探析地鐵施工中防水砼裂縫成因及應(yīng)對(duì)策略

徐光偉

中交隧道局盾構(gòu)公司

【摘 要】隨著地鐵工程的不斷修建，在施工中的一些問(wèn)題也就隨之顯現(xiàn)出來(lái)，其中防水砼裂縫問(wèn)題給地鐵施工的質(zhì)量帶來(lái)了極大的危害，因此，需要加強(qiáng)對(duì)地鐵施工中防水砼裂縫成因的研究與分析，進(jìn)而采取有效的應(yīng)對(duì)策略，為地鐵施工的質(zhì)量提供保障。本文分析了地鐵施工中防水砼裂縫的成因，并提出了相應(yīng)的裂縫應(yīng)對(duì)策略，為今后地鐵在施工中更好的應(yīng)對(duì)防水砼裂縫問(wèn)題提供一定的參考。

【關(guān)鍵詞】地鐵施工；防水砼；裂縫成因；應(yīng)對(duì)策略

一、地鐵施工中防水砼裂縫成因分析

（一）防水砼的原材料質(zhì)量不合格

在地鐵施工中，原材料的質(zhì)量導(dǎo)致了防水砼裂縫，主要有以下幾點(diǎn)因素：第一，防水砼主要由水泥、骨料和外加劑等成分組成，這些基礎(chǔ)成分的質(zhì)量從根本上影響了防水砼的質(zhì)量，在配比上如果不符合要求，會(huì)影響防水砼的質(zhì)量。第二，砂礫的規(guī)格大小不相等，砂礫的粒徑過(guò)小必須在攪拌防水砼時(shí)加入更多的水泥或水，水或水泥過(guò)多就會(huì)加速鋼筋腐蝕度，久而久之就會(huì)出現(xiàn)防水硅裂縫的問(wèn)題。第三，地鐵施工時(shí)間非常長(zhǎng)，施工規(guī)模很大，經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)暫停施工的情況，如果不注意防水硅的養(yǎng)護(hù)問(wèn)題，及時(shí)控制防水硅工程，也會(huì)間接導(dǎo)致防水硅裂縫的產(chǎn)生。

（二）溫差引起的裂縫

在施工中防水砼會(huì)經(jīng)常受到水化熱的影響，一般情況下，防水砼的內(nèi)部溫度較高，而外部環(huán)境的溫度較低，這時(shí)就會(huì)產(chǎn)生明顯的溫差，而內(nèi)部的溫度一時(shí)無(wú)法散發(fā)出來(lái)，這就會(huì)使內(nèi)部的溫度不斷升高，而外部溫度不斷下降，這就產(chǎn)生了裂縫問(wèn)題。除此之外，由于防水砼內(nèi)外部的溫差較大，這就會(huì)導(dǎo)致內(nèi)外收縮不一致，內(nèi)部膨脹高于外部，防水砼外部所受的拉應(yīng)力較大，這就使外部的收縮大大的超過(guò)了防水砼自身拉伸的強(qiáng)度，這就會(huì)產(chǎn)生裂縫。

（三）荷載引起的裂縫

1.荷載引起的直接應(yīng)力產(chǎn)生的裂縫。（1）在計(jì)算防水砼的受力時(shí)沒(méi)有進(jìn)行認(rèn)真的調(diào)查就會(huì)導(dǎo)致所計(jì)算的受力與實(shí)際的結(jié)構(gòu)受力存在偏差，這樣就極易引起防水砼裂縫。（2）在工程施工中不注意結(jié)構(gòu)的受力，任意的將一些雜物放置在防水砼上，這樣就極易造成防水砼變形，進(jìn)而導(dǎo)致出現(xiàn)裂縫。（3）受周圍土體系破壞的影響，導(dǎo)致地下暗挖部分所承受額外的土壓力，這就極易造成土體裂縫。

2.荷載引起的次生應(yīng)力產(chǎn)生的裂縫。（1）對(duì)計(jì)算錯(cuò)誤的受力不加注意，引發(fā)某些部位的次應(yīng)力。（2）在進(jìn)行鑿槽、開(kāi)洞時(shí)都會(huì)引起防水砼開(kāi)裂，而在結(jié)構(gòu)的轉(zhuǎn)角處或構(gòu)件形狀突變處、受力鋼筋截?cái)嗵?，如果在這些地方處理不當(dāng)就很容易出現(xiàn)裂縫。

（四）不均勻沉降引起的裂縫

由于防水砼內(nèi)部的水化熱不易發(fā)散，而表面的水化熱很快就發(fā)散掉，這時(shí)防水砼的內(nèi)外部收縮就會(huì)產(chǎn)生巨大的差異，使防水砼的拉力大于其極限拉力，這時(shí)就會(huì)產(chǎn)生裂縫。除此之外，工程拆模3～7天后防水砼會(huì)出現(xiàn)沉降的現(xiàn)象，其主要是由于防水砼澆搗時(shí)，較大的顆粒會(huì)下沉到底層，而水泥漿則會(huì)上浮到表層，加之鋼筋的阻擋就會(huì)嚴(yán)重的分離開(kāi)防水砼，進(jìn)而導(dǎo)致防水砼表面出現(xiàn)裂縫。

二、地鐵施工中防水砼裂縫的應(yīng)對(duì)策略

（一）嚴(yán)格控制原材料質(zhì)量

1.原材料的選擇。

（1）水泥。防水砼的裂縫會(huì)受到水泥水化熱的影響，因此在選用水泥時(shí)應(yīng)當(dāng)盡力去選用那些水化放熱較低的水泥，以降低水泥水化熱對(duì)防水砼的影響。

