí)，在攪拌站對(duì)混凝土進(jìn)行開盤鑒定，隨機(jī)取樣進(jìn)行混凝土性能檢驗(yàn)，通過(guò)檢驗(yàn)確定攪拌時(shí)間、出廠坍落度及和易性等指標(biāo)；采用攪拌運(yùn)輸車運(yùn)送混凝土，運(yùn)輸過(guò)程中以2～4 r/min的轉(zhuǎn)速進(jìn)行攪動(dòng)；當(dāng)攪拌運(yùn)輸車到達(dá)澆灌現(xiàn)場(chǎng)時(shí)，要高速旋轉(zhuǎn)20～30 s之后再將混凝土拌和物反轉(zhuǎn)喂入泵車受料斗中；當(dāng)混凝土運(yùn)至澆筑地點(diǎn)時(shí)，控制入泵坍落度在160～180 mm。如果混凝土運(yùn)至現(xiàn)場(chǎng)時(shí)發(fā)生了離析現(xiàn)象或坍落度偏小的情況，則應(yīng)該在澆筑前對(duì)其進(jìn)行二次攪拌，混凝土檢驗(yàn)合格后方可入泵，對(duì)檢驗(yàn)不合格的混凝土作退料處理。控制混凝土從出廠到入模不能超過(guò)3 h。

6　混凝土的澆筑

對(duì)于底板混凝土采用斜面分段分層踏步式澆搗方法來(lái)保證每一處的混凝土在初凝前被上一層新澆的混凝土所覆蓋，分層厚度不超過(guò)500 mm；對(duì)于側(cè)墻頂板，采用水平分層對(duì)稱布料，防止襯砌臺(tái)車的失穩(wěn)變形，已布料的混凝土采用插入式振動(dòng)器振搗，注意振動(dòng)棒位置距離模板保持50～100 mm且插入下層混凝土的深度為50～100 mm。

7　混凝土收面處理

對(duì)于底板和頂板混凝土，在混凝土初凝前進(jìn)行二次收面，依水平標(biāo)高標(biāo)記用2 m長(zhǎng)刮尺將混凝土面刮拍平整，當(dāng)發(fā)現(xiàn)存在高低不平的部位時(shí)，要及時(shí)將其修補(bǔ)平整：同時(shí)用木抹刀在混凝土接近初凝時(shí)做兩遍壓實(shí)抹平操作。

8　混凝土的養(yǎng)護(hù)

養(yǎng)護(hù)是保證混凝土少出現(xiàn)裂縫的關(guān)鍵步驟，尤期是大體積混凝土。

8.1底板、頂板混凝土的養(yǎng)護(hù)

在底板混凝土壓光后即蓄水養(yǎng)護(hù)，頂板采用覆蓋兩層麻袋澆水養(yǎng)護(hù)；養(yǎng)護(hù)時(shí)間不少于14 d，混凝土表面始終保持濕潤(rùn)狀態(tài)；根據(jù)測(cè)溫?cái)?shù)據(jù)，溫度達(dá)到最大峰值呈回落趨勢(shì)，使表面與大氣溫度溫差小于20℃時(shí)，方可逐漸掀去覆蓋。

8.2側(cè)壁混凝土的養(yǎng)護(hù)

側(cè)壁混凝土澆筑初凝后，側(cè)壁面灑水養(yǎng)護(hù)，至終凝后松側(cè)壁螺栓，使側(cè)模板與側(cè)壁有2～3 mm的空隙，采用噴淋養(yǎng)護(hù)，噴淋管在混凝土澆筑前安裝完成。

在養(yǎng)護(hù)期間，若結(jié)構(gòu)內(nèi)外溫差大于25℃，即在模板外包裹雙層塑料薄膜養(yǎng)護(hù)（或一層塑料薄膜外掛麻袋）或泡沫塑料養(yǎng)護(hù)；包裹塑料薄膜依次搭接，搭設(shè)長(zhǎng)度不小于200 mm，搭接處用封箱帶封閉。底板上500 mm墻體施工縫處采用蓄水或覆蓋麻包養(yǎng)護(hù)。帶模養(yǎng)護(hù)的時(shí)間不少于7 d，在拆除側(cè)壁模板后，覆蓋土工布灑水保濕養(yǎng)護(hù)。

8.3回填處理

當(dāng)混凝土達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度后，盡快組織結(jié)構(gòu)驗(yàn)收，做好結(jié)構(gòu)防水施工，回填覆土，避免長(zhǎng)時(shí)間暴曬出現(xiàn)后期裂縫。

9　結(jié)語(yǔ)

隧道混凝土結(jié)構(gòu)裂縫的施工控制，從材料選擇及澆筑方案開始到養(yǎng)護(hù)結(jié)束的整個(gè)過(guò)程，須全程監(jiān)控，特別是后期養(yǎng)護(hù)工作及內(nèi)外溫差控制工作必須做好，夏天高溫季節(jié)要及時(shí)灑水養(yǎng)護(hù)，保持混凝土面濕潤(rùn)，拆模后根據(jù)需要設(shè)置遮陽(yáng)棚以控制隧道內(nèi)外溫差以免出現(xiàn)后期裂縫。

參考文獻(xiàn)：

［1］JTG/T F50- 2011，公路橋梁施工技術(shù)規(guī)范［S］.