现浇地下综合管廊结构裂缝超限原因分析及防治措施

现浇地下综合管廊结构裂缝超限原因分析及防治措施

季雅莎1何洋2

1中交城乡建设规划设计研究院有限公司,湖北省武汉市  2中交城市轨道交通设计研究院有限公司, 湖北省武汉市

摘要：钢筋混凝土结构的裂缝超限问题是导致地下综合管廊使用功能无法达到预期的主要问题之一，而本文结合实际情况，简要分析了现浇地下综合管廊结构的主要形式和裂缝超限的原因，并结合实际情况提出了地下综合管廊结构裂缝超限的预防策略与处理措施，希望能对相关的从业人员起到一定的参考作用。

关键词：地下综合管廊；现浇结构；结构裂缝

一、地下综合管廊的结构类型

市政地下综合管廊可以按施工方式的不同分成现浇综合管廊和预制装配式综合管廊。从我国最近几年的地下综合管廊施工方式来看，钢筋混凝土现浇管廊依然占据了较大的比例，其适用性更强，施工技术更加成熟，防水防渗透能力更强，这也使这种管廊依然在相关行业与领域之中占据着主导地位[1]。

二、现浇综合管廊结构裂缝超限的原因分析

现浇综合管廊作为一种普通钢筋混凝土结构，带裂缝工作是一种常态。为了避免使用过程中裂缝过宽对结构的耐久性甚至是结构的安全带来不利的影响，结构设计的时候通常采用加强配筋或结构尺寸来控制结构裂缝的宽度。即使在设计阶段，荷载考虑得较为详细，计算裂缝宽度满足规范要求，综合管廊结构在使用的过程中仍然出现裂缝超限的情况。下面将从现浇钢筋混凝土综合管廊结构本身材料特性来分析裂缝超限的原因。

（一）水化热效应

现浇钢筋混凝土地下综合管廊在混凝土浇筑的过程之中，水泥与水发生水化反应会产生热效应。热量散逸的速度相对较慢，导致结构内部和外部产生较大的温度梯度，从而导致结构外表面出现了较大的温度应力，最终导致结构裂缝的产生。在地下综合管廊施工过程中，经常会因为工期或者成本的原因导致其混凝土的养护时间较短，或者养护措施不到位，导致混凝土的抗拉性能不足，一旦结构外表面的拉应力较强，超过了材料本身可以承受的拉应力，就会导致裂缝问题的产生。

（二）塑性变形

塑性变形也是导致混凝土结构裂缝问题产生的原因之一，这种问题往往出现在混凝土硬化之前。混凝土处于塑性状态之下，混凝土材料在不断沉降之下会遇到相应的阻力最终导致裂缝问题的产生。地下综合管廊结构的主要材料为钢筋混凝土，混凝土在水平方向的收缩与垂直方向收缩不符的情况，在混凝土表面积不断提升，过大的钢筋骨料粒径之下，就会导致混凝土裂缝问题的产生，这种问题产生的裂缝往往存在着0.3毫米到1毫米的间距，裂缝之间呈现出平行排列的特点，裂缝的深度有着一定的相似性[2]。

（三）收缩裂缝

混凝土结构会因为其材料内部的不断收缩导致裂缝的产生，而常见的收缩方式有材料自身收缩、塑性收缩和碳化收缩。钢筋混凝土在浇筑结束之后，整个混凝土材料会进入到硬化阶段，在这个阶段过程中，混凝土结构会产生相应的水汽，在不断的蒸发之下导致整个结构体系的体积缩小，出现混凝土收缩现象。由于结构体系本身均有边界约束，在边界的约束之下，混凝土收缩也会受到约束。如果收缩程度较为严重，会导致边界对管廊结构的约束程度不断提升，在不同作用力的影响之下，导致管廊结构本身出现裂缝，严重时甚至会出现结构断裂的问题。

三、现浇综合管廊结构裂缝超限的预防措施

（一）做好混凝土原材料的选择

对于现浇钢筋混凝土地下综合管廊结构的施工而言，其原材料质量较容易控制，然而这也需要施工人员具备一定的安全意识和质量控制意识，才能确保其不会出现问题。从实际情况来看，很多地下综合管廊结构出现裂缝问题的原因在于施工作业人员对原材料质量控制不足，也有些施工企业为了获取更多的经济效益，选择了一些质量不足价格较低的原材料，导致地下综合管廊出现了严重的裂缝问题。这也就要求了施工单位、监理单位在施工之前，做好充分的调研和勘察工作，选择适合施工的原材料，结合我国相关标准和设计规范的要求，做好原材料供应商的审查工作，选择质量好，信誉好口碑过硬的供应商，严格按照相关程序和流程的要求进行原材料的质量检测，最大程度上控制因为原材料质量导致地下综合管廊结构出现裂缝的问题[3]。

（二）加强对施工单位的技术管理

从地下综合管廊项目建设的实际情况来看，由于地下综合管廊结构相对简单，施工难度较低，从而导致施工参与方质量的良莠不齐，因此需要对施工单位进行严格的技术管理，要求施工单位严格控制施工技术人员的综合素养，减少因为人为因素导致多种问题的产生。在施工工作开展的过程之中，应该明确施工的工序与流程，明确环节上的先后顺序，明确施工过程之中应该注意的问题，同时也要应该通过图解等多种方式，保障施工计划的有序开展。施工单位技术管理人员的综合素养将对整体施工情况产生深远的影响，而在施工过程之中，必须保障管理人员与施工员的深入交流和沟通，明确施工技术管理人员对于施工过程中各种问题的控制措施，如果在施工过程之中发现施工素养不足、综合能力不足以及安全意识不足的施工人员，应该对其加以清退处理，并对其负责的部分采取有效的补救措施，才能在源头确保地下综合管廊结构裂缝问题得到有效的防治。