（2）粗骨料。在施工中應(yīng)當(dāng)盡量選擇粒徑適量的粗集料，低強(qiáng)度等級(jí)的防水砼，粗集料自身的顆粒程度越大，需求的粘結(jié)的水泥漿體也就越低，需要用到的水泥也就越少。

（3）細(xì)骨料。在進(jìn)行施工中一定要嚴(yán)格控制細(xì)骨料中用砂的含泥量，如果細(xì)骨料中含泥量較高就會(huì)加快防水砼結(jié)構(gòu)的收縮，進(jìn)而導(dǎo)致防水砼出現(xiàn)裂縫，因此在選用細(xì)骨料時(shí)應(yīng)當(dāng)選用那些干凈的中粗沙。

（4）科學(xué)合理的運(yùn)用外加劑。在進(jìn)行膠凝材料用料時(shí)可適當(dāng)?shù)奶砑右恍┑V物外加劑，這樣就會(huì)保證防水砼水泥漿體的體積保持在規(guī)定的范圍內(nèi)，防止防水砼出現(xiàn)裂縫。

2.合理的防水砼配合比。

在對(duì)防水砼進(jìn)行配合比時(shí)一定要控制好各類材料的比例，其中水灰比應(yīng)當(dāng)控制在0.4～0.45之間，坍落度控制在140～160之間。粉煤灰可以有效的降低防水砼的問(wèn)題，提升防水砼的耐久能力與抗裂性。而其中的砂率對(duì)防水砼的性能與收縮能力都有著重要的影響，當(dāng)砂率較低時(shí)，防水砼則會(huì)發(fā)生離析或泌水的狀況，砂率較高，防水砼自身結(jié)構(gòu)的收縮較大，就極易引起裂縫。當(dāng)砂率達(dá)到0.41時(shí)，就是防水砼所選擇的最佳砂率比，這時(shí)防水砼擁有最佳的工作性能，并且收縮較小，擁有良好的抗變形能力，可以在一定程度上提升防水砼的抵抗裂縫能力。

（二）嚴(yán)格控制施工過(guò)程中的質(zhì)量問(wèn)題

1.注重施工過(guò)程溫度變化。

在施工過(guò)程中需要根據(jù)防水砼的配合比及施工中的溫度，采用先進(jìn)的技術(shù)設(shè)備對(duì)防水砼的溫度進(jìn)行動(dòng)態(tài)預(yù)測(cè)，根據(jù)防水砼的溫度來(lái)進(jìn)行適當(dāng)?shù)谋嘏c養(yǎng)護(hù)。在對(duì)防水砼進(jìn)行澆筑時(shí)需要根據(jù)防水砼溫度來(lái)確定澆筑的時(shí)間，同時(shí)采用薄壁鋼管來(lái)對(duì)防水砼內(nèi)部溫度進(jìn)行調(diào)整，進(jìn)而減小防水砼內(nèi)外部溫度差。加強(qiáng)對(duì)防水砼內(nèi)外部溫度的監(jiān)測(cè)，同時(shí)做好溫度數(shù)據(jù)的記錄，只有不斷加強(qiáng)對(duì)防水砼溫度的監(jiān)測(cè)與管理才能保證防水砼不受溫度變化而產(chǎn)生裂縫。

2.采用切實(shí)可行的施工工藝。

加強(qiáng)對(duì)施工工藝的監(jiān)管，要根據(jù)防水砼自身的結(jié)構(gòu)恰當(dāng)?shù)倪x擇澆筑時(shí)間，在進(jìn)行防水砼振搗時(shí)一定要確保振搗的嚴(yán)實(shí)性，不可出現(xiàn)空洞的現(xiàn)象，在進(jìn)行拆模時(shí)需要根據(jù)防水砼實(shí)際的溫度選擇合適的時(shí)間進(jìn)行。

（三）做好防水砼的養(yǎng)護(hù)工作

防水砼養(yǎng)護(hù)是地鐵工程防水砼施工中重要的環(huán)節(jié)，一般情況下，在防水砼養(yǎng)護(hù)工作中，主要采取在防水砼表面上潑灑水的方式來(lái)達(dá)到降低防水砼表面溫度，養(yǎng)護(hù)過(guò)程中不易灑水過(guò)多，以免積水破壞防水砼結(jié)構(gòu)，還需要注意養(yǎng)護(hù)用水的水溫情況，水溫溫度的控制應(yīng)與防水砼外部溫度相接近，這樣才能避免溫差過(guò)高而引發(fā)防水砼裂縫問(wèn)題。在防水砼施工過(guò)程中，應(yīng)積極做好防水措施，在雨天應(yīng)禁止施工作業(yè)，以免雨水影響到防水砼施工的可靠性。

三、結(jié)語(yǔ)

總之，地鐵施工中防水砼出現(xiàn)裂縫主要是由于原材料、溫度、沉降及荷載問(wèn)題等引起的，因此，在應(yīng)對(duì)裂縫問(wèn)題時(shí)應(yīng)當(dāng)加強(qiáng)對(duì)這幾方面的改善，嚴(yán)格控制施工中原材料的質(zhì)量與防水砼的溫度，同時(shí)需要不斷完善施工工藝，進(jìn)而有效的保證整個(gè)施工過(guò)程中施工的質(zhì)量，為有效的防止防水砼出現(xiàn)裂縫提供必要的幫助，切實(shí)保障地鐵施工的質(zhì)量。

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