明挖地鐵車站結(jié)構(gòu)混凝土裂縫原因分析及處理措施

陳 亮

(石家莊鐵道大學(xué)四方學(xué)院，河北 石家莊 050043)

明挖地鐵車站結(jié)構(gòu)混凝土裂縫原因分析及處理措施

陳 亮

(石家莊鐵道大學(xué)四方學(xué)院，河北 石家莊 050043)

結(jié)合地鐵工程實(shí)例，介紹了明挖地鐵車站結(jié)構(gòu)混凝土在施工過程中出現(xiàn)的裂縫類型，重點(diǎn)分析了局部貫穿性裂縫發(fā)生的原因及其危害，提出了預(yù)防和處理措施，為地鐵工程抗裂、防滲積累了施工經(jīng)驗(yàn)。

地鐵車站，結(jié)構(gòu)混凝土，貫穿性裂縫

1 概述

城市地鐵車站大多為明挖地下兩層鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)，屬于大體積混凝土工程，為確保其建成后安全運(yùn)營(yíng)的需要，防水設(shè)計(jì)采用“一級(jí)防水，結(jié)構(gòu)不允許滲漏，結(jié)構(gòu)表面無(wú)濕漬”的較高標(biāo)準(zhǔn)。為確保設(shè)計(jì)要求的實(shí)現(xiàn)，在施工過程中需認(rèn)真落實(shí)防水施工技術(shù)措施，注意解決好結(jié)構(gòu)混凝土抗裂、防滲問題。在此，筆者結(jié)合明挖地鐵車站結(jié)構(gòu)混凝土施工情況，對(duì)其結(jié)構(gòu)混凝土裂縫及結(jié)構(gòu)滲漏問題作必要探討，以期對(duì)施工質(zhì)量的控制有所裨益。

2 地鐵結(jié)構(gòu)混凝土裂縫類型及其危害

目前，在我國(guó)明挖地鐵車站結(jié)構(gòu)混凝土施工過程中，由于種種原因所致，使得結(jié)構(gòu)混凝土出現(xiàn)了兩類裂縫：一是局部貫穿性裂縫；二是淺表層微觀裂縫。這兩類裂縫的成因、性質(zhì)、危害各不相同，前者一般伴隨有嚴(yán)重的結(jié)構(gòu)滲漏現(xiàn)象，危及地鐵運(yùn)營(yíng)安全，是施工防控的重點(diǎn)；后者，結(jié)構(gòu)不會(huì)滲漏，但為確保鋼筋混凝土的耐久性，也應(yīng)對(duì)其作必要的處理。不同裂縫發(fā)生的部位、特點(diǎn)及其危害如下。

2.1 局部貫穿性裂縫發(fā)生的部位、特點(diǎn)及其危害

2.1.1發(fā)生部位及其特點(diǎn)

在地鐵結(jié)構(gòu)施工過程中，局部貫穿性裂縫大多發(fā)生在結(jié)構(gòu)外墻、板的施工縫處和主體結(jié)構(gòu)與附屬結(jié)構(gòu)接口、區(qū)間盾構(gòu)隧道洞門現(xiàn)澆環(huán)框梁接口、盾構(gòu)始發(fā)孔洞封堵接口等部位。另外，結(jié)構(gòu)外墻混凝土出現(xiàn)較為嚴(yán)重的間隙縫時(shí)，也容易出現(xiàn)局部貫穿性裂縫。目前在地鐵土建結(jié)構(gòu)施工過程中所出現(xiàn)的局部貫穿性裂縫，大多沿施工縫延伸，穿透結(jié)構(gòu)，多為線狀滲漏或連續(xù)點(diǎn)狀滲漏。

2.1.2有關(guān)危害

上述局部貫穿性裂縫一般均會(huì)使結(jié)構(gòu)發(fā)生較為嚴(yán)重的滲漏現(xiàn)象，若不徹底治理，將會(huì)危及開通以后的運(yùn)營(yíng)安全。尤其是-2層軌行區(qū)外側(cè)墻、區(qū)間盾構(gòu)隧道洞門環(huán)梁四周出現(xiàn)局部貫穿性裂縫時(shí)，務(wù)必在開通前徹底治理。-1層側(cè)墻，尤其是頂板及盾構(gòu)始發(fā)孔洞封堵四周發(fā)生局部貫穿性裂縫時(shí)，應(yīng)在機(jī)電設(shè)備、裝飾裝修施工前徹底治理，否則不僅會(huì)對(duì)機(jī)電設(shè)備安裝、裝飾與裝修工程造成嚴(yán)重危害，而且會(huì)危及公共區(qū)域的使用安全。因此，上述問題是地鐵結(jié)構(gòu)抗裂、防滲的重點(diǎn)，在施工過程中必須嚴(yán)防死守，切不可掉以輕心。

