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一混凝土的特性

第一，作為一種復(fù)合材料，混凝土本身具備膠凝性和易收縮性的特點(diǎn)。所以，一旦受到外界力的作用或者是內(nèi)部變形，使得拉應(yīng)力超過(guò)混凝土本身所能夠承受的極限強(qiáng)度，就會(huì)為混凝土裂縫的產(chǎn)生創(chuàng)造條件。第二，在混凝土凝固的過(guò)程中，混凝土強(qiáng)度在不斷增大，施工階段作為混凝土的發(fā)展過(guò)渡階段，是從低強(qiáng)度逐漸朝著設(shè)計(jì)強(qiáng)度方向發(fā)展的過(guò)程，但是需注意極限的拉應(yīng)力是一直在變化的，如果拉力超出極限值，就會(huì)導(dǎo)致裂縫的出現(xiàn)。第三，在施工環(huán)節(jié)，混凝土很容易受到外界環(huán)境影響，并且隨著結(jié)構(gòu)與場(chǎng)合的差異，同樣的配合比，卻會(huì)對(duì)裂縫的形態(tài)與分布帶來(lái)不同的影響。

二地鐵工程混凝土裂縫出現(xiàn)的原因

在開(kāi)展地鐵工程混凝土施工時(shí)，導(dǎo)致混凝土出現(xiàn)裂縫的原因很多。從總體方面來(lái)看，混凝土裂縫的產(chǎn)生主要包含結(jié)構(gòu)性裂縫和非結(jié)構(gòu)性裂縫兩個(gè)類型。

1結(jié)構(gòu)性裂縫

地鐵工程施工中混凝土產(chǎn)生裂縫原因很多，無(wú)論是在施工環(huán)節(jié)還是在后續(xù)的使用環(huán)節(jié)都可能出現(xiàn)裂縫。在施工過(guò)程中，因?yàn)殇摻盍坎蛔悖诤罄m(xù)中因?yàn)槌d使用、地基沉降以及地震等等原因，都可能導(dǎo)致裂縫的出現(xiàn)，并且裂縫產(chǎn)生只是一瞬間的事。

2非結(jié)構(gòu)性裂縫

2.1收縮裂縫

混凝土收縮裂縫是地鐵工程最常見(jiàn)的一種裂縫，收縮性裂縫主要包含塑性收縮、化學(xué)收縮以及干燥收縮三種類型。塑性收縮主要存在于混凝土凝固環(huán)節(jié)，尤其是剛開(kāi)始凝固時(shí)，水化反應(yīng)過(guò)于強(qiáng)烈就會(huì)導(dǎo)致混凝土出現(xiàn)失水現(xiàn)象，大幅度降低其可塑性。在凝固過(guò)程中，混凝土體積會(huì)出現(xiàn)一定的變化，會(huì)有不均勻的拉力出現(xiàn)，最終引起裂縫的出現(xiàn)。在混凝土完全凝固后，就會(huì)產(chǎn)生干燥收縮，出現(xiàn)干燥收縮的原因很多，如過(guò)早拆模，會(huì)讓混凝土表面出現(xiàn)大量失水的現(xiàn)象，導(dǎo)致表層體積徐勛縮小，但是混凝土內(nèi)部水分蒸發(fā)要比表面蒸發(fā)的速度慢，其相應(yīng)的體積不會(huì)出現(xiàn)較大的變化，這樣，由于內(nèi)外收縮比例的差異，表面的拉力超出混凝土所能承受的極限拉力，就會(huì)有裂縫出現(xiàn)。化學(xué)收縮一般是在硬化過(guò)程中出現(xiàn)，主要是因?yàn)樗嗟乃饔茫瑢?dǎo)致體積減小，最終產(chǎn)生裂縫。

2.2溫度裂縫

混凝土內(nèi)外溫差的存在是地鐵工程混凝土產(chǎn)生裂縫的主要因素。混凝土表面水化作用所產(chǎn)生的溫度會(huì)在很短地時(shí)間內(nèi)刪失，但是內(nèi)部產(chǎn)生出的溫度卻不會(huì)過(guò)快流失。這樣的情況就會(huì)加劇混凝土體積的增大趨勢(shì)，一般來(lái)說(shuō)，混凝土溫差裂縫出現(xiàn)的原因：第一，在澆筑混凝土的前期，混凝土?xí)霈F(xiàn)強(qiáng)烈的水化熱，其內(nèi)外溫差過(guò)大，很容易引起混凝土的開(kāi)裂現(xiàn)象，一般在混凝土澆筑完畢三天之后才會(huì)出現(xiàn)。第二，在拆卸混凝土模板后，表面溫度損失過(guò)快，加大內(nèi)部與外部的溫度差，這樣也會(huì)導(dǎo)致裂縫的存在。第三，當(dāng)混凝土內(nèi)部溫度達(dá)到一定程度后，在下降到最低點(diǎn)時(shí)，這時(shí)的溫度與最高溫度會(huì)有明顯的差異，這樣也容易引起混凝土裂縫的出現(xiàn)。

