地铁施工中防水砼裂缝成因及应对策略王浩翔

地铁施工中防水砼裂缝成因及应对策略王浩翔

王浩翔

王浩翔

南京市轨道交通建设工程质量安全监督站江苏南京210000

摘要：地铁结构以大规模的混凝土为主，由于混凝土本身材料较为复杂，容易受外界环境的影响，以及混凝土浇筑和维护等工艺精细而复杂。因此，在地铁施工中防水中，由于受到多方面的影响，经常会出现各种裂缝，在很大程度上影响了地铁防水施工的质量，进而威胁到了整个地铁工程的质量。基于此，文章就地铁施工中防水砼裂缝成因及应对策略进行分析，以期能够提供一个借鉴。

关键词：地铁施工；防水砼裂缝；成因；应对策略

1.地铁施工中防水混凝土施工特点的探讨

随着时代的发展，地铁的建设已成为现代化城市的重要标志，更是人们生活出行的需要。地铁施工具有其他工程施工不具有的特殊性，具有施工工艺复杂、施工难度大、质量要求高、多工种复杂交错施工等特点，且对每一道施工工序质量有着严格的要求，尤其是防水砼裂缝的防治最为重要。这是由于影响防水质量的因素多而繁杂，例如防水原材料的质量、工程所在地的地理、水文、气候，施工工艺的技术含量、施工工人的工作态度、防水混凝土裂缝的处理措施等，这些因素大都是不稳定、不可抗的。因而地铁施工中防水砼裂缝的出现是不可避免的，因而只有采取相应的防治措施，将防水混凝土裂缝给工程质量带来的影响降到最低点。由此可见，就地铁施工中的防水砼施工特点进行探讨，具有十分重要的意义。不仅有利于我们更好的对症下药，可以少走弯路，将防水混凝土裂缝尽可能地消灭和控制在对工程质量无影响的范围之内。

2.地铁施工中防水混凝土裂缝的成因

2.1施工工艺质量引起的混凝土裂缝

在混凝土结构浇筑、构件制作、起模、运输、堆放、拼装及吊装过程中，若施工工艺不合理、施工质量低劣，容易产生各种混凝土裂缝。（1）混凝土保护层过厚，或已绑扎的上层钢筋受到踩踏，使承受负弯矩的受力筋保护层加厚，导致构件的有效高度减小，形成受力钢筋垂直方向上的混凝土裂缝。（2）混凝土不密实、不均匀，出现蜂窝、麻面、空洞，导致钢筋锈蚀或成为其他荷载混凝土裂缝的诱发点。（3）混凝土分层或分段浇筑时，接头部位处理不好，在新、旧混凝土和施工缝之间出现混凝土裂缝。（4）泵送混凝土施工时，为保证混凝土的流动性，增加了水和水泥用量，提高了水灰比，导致混凝土凝结硬化时收缩量增加，混凝土体上出现不规则裂缝。

2.2干缩导致的裂缝

干缩裂缝主要是指的混凝土裸露在未饱和的空气中，因为自身水分的散失，体积会慢慢缩小。混凝土干缩的速度十分的快导致其表面干缩之后内部没有发生干缩，内部的混凝土对外部的混凝土产生约束力，当这种约束力大于混凝土的干缩力时，混凝土就会产生裂缝。这种裂缝主要是由于压力和温度的原因导致的。

2.3地基变形引起的防水混凝土裂缝

引起地基基础变形的原因也是多种多样的，大致上可以划分为外界环境引起的地基形变和人为因素引发的地基形变。前者包括以下几种：施工路线中有些地段有较大的地质变化，如土质的压缩性变化过快，缺乏过渡，结构的荷载差异较大对混凝土强度的要求突然大大提高等等；人为引发地质基础变形的情况有：对地质的勘查工作不到位，对地质情况的分析不细致，或者参考的地质数据不够准确等，再者是在对混凝土材料的把关不够严格，由于混凝土材料本身普遍的不均匀、不密实等诱发地质形变，或者是由于对工艺流程的陌生，对施工过程缺乏监督和指导，造成施工过程中出现不科学不合理的施工行为以诱发地质形变。

2.4原材料方面的原因

防水砼原材料质量不达标是导致混凝土裂缝出现的主要原因之一。影响混凝土原材料质量的原因主要有：一是砂砾粒径。砂砾粒径过小，就必须在施工过程中掺入更多的水和水泥，从而使得钢筋出现腐蚀，久而久之导致防水砼出现裂缝；二是水泥比例，现在很多地铁工程由干混凝土使用量大，大都使用商品混凝土，而如果商品混凝土中的水泥含量过多，就会导致混凝士硬化收缩变形，一旦超过混凝土的抗拉极限，进而导致混凝土裂缝的出现；三是工程施工中难免会出现暂停施工的情况，这时如果混凝土的施工技术落实不到位、养护不当，也会导致混凝土裂缝的出现。