2.2 淺表層微觀裂縫發(fā)生的部位、特點(diǎn)及其危害

目前所發(fā)現(xiàn)的淺表層微觀裂縫主要發(fā)生在地鐵車站-1層側(cè)墻部位，-2層側(cè)墻也有發(fā)生但相對(duì)較少些。由于受特殊氣候條件的影響，我國(guó)南方一些城市地鐵車站在土建工程施工過程中，所暴露出的這種問題尤為突出一些。這種裂縫大多呈豎向裂縫或裂紋狀，寬度小于1.0 mm，深度1 cm～2 cm之間，未發(fā)現(xiàn)滲漏現(xiàn)象。經(jīng)過現(xiàn)場(chǎng)詳細(xì)排查，這種裂縫大多因豎向內(nèi)排鋼筋保護(hù)層過小，早期養(yǎng)護(hù)不及時(shí)，拆模過早混凝土失水、收縮加快所致。這種裂縫不影響結(jié)構(gòu)的承載能力，僅對(duì)鋼筋混凝土的耐久性產(chǎn)生一定不利影響，在施工過程中應(yīng)采取必要的技術(shù)措施加以防止(如在確保鋼筋制安工藝的基礎(chǔ)上，適當(dāng)延長(zhǎng)拆模時(shí)間，注意加強(qiáng)早期養(yǎng)護(hù)，避免高溫時(shí)段(如夏季12:00～15:00)澆筑混凝土等等)，對(duì)此本文不做詳細(xì)研究。

3 貫穿性裂縫原因分析

從筆者所了解到的情況看，目前我國(guó)地鐵車站結(jié)構(gòu)混凝土發(fā)生的局部貫穿性裂縫，主要由如下原因所致。

3.1 施工段劃分過長(zhǎng)

為妥善解決大體積混凝土收縮開裂問題，明挖地鐵車站施工時(shí)縱向分段長(zhǎng)度一般應(yīng)控制在18 m左右為宜，分段長(zhǎng)度大于20 m且接近25 m時(shí)，施工縫處大多會(huì)產(chǎn)生局部貫穿性裂縫導(dǎo)致結(jié)構(gòu)嚴(yán)重滲漏。因此，當(dāng)征地拆遷困難，工期嚴(yán)重受阻時(shí)，切記不能盲目加大縱向施工分段長(zhǎng)度予以搶工，否者會(huì)給混凝土抗裂、防滲帶來(lái)嚴(yán)重隱患。

3.2 模板安裝存在一定缺陷

目前地鐵結(jié)構(gòu)主要有水平施工縫和豎向施工縫，水平施工縫位于底板掖角面和中板面以上30 cm處，豎向施工縫每一施工段設(shè)置1處。目前地鐵施工大多采用1 830 mm×915 mm×1.2 mm的大木膠板澆筑混凝土，水平施工縫以下部位制安小木板條，豎向施工縫端頭采用密目網(wǎng)封堵，施工中存在的缺陷主要有：一是底板掖角、中板面以上30 cm小板條加工不規(guī)則，頂部不順直，澆筑混凝土后無(wú)法平順收面，小板條固定不牢固，直接影響上部模板安裝質(zhì)量；二是豎向施工縫端頭鋼密目網(wǎng)封堵不嚴(yán)密，固定不牢靠，存在漏漿、鼓漲等缺陷，對(duì)下一段施工留下較大隱患。從比較成功的經(jīng)驗(yàn)看，地鐵側(cè)墻混凝土澆筑施工采用P6015組合鋼模搭配部分P3015鋼模板施工，其施工質(zhì)量較好，混凝土墻面較平順，新舊混凝土結(jié)合面較密貼，不易出現(xiàn)局部貫穿性裂縫，結(jié)構(gòu)滲漏隱患較少。

3.3 施工縫處理不到位

為徹底消除施工縫部位的局部貫穿性裂縫，施工中應(yīng)安排專人對(duì)施工縫進(jìn)行鑿毛處理，為減輕施工縫的處理難度，水平施工縫處的混凝土可在初凝后作拉毛處理。封堵豎向施工縫的密目網(wǎng)應(yīng)在下一段施工前全部鑿除，豎向施工縫混凝土面應(yīng)人工鑿毛并清理干凈。

3.4 混凝土澆筑工藝存在一定缺陷從工藝缺陷方面主要應(yīng)注意解決如下兩方面的問題：

1)嚴(yán)格控制側(cè)墻混凝土的投料高度。當(dāng)-2層側(cè)墻與中板或-1層側(cè)墻與頂板一起綁扎鋼筋澆筑混凝土?xí)r，墻頂部位鋼筋必須預(yù)留投料孔(每段結(jié)構(gòu)應(yīng)預(yù)留4個(gè)～6個(gè)投料孔)，否則4 m～5 m高的側(cè)墻加上板厚其投料高度一般會(huì)超過5 m，在這種情況下混凝土不僅會(huì)產(chǎn)生嚴(yán)重離析，而且也很難均勻布料，這就給墻底水平施工縫處發(fā)生局部貫穿性裂縫留下很大隱患。