2.3安定性

裂縫安定性裂縫主要指的是龜裂，一般是因?yàn)樗嗖缓细竦陌捕ㄐ运斐傻摹６嗖缓细竦脑蚝芏唷Ｈ鐚?duì)水泥原材料質(zhì)量控制不足，一味地降低購(gòu)買成本；在使用水泥材料之前，沒(méi)有做好配合比試驗(yàn)，使得水泥用量無(wú)法滿足正常的施工要求，最終破壞混凝土結(jié)構(gòu)的整體性能。

三地鐵結(jié)構(gòu)裂縫產(chǎn)生的危害

因?yàn)榛炷帘旧韺儆诖嘈郧曳莿蛸|(zhì)合成材料，其抗拉強(qiáng)度只有抗壓強(qiáng)度的四分之一，所以，在施工過(guò)程中很難控制好裂縫，但是卻應(yīng)該對(duì)存在危害性的裂縫加以防范，這種存在危害性的裂縫會(huì)降低區(qū)間與地鐵車站的抗?jié)B能力，影響其工程的正常使用，同時(shí)，還會(huì)加大鋼筋的銹蝕，促使混凝土出現(xiàn)談話，破壞結(jié)構(gòu)物的耐久性，所以，裂縫必須控制在允許的范圍之內(nèi)。國(guó)外工程技術(shù)人員認(rèn)為，將鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)最大裂縫寬度加以規(guī)定主要是防止鋼筋出現(xiàn)銹蝕，在不同規(guī)范中，對(duì)裂縫寬度的實(shí)際規(guī)定也會(huì)有所差異，但基本原則方面是一致的。無(wú)論是實(shí)際的規(guī)定是否存在差異，其基本原則的一致性都是為了防治地鐵結(jié)構(gòu)裂縫產(chǎn)生對(duì)地鐵建筑造成危害，影響施工及后續(xù)的使用。所以，在設(shè)計(jì)、施工以及后續(xù)的使用環(huán)節(jié)，都應(yīng)該正確地認(rèn)識(shí)到地鐵結(jié)構(gòu)裂縫的危害性，做好相應(yīng)的防范，才能夠?qū)⒘芽p限制在允許的范圍之內(nèi)。

四地鐵施工混凝上裂縫的預(yù)防措施

由于地鐵施工中，外界環(huán)境無(wú)法達(dá)到完全穩(wěn)定的狀態(tài)，再加上混凝土本身的物理性質(zhì)，使得混凝土裂縫很難避免，在施工環(huán)節(jié)，需要做好混凝土強(qiáng)度與性能的合理控制，才能夠盡量減少混凝土裂縫的產(chǎn)生，具體做法如下：第一，使用具備科學(xué)配比以及質(zhì)量可靠的混凝土材料。水泥采用性能良好、泌水性小、水化熱低、具有一定抗侵蝕性而且質(zhì)量比較穩(wěn)定的旋窯水泥。水將采用自來(lái)水。砂石料除符合現(xiàn)行的《普通混凝土用砂質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)及驗(yàn)收方法》和《普通混凝土用碎石或卵石質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)及驗(yàn)收方法》規(guī)定外，石子粒徑最大不超過(guò)40mm，所含泥土符合規(guī)范要求并不得呈塊狀或包裹石子表面，吸水率不大于1.5％。摻加高效減水劑或微膨脹劑、抗裂纖維外加劑等，其摻量根據(jù)試驗(yàn)確定，允許誤差為1%。第二，在澆筑成型過(guò)程中，需要控制好混凝土的溫度，確保混凝土的內(nèi)部溫度與表面溫度能夠控制在25℃之內(nèi)。如，在夏季氣溫較高時(shí)澆筑混凝土要控制混凝土的入模溫度，采取摻入冰屑、遮陽(yáng)等措施防止混凝土溫度過(guò)高。第三，對(duì)混凝土澆筑的速度需嚴(yán)格控制，盡量減少施工分段的長(zhǎng)度，這樣也可以滿足混凝土裂縫的控制。如底板面積較大，需要采取分塊分層法澆筑，以減少收縮和溫度應(yīng)力，控制裂縫第四，加強(qiáng)混凝土施工環(huán)節(jié)的監(jiān)督管理力度，確保施工人員能夠按照科學(xué)的施工方法來(lái)完成混凝土的有關(guān)施工工序，以避免因?yàn)槿藶榈囊蛩卦斐苫炷亮芽p的出現(xiàn)。第五，采用切實(shí)可行的施工工藝。在引言中所提到的地鐵工程，在混凝土澆筑時(shí)，選擇泵送的方式。所以，在澆筑混凝土之前，要做好材料的化驗(yàn)，如果材料不合格，嚴(yán)禁使用。在澆筑環(huán)節(jié)，要保持勻速的投料，同時(shí)，采取分層振搗的方式，再配合滿足規(guī)定的拆模時(shí)間，就能控制好混凝土的澆筑施工。以上述工程為例，其分段澆筑的長(zhǎng)度最好能控制在15m最佳。此外，跳槽分段施工，不采用后澆帶等都是合理安排施工工序的有效措施。第六，適當(dāng)?shù)靥砑訙p水劑或者是緩凝型減水劑。將減水劑摻加到混凝土之中，可以滿足混凝土的工作性質(zhì)，可以降低10%左右的拌合水使用量。如果摻加緩凝型減水劑，在上述效果之外，還可以將初凝時(shí)間推遲一個(gè)小時(shí)以上，澆筑速度的減緩，就能夠保持充分地散熱性，合理地規(guī)避裂縫。第七，早期混凝土的養(yǎng)護(hù)。混凝土澆筑完后，及時(shí)養(yǎng)護(hù)，每天不少于2次，持續(xù)2周，并注意成品保護(hù)。一般來(lái)說(shuō)，混凝土養(yǎng)護(hù)包含介質(zhì)溫度、濕度以及養(yǎng)護(hù)延續(xù)時(shí)間三個(gè)方面的要素。另外，等待混凝土達(dá)到一定的強(qiáng)度要求之后，需要盡快做好回填土處理，因?yàn)橥潦腔炷磷罴训酿B(yǎng)護(hù)材料之一。目前，這是對(duì)混凝土保濕保溫養(yǎng)護(hù)的最佳手段，對(duì)裂縫的預(yù)防控制非常有效果。

