明挖地铁车站结构混凝土裂缝原因分析及处理措施

陈 亮

(石家庄铁道大学四方学院，河北 石家庄 050043)

明挖地铁车站结构混凝土裂缝原因分析及处理措施

陈 亮

(石家庄铁道大学四方学院，河北 石家庄 050043)

结合地铁工程实例，介绍了明挖地铁车站结构混凝土在施工过程中出现的裂缝类型，重点分析了局部贯穿性裂缝发生的原因及其危害，提出了预防和处理措施，为地铁工程抗裂、防渗积累了施工经验。

地铁车站，结构混凝土，贯穿性裂缝

1 概述

城市地铁车站大多为明挖地下两层钢筋混凝土框架结构，属于大体积混凝土工程，为确保其建成后安全运营的需要，防水设计采用“一级防水，结构不允许渗漏，结构表面无湿渍”的较高标准。为确保设计要求的实现，在施工过程中需认真落实防水施工技术措施，注意解决好结构混凝土抗裂、防渗问题。在此，笔者结合明挖地铁车站结构混凝土施工情况，对其结构混凝土裂缝及结构渗漏问题作必要探讨，以期对施工质量的控制有所裨益。

2 地铁结构混凝土裂缝类型及其危害

目前，在我国明挖地铁车站结构混凝土施工过程中，由于种种原因所致，使得结构混凝土出现了两类裂缝：一是局部贯穿性裂缝；二是浅表层微观裂缝。这两类裂缝的成因、性质、危害各不相同，前者一般伴随有严重的结构渗漏现象，危及地铁运营安全，是施工防控的重点；后者，结构不会渗漏，但为确保钢筋混凝土的耐久性，也应对其作必要的处理。不同裂缝发生的部位、特点及其危害如下。

2.1 局部贯穿性裂缝发生的部位、特点及其危害

2.1.1发生部位及其特点

在地铁结构施工过程中，局部贯穿性裂缝大多发生在结构外墙、板的施工缝处和主体结构与附属结构接口、区间盾构隧道洞门现浇环框梁接口、盾构始发孔洞封堵接口等部位。另外，结构外墙混凝土出现较为严重的间隙缝时，也容易出现局部贯穿性裂缝。目前在地铁土建结构施工过程中所出现的局部贯穿性裂缝，大多沿施工缝延伸，穿透结构，多为线状渗漏或连续点状渗漏。

2.1.2有关危害

上述局部贯穿性裂缝一般均会使结构发生较为严重的渗漏现象，若不彻底治理，将会危及开通以后的运营安全。尤其是-2层轨行区外侧墙、区间盾构隧道洞门环梁四周出现局部贯穿性裂缝时，务必在开通前彻底治理。-1层侧墙，尤其是顶板及盾构始发孔洞封堵四周发生局部贯穿性裂缝时，应在机电设备、装饰装修施工前彻底治理，否则不仅会对机电设备安装、装饰与装修工程造成严重危害，而且会危及公共区域的使用安全。因此，上述问题是地铁结构抗裂、防渗的重点，在施工过程中必须严防死守，切不可掉以轻心。

2.2 浅表层微观裂缝发生的部位、特点及其危害

目前所发现的浅表层微观裂缝主要发生在地铁车站-1层侧墙部位，-2层侧墙也有发生但相对较少些。由于受特殊气候条件的影响，我国南方一些城市地铁车站在土建工程施工过程中，所暴露出的这种问题尤为突出一些。这种裂缝大多呈竖向裂缝或裂纹状，宽度小于1.0 mm，深度1 cm～2 cm之间，未发现渗漏现象。经过现场详细排查，这种裂缝大多因竖向内排钢筋保护层过小，早期养护不及时，拆模过早混凝土失水、收缩加快所致。这种裂缝不影响结构的承载能力，仅对钢筋混凝土的耐久性产生一定不利影响，在施工过程中应采取必要的技术措施加以防止(如在确保钢筋制安工艺的基础上，适当延长拆模时间，注意加强早期养护，避免高温时段(如夏季12:00～15:00)浇筑混凝土等等)，对此本文不做详细研究。

3 贯穿性裂缝原因分析

从笔者所了解到的情况看，目前我国地铁车站结构混凝土发生的局部贯穿性裂缝，主要由如下原因所致。

3.1 施工段划分过长

为妥善解决大体积混凝土收缩开裂问题，明挖地铁车站施工时纵向分段长度一般应控制在18 m左右为宜，分段长度大于20 m且接近25 m时，施工缝处大多会产生局部贯穿性裂缝导致结构严重渗漏。因此，当征地拆迁困难，工期严重受阻时，切记不能盲目加大纵向施工分段长度予以抢工，否者会给混凝土抗裂、防渗带来严重隐患。