2)必須加強(qiáng)側(cè)墻混凝土的振搗。如前所述，如果墻頂未預(yù)留孔洞時(shí)，不僅會(huì)產(chǎn)生投料隱患，而且也會(huì)影響側(cè)墻混凝土的振搗質(zhì)量(主要是無(wú)法正常振搗)，嚴(yán)重漏振時(shí)不僅水平、豎向施工縫處容易產(chǎn)生局部貫穿性裂縫，而且墻體部位也有可能出現(xiàn)類似問題，結(jié)構(gòu)滲漏將會(huì)十分嚴(yán)重。因此，在澆筑地鐵外側(cè)墻混凝土?xí)r，務(wù)必采取一切可能的措施加強(qiáng)振搗，確保地鐵結(jié)構(gòu)施工質(zhì)量與使用安全。

4 局部貫穿性裂縫的具體處理措施

局部貫穿性裂縫發(fā)生的原因及預(yù)防措施如前所述，在施工中應(yīng)盡量消除施工缺陷，避免局部貫穿性裂縫的發(fā)生。如果地鐵結(jié)構(gòu)局部發(fā)生貫穿性裂縫并出現(xiàn)滲漏時(shí)，應(yīng)采用專用設(shè)備開U形槽，埋設(shè)注漿管，注環(huán)氧樹脂漿液堵漏。地鐵結(jié)構(gòu)堵漏嚴(yán)禁亂敲、亂打，禁止使用聚氨酯漿液堵漏。聚氨酯漿液堵漏不僅解決不了滲漏問題，而且注漿后數(shù)日內(nèi)聚氨酯漿液會(huì)發(fā)泡膨脹破壞地鐵結(jié)構(gòu)，致使結(jié)構(gòu)滲漏更為嚴(yán)重。局部貫穿性裂縫堵漏步驟及處理措施如下：

1)采用便攜式小型電動(dòng)切割機(jī)沿裂縫縱向切割開U形槽，槽寬小于5 cm為宜，槽深2 cm～3 cm即可，開槽時(shí)嚴(yán)禁隨意敲打破壞地鐵結(jié)構(gòu)。

2)在槽底尋找滲漏點(diǎn)，鑿圓形孔埋設(shè)小型注漿管，埋設(shè)注漿管時(shí)必須對(duì)正滲漏點(diǎn)，以確保注漿堵漏效果。如滲漏點(diǎn)難以查找時(shí)，局部可加深處理，直至找到滲漏點(diǎn)為止，加深處理時(shí)應(yīng)避開結(jié)構(gòu)鋼筋。

3)注漿管埋設(shè)好后，先用清潔水將U形槽刷洗干凈，充分濕潤(rùn)既有混凝土，在槽底涂抹一層水泥漿后，用摻有膠凝材料的半干硬性水泥砂漿封閉U形槽，分層壓實(shí)不空鼓、脫落。填塞U形槽時(shí)預(yù)埋的小型注漿管不得松動(dòng)、脫落，填塞完畢表面需壓平、抹光。

4)待U形槽內(nèi)填塞的半干硬膠凝漿液達(dá)到一定強(qiáng)度后，注環(huán)氧樹脂漿液堵漏(一般情況下，封閉2 d～3 d以后方可注漿堵漏)，能較好地保證堵漏質(zhì)量消除結(jié)構(gòu)滲漏現(xiàn)象。

[1] 郭國(guó)華.地下室外墻混凝土裂縫分析及控制措施[J].廣東建材，2017(3)：43-45.

[2] 廖冬明.地鐵車站混凝土結(jié)構(gòu)開裂分析及預(yù)防措施[J].技術(shù)市場(chǎng)，2017，24(8)：201-202.

Causeanalysisandtreatmentmeasuresofstructuralconcretecracksaboutopen-cutsubwaystation

ChenLiang

(TheSifangCollege,theShijiazhuangTiedaoUniversity,Shijiazhuang050043,China)

Based on the subway construction example, the types of concrete cracks bout open-cut subway station are introduced which will occur in the process of construction. Then this paper mainly analyse and study the cause and hazards of local penetrating cracks. At last, the prevention and treatment measures are proposed which will help to prevent leakage and cracking in the subway construction.

subway station, structural concrete, penetrating cracks

2017-10-22

陳 亮(1981- )，男，工程師

1009-6825(2017)35-0040-02

U231.4

A