地铁土建工程混凝土施工的裂缝控制研究

地铁土建工程混凝土施工的裂缝控制研究

刘鑫

中铁大桥勘测设计院集团有限公司华东分公司江苏210009

摘要：地铁施工中对混凝土裂缝的形成原因的分析以及预防和控制是一项长期而艰巨的任务，我们要在施工中不断总结经验吸取教训，不断创新技术和提高施工管理水平，以保证地铁混凝土施工水平的不断提高和地铁工程更高效更高质量的完成。鉴于此，本文主要分析地铁土建工程混凝土施工的裂缝控制。

关键词：地铁土建工程；混凝土施工；裂缝

1、概述

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。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。沉降裂缝指由于构件结合不良、地基沉降差异或剪应力超出设计强度导致裂缝，多数发于桩基、填土地基沉降不均的墙体及基础，其裂缝与地面呈90度垂直角，或呈35度角，裂缝宽度与荷载大小、沉降值成正比例关系，并且处理难度大，直接影响地铁结构的稳定性及安全性。超载裂缝指由于混凝土构件超负荷使用，例如：施工时间过早等，造成构件变形导致裂缝，发于受力弯矩最大处，普遍沿受力钢筋斜向或垂直方向裂开，呈不均匀条状。同时，按裂缝宽度，收缩裂缝可分为收缩微观裂缝及收缩宏观裂缝，收缩微观裂缝是内部固有不连贯裂缝，肉眼无法观察，其宽度不超过0.05毫米，荷载不超过其设计标准无任何影响；收缩宏观裂缝指施工时水泥水化热作用及温度作用造成混凝土收缩导致裂缝，普遍发于结构截面处，其宽度超过0.05毫米，沿受力钢筋平行方向裂开，呈不交叉规则条状。

2、城市地铁土建工混凝土质量缺陷的产生原因

2.1、施工质量

在混凝土浇筑的过程中，振捣不均、振捣过度及漏振均不同程度影响混凝土的密实度及强度极易导致离析产生裂缝，并且混凝土内部无法自主排除气泡，引发内部空隙严重影响钢筋混凝土的粘结力导致裂缝。同时，水泥浆普遍密集于钢筋周围，钢筋过度振动造成混凝土离析影响二者粘结力，混凝土骤然收缩扩大原有的微观裂缝逐渐演变为宏观裂缝。

2.2、养护条件

养护是保障混凝土正常硬化的有力手段。由此可见，混凝土养护条件与裂缝发生率存在着密切联系，即养护条件越趋向标准，混凝土裂缝发生率越低。然而，受混凝土水化环节特殊性的影响，水化产生大量热量积聚于混凝土结构内部，造成局部温度上升过快导致裂缝，一旦结构内部抗拉力无法抵消温度变化应力，增加裂缝宽度。

2.3、配置比例

混凝土配置比例与混凝土抗拉强度存在着密切联系，即配置比例越合理、混凝土抗拉强度越大。一旦混凝土配置比例不当，例如：添加剂选择不当、骨料级配不当、含砂率不当、水灰比例过高、水泥用量过多等，不仅造成裂缝，还影响结构稳定性，埋下安全隐患，造成不可预估性损失。此外，有研究资料表明，水泥用量不变，水量递增10%，其强度下降20%。

3、地铁土建工程混凝土施工的裂缝控制

3.1、关于地铁土建施工中混凝土裂缝的控制方式的阐述和分析，文章主要从五个方面进行分析。第一个方面是在混凝土工程的施工过程中，要严格的控制和管理混凝土的施工材料和相应的配比方式，要科学有效的进行混凝土的施工作业。第二个方面是在混凝土的施工过程中，对于施工的温度要有严格的控制，我们一定要保障混凝土的施工地表温度同混凝土的浇灌温度在一定的范围内。第三个方面是在混凝土的浇筑过程中，为了浇筑效果，我们要有效的控制混凝土的浇筑速度，不宜过快也不宜过慢。同时对于浇筑的施工时间也是有一定的控制。第四个方面是在地铁的土建施工管理中，我们要有效的保障混凝土施工的正确性，要对施工质量和进度进行实时监控。第五个方面是在混凝土浇筑完成后，要对混凝土的养护工作给予足够的重视，保障混凝土的施工质量。下面进行详细的分析和阐述。

（1）方式一：在混凝土工程的施工过程中，要严格的控制和管理混凝土的施工材料和相应的配比方式，要科学有效的进行混凝土的施工作业。我们在混凝土的施工中，要对混凝土的材料配比有要求，一定要按照建筑防震等级和国家的相应标准执行配比。同时施工中使用的施工材料要保障符合施工中的要求，这样才能够保障混凝土在施工中不出现问题。（2）方式二：在混凝土的施工过程中，对于施工的温度要有严格的控制，我们一定要保障混凝土的施工地表温度同混凝土的浇灌温度在一定的范围内。根据实践可知，混凝土施工温度和施工表面的温度应该在25摄氏度的范围内，同时在施工过程中，一段混凝土的施工要选择在温差不大的日子进行。（3）方式三：在混凝土的浇筑过程中，为了浇筑效果，我们要有效的控制混凝土的浇筑速度，不宜过快也不宜过慢。同时对于浇筑的施工时间也是有一定的控制。混凝土的施工速度过快会导致混凝土浇筑出现空隙的地方，但是混凝土的浇筑速度过慢，就会出现混凝土之间的连接缝，这样很容易导致混凝土出现裂缝。（4）方式四：在地铁的土建施工管理中，我们要有效的保障混凝土施工的正确性，要对施工质量和进度进行实时监控。施工流水段的划分在施工前必须仔细考虑和严格计算，不应只考虑工期的要求而随意加大施工流水作业段的施工面，应综合大体积混凝土的浇筑工艺控温手段保湿手段养护条件等综合考虑最大程度地避免因人为失误造成的混凝土裂缝。（5）方式五：在混凝土浇筑完成后，要对混凝土的养护工作给予足够的重视，保障混凝土的施工质量。养护也是混凝土浇筑施工中至关重要的一环，这一环的施工质量好坏能直接影响混凝土强度的提升、干缩裂缝的形成，绝对不能因为嫌麻烦就敷衍了事。

总之，随着我国经济的不断发展，城市规模不断扩大，城市地铁工程的数量不断增多，城市地铁工程的施工水平逐步成熟，社会对于城市地铁工程提出全新的要求及标准。如何有效治理城市地铁结构混凝土质量缺陷，是技术人员在实际工作过程中所面临的主要问题。因此，本文的研究也就显得十分的有意义。

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