四、现浇综合管廊结构裂缝的处理措施

（一）化学灌浆法

化学灌浆法也就是指将一定的化学材料以灌注泵的方式将其送入到地层或者地下综合管廊结构裂缝之中，使其能够在其中发生扩散与胶凝，进而强化整体结构的强度，减少底层的渗透性，解决底层变形的问题，从而使地下综合管廊结构裂缝得到有效的控制。这种技术是当前地下综合管廊结构裂缝较为常用的处理措施，是化学与工程建设有机结合的产物，能够不断解决地基问题和混凝土缺陷问题，不断强化工程质量。化学灌浆采取的灌浆料一般用有机材料配置，包含了环氧树脂浆液、甲基丙烯酸酯浆液等。为了确保处理质量达到预期要求，提升施工的安全系数，灌浆料必须能够结合施工情况进行选择，其黏度要相对较低且可灌注性相对较强，其固化后收缩性较低且抗渗透能力较强，在浆液固化的时间之内可以不断调整，要有着较强的抗拉性能和粘结性能，灌注工艺要更加简单且材料满足无毒害性的要求[4]。

一般来说，在化学灌注法的应用过程之中，常常会采取环氧树脂作为材料，其有着稳定性良好且强度较高的特点，因此成为了市政工程地下综合管廊结构裂缝处理的不二之选。然而这里要注意的是，这种材料有着一定的毒害性，我国建筑工程行业也在不断研究解决毒害性问题的方法和对策，并在科技发展之下生产出了T31等改性胺类固化剂，这也对这种材料的全面应用起到了一定的推动作用。环氧树脂的黏度较大，需要在其中引入有机溶剂才能应用到灌注之中，然而有机溶剂的添加会导致其出现刺鼻性气味，应用过多还会导致环境问题的产生，因此专家和学者也开始研究更加行之有效的无溶剂环氧灌浆希望能够将其应用到市政工程地下综合管廊结构裂缝的治理之中。

（二）自动压力灌浆器

这是一种较为方便，占地面积较小，能够对地下综合管廊结构裂缝进行有效修补的工具，其主要结构包含了灌浆底座、灌浆连接头和堵头以及软管等，这些结构体系都是一次性的配件，使用时需要注意做好其使用次数的核验。这种施工方法的应用灵活度更高，不需要通过空压机和手压泵就可以实施结构裂缝的处理，适用性更强且不会产生过多的噪音，可以在水平和垂直等任何方向使用，而施工人员也可以以肉眼观察的方式明确灌注的进度和修补的情况，及时的处理灌注饱和度不足和密实度不足的问题，确保地下综合管廊结构裂缝得到有效的修补和处理，质量控制有所保障，同时灌器内部的弹簧压力经过科学的论证，能够应用到不同原因导致的地下综合管廊结构裂缝之中，且灌浆器的使用效力较高，在擦拭干净后可以重复使用，进一步达到节约成本和减少工程造价的目的。

（三）裂缝处理流程

首先通过裂缝放大镜对其宽度加以测量，明确相关参数，并做好基层的处理工作，清除裂缝表面附带的灰尘和油污，同时也要对注入口加以确定，按照15厘米到20厘米的距离设置注入口，注入口的位置要设置在裂缝较宽且开口相对顺畅的部位，并以胶带进行封口和预留，同时采取快干型封缝胶，沿着缝隙表面涂抹，同时要留出注入口的位置。处理过程之中也应该安设塑料底座，对于预留的胶带加以处理，将底座安置在注入口上，然后安放对应的灌浆器，将配置好的树脂灌注到软管之中，并将装有树脂的灌浆器置于底座旋紧，松开设备之上的弹簧，对于灌注的状态加以明确，同时要注意时刻补充树脂，在注入速度不断减少，不再进胶之后，要对灌浆器加以拆除处理，通过堵头堵死底座，使用过后的灌浆器可以通过酒精溶液加以清洗并做好保存处理，不能采取其他的溶液加以清洗，在树脂固化完毕后，敲掉底座和堵头并对其封缝胶加以全面的清理，进而完成地下综合管廊结构裂缝的处理工作。

五、结束语

综上所述，在地下综合管廊的建设之中，其结构出现裂缝超限问题的主要原因除了荷载之外，还在于现浇钢筋混凝土综合管廊结构本身材料特性相关的多种原因，而在施工过程之中也需要通过原材料控制和提升施工技术管理人员专业素养的方式加以防范，如果一旦出现裂缝，可以通过化学灌浆和自动压力灌浆器来进行治理，从而确保施工质量达到预期要求，确保多种问题得到更加有效的控制。

参考文献

[1]周宁. 市政工程地下综合管廊结构裂缝的原因与防范策略[J]. 环球市场,2017(35):311.

[2]钱继承. 市政工程地下综合管廊结构裂缝的原因与防范措施[J]. 城市建设理论研究（电子版）,2016(14):1966-1966.

[3]杨君华,张世春. 研究市政工程地下综合管廊结构裂缝原因及其防范对策[J]. 房地产导刊,2018(8):117.

[4]凌燕清. 研究市政工程地下综合管廊结构裂缝原因及其防范对策[J]. 建筑工程技术与设计,2017(24):2602-2602.