3.2 模板安装存在一定缺陷

目前地铁结构主要有水平施工缝和竖向施工缝，水平施工缝位于底板掖角面和中板面以上30 cm处，竖向施工缝每一施工段设置1处。目前地铁施工大多采用1 830 mm×915 mm×1.2 mm的大木胶板浇筑混凝土，水平施工缝以下部位制安小木板条，竖向施工缝端头采用密目网封堵，施工中存在的缺陷主要有：一是底板掖角、中板面以上30 cm小板条加工不规则，顶部不顺直，浇筑混凝土后无法平顺收面，小板条固定不牢固，直接影响上部模板安装质量；二是竖向施工缝端头钢密目网封堵不严密，固定不牢靠，存在漏浆、鼓涨等缺陷，对下一段施工留下较大隐患。从比较成功的经验看，地铁侧墙混凝土浇筑施工采用P6015组合钢模搭配部分P3015钢模板施工，其施工质量较好，混凝土墙面较平顺，新旧混凝土结合面较密贴，不易出现局部贯穿性裂缝，结构渗漏隐患较少。

3.3 施工缝处理不到位

为彻底消除施工缝部位的局部贯穿性裂缝，施工中应安排专人对施工缝进行凿毛处理，为减轻施工缝的处理难度，水平施工缝处的混凝土可在初凝后作拉毛处理。封堵竖向施工缝的密目网应在下一段施工前全部凿除，竖向施工缝混凝土面应人工凿毛并清理干净。

3.4 混凝土浇筑工艺存在一定缺陷从工艺缺陷方面主要应注意解决如下两方面的问题：

1)严格控制侧墙混凝土的投料高度。当-2层侧墙与中板或-1层侧墙与顶板一起绑扎钢筋浇筑混凝土时，墙顶部位钢筋必须预留投料孔(每段结构应预留4个～6个投料孔)，否则4 m～5 m高的侧墙加上板厚其投料高度一般会超过5 m，在这种情况下混凝土不仅会产生严重离析，而且也很难均匀布料，这就给墙底水平施工缝处发生局部贯穿性裂缝留下很大隐患。

2)必须加强侧墙混凝土的振捣。如前所述，如果墙顶未预留孔洞时，不仅会产生投料隐患，而且也会影响侧墙混凝土的振捣质量(主要是无法正常振捣)，严重漏振时不仅水平、竖向施工缝处容易产生局部贯穿性裂缝，而且墙体部位也有可能出现类似问题，结构渗漏将会十分严重。因此，在浇筑地铁外侧墙混凝土时，务必采取一切可能的措施加强振捣，确保地铁结构施工质量与使用安全。

4 局部贯穿性裂缝的具体处理措施

局部贯穿性裂缝发生的原因及预防措施如前所述，在施工中应尽量消除施工缺陷，避免局部贯穿性裂缝的发生。如果地铁结构局部发生贯穿性裂缝并出现渗漏时，应采用专用设备开U形槽，埋设注浆管，注环氧树脂浆液堵漏。地铁结构堵漏严禁乱敲、乱打，禁止使用聚氨酯浆液堵漏。聚氨酯浆液堵漏不仅解决不了渗漏问题，而且注浆后数日内聚氨酯浆液会发泡膨胀破坏地铁结构，致使结构渗漏更为严重。局部贯穿性裂缝堵漏步骤及处理措施如下：

1)采用便携式小型电动切割机沿裂缝纵向切割开U形槽，槽宽小于5 cm为宜，槽深2 cm～3 cm即可，开槽时严禁随意敲打破坏地铁结构。

2)在槽底寻找渗漏点，凿圆形孔埋设小型注浆管，埋设注浆管时必须对正渗漏点，以确保注浆堵漏效果。如渗漏点难以查找时，局部可加深处理，直至找到渗漏点为止，加深处理时应避开结构钢筋。

3)注浆管埋设好后，先用清洁水将U形槽刷洗干净，充分湿润既有混凝土，在槽底涂抹一层水泥浆后，用掺有胶凝材料的半干硬性水泥砂浆封闭U形槽，分层压实不空鼓、脱落。填塞U形槽时预埋的小型注浆管不得松动、脱落，填塞完毕表面需压平、抹光。

4)待U形槽内填塞的半干硬胶凝浆液达到一定强度后，注环氧树脂浆液堵漏(一般情况下，封闭2 d～3 d以后方可注浆堵漏)，能较好地保证堵漏质量消除结构渗漏现象。

[1] 郭国华.地下室外墙混凝土裂缝分析及控制措施[J].广东建材，2017(3)：43-45.

[2] 廖冬明.地铁车站混凝土结构开裂分析及预防措施[J].技术市场，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

陈 亮(1981- )，男，工程师

1009-6825(2017)35-0040-02

U231.4

A