地铁土建工程施工混凝土裂缝控制分析

地铁土建工程施工混凝土裂缝控制分析

刘敏杰

广州轨道交通建设监理有限公司 广东广州 510000

摘要：在地铁土建施工过程中，经常出现混凝土裂缝问题，严重影响着地铁建设质量，因此，为降低混凝土裂缝的危害性，应做好混凝土裂缝控制工作。本文主要对混凝土裂缝的产生原因，并结合混凝土裂缝控制对地铁建设的影响，提出混凝土裂缝控制的有效措施，以提高地铁建设质量。

关键词：地铁；土建工程施工；混凝土；裂缝；控制

引言

在现阶段，地铁已经是我国城市较为发达的交通设施，因此，相关人员在进行地铁建设时，应重视地铁建设中遇到的所有问题。地铁土建工程作为地铁建设的基础工程，是地铁建设质量的保障，而地铁土建施工中的混凝土裂缝问题，严重阻碍着地铁建设工程，为保障地铁稳定运行，应及时对混凝土裂缝采取控制措施，推动地铁行业进一步发展。

1、混凝土特性

首先，混凝土它是一种复合材料，自身就具有一定胶凝性与易收缩性的特征。因此，只要是受到外力的作用或遭到内部变形后，拉应力就会超出混凝土其自身能够承担的极限强度，从而也就给混凝土发生裂缝提供了条件。其次，在进行凝固过程中，混凝土的强度也会逐渐提高，然而混凝土在其发展的过渡时期，施工阶段也将逐渐由低强度向设计强度过渡，但需要着重关注的是，此时极限拉应力也一直在进行变化，若是拉力超过极限，那么就会产生裂缝。最后，混凝土在进行施工环节中，它很容易会遭受到外界环境的影响，随着结构与施工时机的不同，相同的配合比则必定会影响到裂缝的形状以及分布。

2、地铁结构裂缝所造成的危害

因为混凝土本身属于一种脆性且非均质而合成的材料，所以它的抗拉强度仅仅只是抗压强度的十分之一，如果想要混凝土在工程内不会产生任何裂缝，这是难以实现的，但是必须要做好可以影响正常结构产生有害裂缝的预防。若发生这种有害裂缝，不但会降低地铁车站和路段的抗渗性，影响其使用性能，并且还将会引起钢筋锈蚀和混凝土碳化，进而降低结构的耐久性，所以必须将裂缝控制在规定允许发生的范围以内。在我国对混凝土结构耐久性设计的规范中，（ GB/T50476-2008）规定， I-C 类环境下规定钢筋混凝土的裂缝宽度不可高于 0.2毫米；在地下工程防水技术的规范中，（ GB50108-2008）规定防水混凝土裂缝的宽度则不能超过 0.2 毫米，并且还不可贯通；在混凝土结构设计的规范中，（ GB50010-2010）规定对一种环境混凝土裂缝的宽度不可以大于 0.3 毫米，同时要求 B 类环境裂缝的宽度不可大于 0.2 毫米，而对地铁来说其内部结构是一类环境，近水面结构它是 B 类环境；在地铁设计规范中，（ GB50157-2003）规定钢筋混凝土结构的迎水面最大的裂缝宽度应为 0.2 毫米，背水面的宽度则为 0.3 毫米。

3、地铁工程混凝土产生裂缝原因分析

3.1 结构性裂缝因素

在地铁工程中，混凝土产生裂缝的因素有很多，不论是在施工过程中，还是在今后的应用中，都将会产生裂缝现象。在施工过程中，如果没有使用足够的钢筋或未来的地基沉降、超载使用和地震等原因，那么都可能会造成地铁工程混凝土出现裂缝现象，并且通常都是瞬间就能产生裂缝的。3.2 非结构性裂缝因素

3.2.1 混凝土收缩而产生裂缝

就混凝土收缩而言，它是混凝土本身所具有的固有特性，并且混凝土收缩裂缝主要有：干燥收缩裂缝、塑性收缩裂缝、温差收缩裂缝。首先，干燥收缩裂缝它是混凝土在浇筑一周后，由于水分的蒸发不同，而后发生应力，且应力过大而产生裂缝现象，较为常见则是发生在大体积混凝土的平面部分。其次，塑性收缩裂缝它所指的则是混凝土在最终凝结之前，混凝土将有大面积会暴露在空气中，由于高温和强风天气，混凝土表面的水将会被大量蒸发，从而产生裂缝。另外，水灰比过大也是造成收缩裂缝产生的其中一个因素。最后，温差收缩裂缝是由于温差过大而造成的裂缝，而且由温差所引起的收缩裂缝基本都是出现在体积较大的混凝土内，一旦混凝土出现水化反应时，就会释放出大量的热量，进而混凝土的内部温度将会快速升高，使混凝土的内部聚集大量的热量却无法散发，而外部表面的混凝土却散热加快，最终造成混凝土内外温差过大，一旦温度应力高于表面的凝结力时，那么混凝土表面就会形成裂缝现象。

