摘　要:本文結合工程實例，介紹了混凝土的特點，分析了裂縫產生的原因。介紹了地鐵施工中防水混凝土裂縫控制措施,

　　關鍵詞:地鐵;工程;混凝土;施工技術;分析

　　施工中混凝土開裂現象經常發生,是困擾工程技術人員的一大難題。其實,如果采取一定的設計和施工措施,很多裂縫是可以克服和控制的。現結合本工程實例,介紹地鐵車站防水混凝土裂縫控制方法,以供同行參考。關于設計方面控制裂縫措施,本文不作討論。

　　北京軌道交通某線某車站主體建筑面積8589㎡,基礎底板厚800 mm,中板厚400 mm,頂板厚700 mm,側墻厚700 mm。基礎底板、側墻與頂板為C35密實抗滲混凝土,設計要求為無裂縫自防水混凝土。因此混凝土裂縫的控制是一個質量難題,我們在施工中著重對混凝土拌制過程、振搗過程、養護過程進行嚴格控制,取得了良好的效果。

　　1 混凝土自身特性

　　為了分析混凝土在地鐵工程施工中出現裂縫的原因,必須了解混凝土的以下幾個特性:

　　1.1 混凝土是一種脆性材料,它的抗拉強度僅為抗壓強度的1/8～1/10。只要外界受力作用或內部變形,受到約束產生的拉力應大于混凝土極限抗拉強度,混凝土即出現裂縫。

　　1.2 混凝土是一種膠凝性的復合材料,本身就具有收縮特性。這種特性為裂縫的產生提供了推動作用。

　　1.3 混凝土由塑性狀態逐步發展為固態,強度也隨之迅速增長。施工階段正是混凝土處于低強度向設計強度發展的過渡階段。其極限拉應力也是一個變量,一旦外界擾動產生的拉應力超過了當時的極限拉應力,裂縫就產生了。

　　1.4 混凝土在施工期間會受到各種外界因素的影響。多種因素的互相抵消和疊加,就會出現同樣的配合比在不同的場合和結構中,裂縫的形態和分布各不相同,使問題更加復雜。

　　2 裂縫形成原因分析

　　混凝土裂縫大致可分為二類:結構性裂縫和非結構性裂縫。

　　2.1 結構性裂縫

　　產生結構性裂縫的因素很多,施工中和使用過程都可能出現裂縫。例如結構設計鋼筋用量不足、配筋錯誤、地基不均勻下沉、超荷載、過度振動(如地震)等,都會使混凝土拉應力過大而產生裂縫。其裂縫的產生是在同一時間瞬時發生,并一次完成。

　　2.2 非結構性裂縫

　　2.2.1 收縮引起的裂縫

　　收縮引起的裂縫最為常見,主要為塑性收縮、干燥收縮和化學自收縮。塑性收縮發生在混凝土凝固階段,尤其是初凝階段,此時水泥水化反應較強烈,混凝土中水分蒸發很快,可塑性也同時失去。混凝土在凝結硬化過程中產生體積變化,既可能收縮也可能膨脹,其變化幅度為40×10-6～100×10-6。溫度較高,水泥用量較多,自身體積變形趨于增大。

　　干燥收縮發生在混凝土凝固后,如太早拆模混凝土表面的水分蒸發快,表面層混凝土體積縮小,而內部混凝土失水較慢,體積變化小,產生內外變形的差異,表面產生拉應力大于混凝土極限拉應力時就產生裂縫。

　　自收縮發生在混凝土的后期硬化過程中,由于水泥的水化反應,水化生成物體積縮小,尤其是硅酸鹽水泥或普通硅酸鹽水泥拌制的混凝土。

　　2.2.2 溫度變化引起的裂縫

　　混凝土內部和外部的溫差過大會產生裂縫。溫差裂縫產生的主要原因是水泥水化熱引起的混凝土內部和混凝土表面的溫差過大。特別是大體積混凝土更易發生此類裂縫。溫差的產生主要有三種情況:第一種是在混凝土澆筑初期,這一階段產生大量的水化熱,形成內外溫差并導致混凝土開裂,這種裂縫一般產生在混凝土澆筑后的第3天(升溫階段)。另一種是在拆模前后,這時混凝土表面溫度下降很快,從而導致裂縫產生。第三種情況是當混凝土內部溫度高達峰值后,熱量逐漸散發而達到使用溫度或最低溫度,它們與最高溫度的差值即內部溫差。這三種溫差都會產生裂縫,但最嚴重的是水化熱引起的內外溫差。

