浅议地铁工程混凝土裂缝控制

张海云

（中铁隧道集团二处有限公司，北京 东燕郊 065201）

在地铁工程的施工过程当中以及工程完工投入运营之后都有可能出现混凝土裂缝现象。地铁工程混凝土裂缝是一个难题一直以来困扰这地铁设计以及施工人员。为了保证地铁工程的工程质量，保证其运营的稳定性，必须采取有效的措施来应对防水混凝土的裂缝现象。本文结合某地铁工程实例，对地铁车站的混凝土裂缝产生的原因以及应对措施展开介绍，为同行日后的工作提供有效的借鉴。

某地铁车站建筑主体面积为8560平方米，基础底板的厚度为0.8米，中板、顶板以及侧墙的厚度分别为0.4米、0.7米以及0.7米。按照相关的设计要求的规定，底板、顶板以及侧墙为无裂缝自防水混凝土，因此在施工过程中采用了抗渗混凝土，密实度为C35.这给裂缝控制工作带来了极大的挑战。在实际的施工过程中，严格控制混凝土拌制、振捣以及后期的养护，最终防身效果比较理想。

1 混凝土自身特性

混凝土具有自身独特的性质，因而在地铁工程施工中经常产生裂缝问题。混凝土自身特性主要表现在以下几个方面：

混凝土在完全凝固以后，虽然有着强的抗压强度，但是由于其比较脆的特点，使得它的抗拉强度只有抗压强度的十分之一甚至更低。混凝土在外界拉力或者自身内在产生变形的作用下产生的拉力作用大于自身的所能承受拉力的极限时就会产生裂缝。

作为一种复合材料的混凝土具有胶凝性的特点，容易收缩。这就为裂缝的产生提供了条件。

混凝土在凝固的过程中，其强度也随之不断的增加。在施工的过程中，混凝土的强度逐渐变强，最终达到设计的要求。其拉力的极限也是一个不断变化的过程，一旦受到外界的影响，拉力超过极限值就会产生裂缝。

外界因素很容易对地铁工程在施工造成影响。不同的因素之间相互叠加或者抵消就会造成不同场合的配合比各不相同，造成的裂缝也各自具有自身的特点，给控制工作带来了障碍。

2 地铁工程混凝土裂缝形成原因

造成地铁混凝土裂缝的原因多种多样，但是总体上可以分为：结构性裂缝和非结构性裂缝。

2.1 结构性裂缝

导致地铁工程混凝土发生裂缝的原因多种多样，无论是施工过程中或者以后的使用中裂缝都有出现的可能。在施工过程中没有采用足量的钢筋或者日后的地基沉降、超载使用以及地震等原因都可能导致地铁工程的混凝土裂缝，裂缝的产生一般都是瞬间的。

2.2 非结构性裂缝

2.2.1 收缩引起的裂缝

地铁工程中混凝土的收缩裂缝是比较普遍的一种裂缝，收缩性裂缝主要有三类，塑性收缩、干燥收缩和化学自收缩。塑性收缩大多产生于混凝土的凝固过程，特别是刚开始凝固的时候，强烈的水化反应导致混凝土迅速失水，导致可塑像大幅度下降。混凝土在凝固的过程中体积势必发生变化，从而产生不均匀的拉力，造成裂缝。混凝土完全凝固以后产生的收缩就是干燥收缩，导致干燥收缩的原因主要是由于拆模过早，导致混凝土表面大量失水，造成表层提及迅速缩小，而混凝土内部水分蒸发相对于表面来说速度较慢，相应的体积变化的幅度也不是很大，这样混凝土内部和表面收缩的比率不同，表面产生的拉力大于混凝土的极限拉力之后容易产生裂缝。子收缩裂缝发生的阶段最晚，多发生在硬化过程中。混凝土由于水泥的水化用造成体积减小，从而产生裂缝。

2.2.2 温度变化引起的裂缝

地铁工程混凝土裂缝产生的一个很重要的原因就是混凝土内外温差的存在。混凝土表面水化作用产生的温度很快散失，而内部产生的温度却不容易流失。这种现象随着混凝土体积的增大而愈发严重。温差裂缝产生主要有以下三种情况：