3.2.2 温度变化引起的裂缝

混凝土的内外温差是地铁土建工程混凝土裂缝形成最重要原因之一。混凝土表面在水化作用下形成的温度能够迅速消散，但混凝土内部形成的温度却并不易流失，而随着混凝土体积的增加，这种现象也就越来越严重。因此，由温差变化产生的裂缝主要原因如下：首先，在混凝土浇筑初期，混凝土不仅有很强的水化热，而且内外温差很大，所以混凝土很容易就会开裂，而此裂缝通常会在浇筑后 3 天发生。其次，混凝土在脱模以后，其表面温度地损失也会加速，这就增大了内外部的温差，进而使其出现裂缝。最后，当混凝土的内部温度在到达一定程度之时，混凝土内部温度就会降低，而当温度降至最低点时，温度于最高温度就出现很大差异，而这就会造成混凝土产生裂缝现象。

3.2.3 变形引起的裂缝

在地铁土建工程施工中，经常发生施工地基变形的情况，而此问题将会造成混凝土发生裂缝情况。地基的变形问题不仅会致使混凝土结构力学产生变化，还将对混凝土的成型造成直接影响，进而可能产生裂缝现象。地铁在施工中产生地基变形的因素通常有两种：其一，由施工外部环境所引起的地基变形，其二，由于人为因素而引起的地基变形。而这期间又包含了很多因素，其中最关键则是在施工中的快速紧缩，这一情况会直接造成地基荷载的变化，最终也就造成混凝土产生裂缝现象。

4、对混凝土产生裂缝的控制措施

4.1 材料选择

在对混凝土进行施工中，不仅对混凝土的施工材料、配合比方法等做好严格的控制与管理，还需要对混凝土进行科学合理地开展施工工作，而控制材料的比例是为了可以全面控制裂缝的主要方法。对混凝土进行配比时，施工单位必须严格禁止出现偷工减料现象，并且还要保证对所有投入使用的原材料已经进行严格检查。另外，为了更好的防止出现裂缝情况，在混凝土内可以加入一些添加物，如粉煤灰、膨胀剂和保水剂，以此来防止出现裂缝。其中加入保水剂的目的，是为防止混凝土在凝固时出现水分快速蒸发情况，从而有效地防止裂缝的发生。

4.2 对温度的控制

在浇筑成型时，必须严格控制好混凝土的温度，并保证混凝土的内外温度均在 25° C 以内。例如，在夏季温度较高时，在对混凝土进行浇筑时，应控制好混凝土的模具温度，可以选择掺冰、遮阳等措施，以此来避免混凝土温度过高。

4.3 混凝土浇筑控制

在混凝土进行浇筑时，可以更好地达到浇筑效果，必须对其浇筑速度做好控制，不要太快或太慢。同时，对浇筑施工时间也应给予一定程度的控制。如果混凝土施工速度过快的话，混凝土浇筑就会出现裂缝，但如果混凝土浇筑速度过慢，混凝土之间就会出现接缝，就容易致使混凝土开裂。

4.4 混凝土养护

在地铁工程的底板和顶板混凝土初凝后，不仅要定期对其进行洒水维护，还需及时做好覆盖措施。当混凝土固化后，在对模板进行拆除前，既要检查混凝土的水化温度变化情况，还要检查混凝土收缩情况，并对当时的温湿度做好全面考虑，从而选择正确时间来对混凝土进行脱模。当混凝土的内部温度过高时，则不宜进行脱模及喷头维护，以防止因内外温差增大而引起的裂缝。在混凝土浇筑 3 天后，可在模板上进行小规模的水养护，并要时刻注意养护水温度与混凝土表面温度相接近。

结语

总之，通过对地铁土建工程施工混凝土产生裂缝原因的分析，想要在地铁施工中加以防治，这是一项长期而艰巨的任务，需要我们不断地总结经验和教训，以及不断地创新技术，提高施工管理水平，才可以确保地铁混凝土施工水平得以不断提高，以更高的效率和更高的质量完成地铁工程。

参考文献：

[1] 张超 . 试论地铁土建工程施工混凝土裂缝控制 [J]. 中国科技投资 ,2017（8）.

[2] 赵以奇 . 试论如何控制地铁工程施工中混凝土裂缝的产生[J]. 科学技术创新 , 2014（11）:130-130.

[3] 张军 . 简述地铁土建施工中的混凝土裂缝控制 [J]. 科技创新与应用 ,2016（5）:220-220.