　　2.2.3 安定性裂縫

　　安定性裂縫表現為龜裂,主要是由于水泥安定性不合格而引起。

　　3 混凝土裂縫的控制措施

　　3.1 混凝土拌制過程

　　3.1.1 原材料的選擇

　　混凝土拌制施工中采用均勻、穩定的普通硅酸鹽水泥，級配良好的碎卵石和中砂作為混凝土的粗細骨料,嚴格控制砂石的含泥量,減少孔隙率,增大表面積。從而減少了水化熱,達到減少收縮裂縫提高抗裂性能的目的。

　　3.1.2 混凝土配合比的選定

　　混凝土配合比設計中嚴格控制水灰比、坍落度,最大限度減少早期干縮裂縫的產生。本工程采用泵送混凝土,根據施工部位的不同及時進行試配,以利于混凝土配合比的優化設計,確保泵送混凝土滿足以下的技術參數要求:a.水灰比控制在0.40～0.45,坍落度控制在140mm～160 mm;b.初凝時間不少于8 h;c.砂率控制在40%～45%; d.摻加外加劑; e.摻加適量粉煤灰,改善混凝土和易性,減少水泥用量、降低水化熱,減少混凝土干縮。

　　混凝土配合比的設計在滿足施工條件的情況下盡量減少砂漿量,在混凝土粘性不影響施工的情況下,減少用水量,用減水劑調節混凝土流動性。根據原材料的變化,天氣情況等經反復試配,選定配合比:水泥∶水∶砂∶石=1∶0. 43∶2. 12∶2. 69;HY801型聚羧酸高性能減水劑6. 8 kg/m3,高性能磨細礦粉50 kg/m3,Ⅰ級粉煤灰80 kg/m3,水泥270 kg/m3。

　　3.2 混凝土振搗施工技術措施

　　3.2.1 本工程地下室底板、側墻、中板、頂板均采用分層分段法澆筑,每層厚度不超過300 mm～400 mm,相鄰兩層澆筑時間間隔不超過2 h,確保上、下層混凝土在初凝之前結合好,不形成施工縫。混凝土澆搗順序采用分塊澆搗,使每塊底板、側墻及中板、頂板的水化熱控制在一定范圍內。

　　3.2.2 澆搗前及時進行檢查,模板進行潤濕,雜物清理干凈,隨時掌握天氣變化情況,備好防雨、抽水設備。

　　3.2.3 控制混凝土澆灌溫度,其內外溫差應控制在25℃以內,外表面與環境溫差應控制在25℃以內。在混凝土表面用木抹子緊壓整平后覆蓋一層塑料布。

　　3.2.4 澆搗時振動棒要快插慢拔,振搗時間為20s～30 s,以混凝土開始出漿和不冒氣泡為準,避免漏振、欠振和過振。并注意及時排除泌水,減少混凝土內部的水分和氣泡。

　　3.2.5 控制好混凝土的坍落度。每泵壓送混凝土入模時分別測定坍落度,對不符合坍落度要求的混凝土做退場處理,嚴格制止在施工現場對罐車內混凝土加水。

　　4 混凝土養護

　　4.1 底板、頂板混凝土初凝后及時用塑料布、土工布覆蓋并灑水養護。

　　4.2 模板拆除應符合強度及外觀的限定要求外,還應考慮混凝土水化溫升、溫降變化規律及混凝土收縮變化規律、自然環境溫度、濕度、風速、日照等情況,合理確定拆模時間。避免在混凝土溫度峰值時拆除模板及淋冷水養護。混凝土澆筑3 d后,采用模板上口開小縫隙的方法,小水慢淋進行墻體養護,養護用水以與墻體外表面溫度相近為宜。

　　4.3 混凝土施工應根據天氣情況,盡量避免雨中混凝土澆筑施工,防止剛澆筑完的混凝土被雨水澆淋。

　　5 結束語

　　雖然施工中混凝土裂縫產生的原因很多,但只要嚴格按規范規定施工,認真積極的探索裂縫產生的原因,及早采取相應的預防措施,就能有效地控制混凝土結構的裂縫。

　　參考文獻:

　　[1] 李小滿.混凝土地下室墻裂縫滲漏的原因分析與防治[J].山西建筑, 2009, (8).

　　[2] 柏德新.某高層建筑筏板基礎大體積混凝土施工技術[J].江蘇建筑,2009,(9).

　　[3] 楊勛燦.淺析建筑工程混凝土施工技術[J].中華民居,2010,(12).