五地鐵施工中混凝上裂縫的修補(bǔ)和控制方法

在地鐵工程的施工中，既然我們無(wú)法避免混凝土裂縫的產(chǎn)生，那么，我們就可以采取有效的措施，來(lái)補(bǔ)救混凝土裂縫，確保將混凝土裂縫有害程度最大限度的控制，降低裂縫帶來(lái)的危害。一般來(lái)說(shuō)，有以下幾種混凝土控制與修補(bǔ)的措施：第一，涂抹法，即將材料涂抹在混凝土的表面，這樣的修補(bǔ)混凝土裂縫的方式一般是在出現(xiàn)淺細(xì)或者是在混凝土淺層層面上的裂縫修補(bǔ)中使用。這樣的裂縫，無(wú)法正常地灌入漿材，并且深度也沒(méi)有達(dá)到鋼筋表面的發(fā)絲裂縫，不會(huì)形成漏水等情況的出現(xiàn)，屬于不伸縮、不活動(dòng)的裂縫，因此涂抹法很實(shí)用。第二，表面補(bǔ)貼法，主要是針對(duì)混凝土出現(xiàn)大面積的裂縫，或者是因?yàn)榛炷烈呀?jīng)出現(xiàn)了漏水現(xiàn)象，但是卻無(wú)法找準(zhǔn)漏水具體位置的裂縫控制方法。使用表面補(bǔ)貼法，就能對(duì)如此的裂縫進(jìn)行有效地控制。第三，填充法，主要用于灌漿等方式已經(jīng)無(wú)法達(dá)到對(duì)裂縫理想修補(bǔ)的情況中。另外如果裂縫產(chǎn)生的規(guī)模較小，也可以采用填充法來(lái)對(duì)裂縫進(jìn)行處理。第四，結(jié)構(gòu)補(bǔ)強(qiáng)法，因?yàn)楹奢d作用所引起的裂縫，但是卻長(zhǎng)時(shí)間無(wú)法處理裂縫，導(dǎo)致混凝土的耐久性受到嚴(yán)重的影響。針對(duì)這一類型裂縫，就可以利用結(jié)構(gòu)補(bǔ)強(qiáng)法，具體又分為錨固補(bǔ)強(qiáng)、斷面補(bǔ)強(qiáng)以及預(yù)應(yīng)力法等方式。

六結(jié)語(yǔ)

在地鐵工程施工中，混凝土產(chǎn)生裂縫的原因有很多，但是只要能夠合理地規(guī)范，嚴(yán)格地控制施工工序，再配合上嚴(yán)格的保護(hù)措施，就能夠確保混凝土施工工藝的合理性與科學(xué)性，通過(guò)混凝土裂縫產(chǎn)生原因的“認(rèn)真”避免，就可以在一定程度上控制裂縫，并且還可以延續(xù)到對(duì)后續(xù)施工中混凝土裂縫的防范。所以，在今后的地鐵工程的施工環(huán)節(jié)，懂得合理地控制混凝土裂縫，再出現(xiàn)裂縫時(shí)能夠及時(shí)地處理，將裂縫產(chǎn)生的危害控制在可控的范圍內(nèi)，就能滿足地鐵工程施工對(duì)安全、質(zhì)量的要求。

作者：吳瑋單位：中鐵十六局集團(tuán)北京軌道交通工程建設(shè)有限公司工程師