2.5承载力不足引起防水混凝土裂缝

混凝土构件是整个建筑物中的主要承重构件，它要承载着纵向和横向的应力，纵向应力如结构物的自重以及作用在结构物上的永久性荷载等等，而横向的应力则是由于外部荷载的作用而使的建筑物在水平方向产生一定的拉力或者是剪力，这些力都是混凝土构件裂缝产生的根本性因素。而在这种原因之下产生的裂缝通常情况下非常的明显，危害也大。而这种裂缝的产生有可能是由于在设计过程中，设计者对于实际情况考虑不周，混凝土构件的设计承载力小于实际承载力，导致混凝土构件在安全系数方面严重不足。这通常都是由于设计人员在计算承载力的时候出现漏项、计算模型不够合理、构件的设计承载力与实际受力偏差较大、混凝土构件的自身的内力与主副筋的配筋计算出现较为明显的误差以及构件内部钢筋位置排放不当或者是钢筋截面尺寸不够等原因而造成的裂缝。另一方面就是在施工过程中没有严格按照规范进行操作，在混凝土构件还没有达到设计强度的时候就受到施工车辆以及其他施工机械的碾压、冲撞、凿砸等操作而造成的裂缝。

3.地铁施工中防水混凝土裂缝的预防

3.1预防措施

地铁防水混凝土裂缝因形成原因不同，其预防措施也不尽相同。经过工程实践摸索，防水混凝土混凝土裂缝可从多方面采用措施加以预防。

⑴结构设计方面：优化结构设计，充分考虑边界条件和环境因素；选择合适的结构形式；合理分缝、分块；合理设计钢筋保护层厚度；在满足结构稳定性前提下，尽量使用低强度等级混凝土；

⑵材料方面：优化混凝土配合比，有效控制水胶比；使用水化热相对较低的中热或低热水泥；限制水泥用量，降低混凝土入模温度；选择优质原材料，选用低碱水泥；适量掺用优质膨胀剂、粉煤灰、纤维等材料，提高混凝土自身抗裂性能。

⑶施工方面：优化施工工艺和施工程序，规范施工行为；夯实地基基础，确保其压实度合格；严格控制混凝土原材料计量和拌合过程，提高混凝土密实度和抗渗性；避免集中卸料，保证混凝土均匀性；加强或改进混凝土养护制度，适当延长养护时间；预处理混凝土原材料，降低混凝土入模温度。对于施工缝、变形缝以及主体结构与附属的接缝部位，都属于结构的薄弱部位，应加强对其施工质量的控制，倡导精细化施工，严格按照图纸的要求将构造措施做到位。

3.2修补方法

防水混凝土结构出现裂缝后，根据其裂缝类型和破坏程度，及时采取补救措施，防止裂缝继续扩散或发展，减小裂缝对混凝土结构的影响程度，使既有裂缝得到有效控制或无害化处理。

⑴表面涂抹法：在裂缝表面涂抹水泥浆、水泥砂浆、环氧树脂、环氧砂浆、丙烯酸橡胶等材料以修补裂缝。此法适用于修补稳定型表面裂缝；

⑵表面贴补法：利用胶粘剂将止水材料贴于混凝土表面的裂缝处，达到密封裂缝、防止渗漏的作用。常用止水材料有氯丁胶皮、止水铜片、高分子土工防水材料等；

⑶灌浆法：利用压力设备将胶凝材料压入混凝土裂缝中，胶凝材料硬化后与混凝土形成一个整体，从而起到封堵加固的作用。常用的胶凝材料有水泥浆、水泥砂浆、环氧树脂、甲基丙烯酸酯等；

⑷嵌缝法：沿裂缝凿成V形或U形槽，清除浮灰，嵌入止水材料以达封堵裂缝的目的。此法一般应用于裂缝深度较浅的浅层或表面裂缝修补；

⑸锚固法：利用钢筋栓沿混凝土裂缝方向以一定间隔将裂缝锚固的修补方法，或沿裂缝相垂直的方向配置锚杆或钢筋，然后拉紧使其产生预应力后锚定，以防止裂缝继续扩散或发展。此法多用于混凝土及钢筋混凝土的补强加固。

⑹生物修复法：在新拌混凝土中添加特殊微生物，当混凝土出现裂缝时，混凝土中的微生物将在裂缝中发生一系列化学反应，生成碳酸钙及凝胶状物质，通过碳酸钙沉淀和凝胶状物质的胶结作用，逐渐将混凝土裂缝修复。目前，该技术作为先进的修复技术正处于试验研究阶段，推广应用条件尚未成熟，仍需科研工作者付出大量努力，早日将其推广应用于工程实践中。

结束语

总之，地铁施工中对防水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，只有结合工程实际，坚持预防为主、防治结合的裂缝治理原则，以高度负责的态度和饱满的工作热情，切实做好防水砼裂缝的防治工作，提高地铁工程施工质量。

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