第一，在混凝土浇注的前期，该阶段混凝土水化热比较强烈，内外温差也很大，从而容易造成混凝土开裂，该裂缝通常于混凝土浇注完毕的3天之后出现。第二，混凝土拆模之后，表面温度损失加快，拉大了内外部的温度差，最终导致产生裂缝。第三，混凝土内部温度达到一定程度之后就会下降，当下降带一定程度后达到最低点，这时的温度与最高温度的差异很大，从而造成混凝土裂缝的生成。

2.2.3 安定性裂缝

安定性裂缝表现为龟裂，主要是由于水泥安定性不合格而引起。

3 混凝土裂缝的控制措施

3.1 混凝土拌制过程

原材料的选择:施工中采用均匀、稳定、与外加剂具有良好的适应性、早期化学收缩性较小的42.5级普通硅酸盐水泥。级配良好的碎卵石和中砂作为混凝土的粗细骨料，严格控制砂石的含泥量,减少孔隙率,增大表面积。从而减少了水化热,达到减少收缩裂缝提高抗裂性能的目的。

混凝土配合比的选定：混凝土配合比设计中严格控制水灰比、坍落度,最大限度减少早期干缩裂缝的产生。本工程采用泵送混凝土,根据施工部位的不同及时进行试配,以利于混凝土配合比的优化设计,确保泵送混凝土满足以下的技术参数要求:

第一，水灰比控制在0.4到0.45,坍落度控制在140到160毫米。第二，初凝时间应该高于8个小时。第三，砂率控制在大约百分之四十左右。第四，掺加外加剂以及适量粉煤灰,改善混凝土和易性,减少水泥用量、降低水化热,减少混凝土干缩。

3.2 混凝土振捣施工技术措施

本工程地下室底板、侧墙、中板、顶板均采用分层分段法浇筑,每层厚度不超过0.3到0.4米,相邻两层浇筑时间间隔不超过2小时,确保上、下层混凝土在初凝之前结合好,不形成施工缝。混凝土浇捣顺序采用分块浇捣,使每块底板、侧墙及中板、顶板的水化热控制在一定范围内。

浇捣前及时进行检查,模板进行润湿,杂物清理干净,随时掌握天气变化情况,备好防雨、抽水设备。

控制混凝土浇灌温度,其内外温差应控制在25摄氏度以内,外表面与环境温差应控制在25摄氏度以内。在混凝土表面用木抹子紧压整平后覆盖一层塑料布。

浇捣时振动棒要快插慢拔,振捣时间为20秒到30秒,以混凝土开始出浆和不冒气泡为准,避免漏振、欠振和过振。并注意及时排除渗水,减少混凝土内部的水分和气泡。

控制好混凝土的坍落度。每泵压送混凝土入模时分别测定坍落度,对不符合坍落度要求的混凝土做退场处理,严格制止在施工现场对罐车内混凝土加水。

4 混凝土养护

对于地铁工程的底板混凝土以及顶板混凝土在初步凝固之后，应该定期进行洒水养护，并做好覆盖措施。

混凝土凝固之后，模板拆除之前要充分考察混凝土水化温度升降的变化以及混凝土的收缩情况，并综合考虑当时的温度以及湿度情况，选择正确的时间来进行拆模工作。在混凝土内部温度过高时不宜进行拆模作业和洒水养护，防止内外温差加大造成的裂缝。在混凝土浇注完毕3天之后可以在模板上进行小水养护，注意养护用水的温度应该接近混凝土表面的温度。

地铁混凝土施工作业应该选择温度以及适度适宜的天气，在雨天不应该进行混凝土作业，避免混凝土被雨水冲刷。

5 结语

综上所述，地铁工程中引起混凝土裂缝的原因多种多样，但是只要在施工的过程中严格遵守相关规范的规定，采取严格的控制措施来确保相关工艺的科学合理，认真避免造成混凝土裂缝的一些原因，这样在很大程度上就能减少甚至避免地铁工程施工过程中以及日后的混凝土裂缝。

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