论某地铁工程裂缝的成因与预防

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1、专业知识分享版摘要】本文阐述了某地铁车站工程大体积混凝土结构裂缝产生原因，并结合实际提出工程各参与方应当如何控制和预防裂缝。【关键词】温度应力水化热收缩变形随着中国经济的高速发展，国内的一、二线城市都争相建设地铁工程，以提高城市的品牌，有个别城市地铁发展只用了20年时间，就建成了国外某国际大都市地铁100多年累计的里程。这样高速地进行地铁建设，固然给城市发展带来了良好的经济效益与社会效应，但随之也带来了一些工程质量问题———车站混凝土结构裂缝漏水现象。事后虽然可以修复，但费时费力不说，还是一笔费用不小的花销，而且直接影

2、响到结构的整体性和耐久性。下面以某地铁工程为例，结合自己十多年工程管理经验，浅谈对施工中混凝土裂缝的成因和防治的认识。一、工程概况工程为地铁某号线的一个标准站。整个工程采用明挖顺作法施工，车站总长155m，车站基坑深17～23m，采用二层三跨箱形钢筋混凝土结构，由于结构长度比较长，为了便于施工及防止收缩应力，分为7个长22.14m标准施工段（见图1）。底板及顶板厚度均为900mm，侧墙厚度为700mm；底板、侧墙为C30S10混凝土。二、混凝土工程特点工期紧迫，混凝土工程量大；设计要求大体积混凝土浇筑应在室外气温较低时

3、进行，混凝土浇筑温度严格控制在25°C以内。工程结构复杂：主体结构形式较为复杂，柱、梁、板截面尺寸较多，梁柱钢筋密集；负二层墙柱净高为7.8m（见图2）。使命：加速中国职业化进程联系电话：0755-86153458专业知识分享版结构防水、防渗漏要求高：车站主体结构防水等级为一级，不允许渗水，结构表面无湿渍。防水的设计原则以结构防水为主，附加外防水为辅。混凝土的制备：采用商品混凝土，需要求如下：按设计的要求主体结构工程混凝土的水泥采用干缩值较少、水化热较低的普硅水泥，其最少用量一般不得少于320kg/m3。在满足此条件及

4、混凝土其它性能的前提下，尽可能减少水泥用量。最大水灰比应小于0.45；混凝土中最大氯离子含量为0.06%。采用双掺技术，掺加具有补偿收缩功能，并有缓凝、早强作用的复合型高效减水剂，和Ⅱ级以上磨细粉煤灰，取代部份水泥。三、裂缝产生的原因由于地铁车站结构楼板及侧墙截面比较厚，是属于建筑工程中的大体积混凝土结构。大体积钢筋混凝土具有结构厚、体积大、施工条件复杂和技术要求高等特点。混凝土结构裂缝的出现，不是因为强度不够，而是因体积大，在水化过程中水化热产生的温度力与大体积混凝土收缩而产生的收缩应力相互作用下，就会产生裂缝。这种

5、裂缝有表面裂缝和贯通裂缝两种。表面裂缝是由于混凝土表面和内部的散热条件不同，温度外低内高，形成温度梯度，使混凝土内部产生压应力，表面产生拉应力，表面的拉应力超过混凝土抗拉强度而引起的。贯通裂缝是由于大体积混凝土在强度发展到一定程度，混凝土逐渐降温，这个降温差引起的变形加上混凝土失去水分引起的体积收缩变形，受到地基和其他结构边界条件的约束时引起的拉应力，超过混凝土抗拉强度时所可能产生的贯通整个截面的裂缝。这两种裂缝不同程度上，都属有害裂缝，造成漏水的主要是贯通裂缝。混凝土初现裂纹的时间可以作为判断裂纹原因的参考：塑性收缩

6、裂纹大约在浇筑后几小时到十几小时出现这是表面裂缝；贯通裂缝通常是有以下几种情况：（1）温度收缩裂纹大约在浇筑后2~10d出现；（2）自收缩裂纹主要发生在混凝土凝结硬化后的几天到几十天；（3）干燥收缩裂纹出现在近1年龄期内。对于上述结构混凝土裂缝，在施工过程中，尽管各施工单位采取各种技术措施，设计也作出了很多技术指引，但裂缝仍然经常出现。使命：加速中国职业化进程联系电话：0755-86153458专业知识分享版这些裂缝主要是侧墙的多，顶板与底板的比较少。纵向侧墙裂缝在的中间标准段发现比较多，靠两端盾构区间的墙体比较少。裂

7、缝较多的标准段间距通常为2.5-3.5m一条，由底板上500mm直通到顶板底，缝宽约0.2~1.0mm贯通，肉眼也能看得到，究其原因本人认为有如下几个方面：1.设计方面原因：（1）车站结构约长145m，中间没有设置伸缩缝，这个设置是按车站结构复土后，结构没有受到日夜温差的影响考虑的。但车站结构主体最后一个标准段混凝土浇筑完成后，还经历拆模———外防水———防水保护层———覆土这些工序，至少一个多月是受到日夜温差的影响。日夜温度变化会使混凝土结构收缩作用，由此形成的温度收缩应力，就会导致钢筋混凝土产生裂缝。（2）商品混凝

8、土采用了干缩值较少、水化热较低的“普硅水泥”。众所周知干缩小、低水化热的水泥应是矿渣水泥、粉煤灰水泥、火山灰水泥，而不是普硅水泥，普硅水泥水化热还是比较大的。水化所释放的水化热会产生较大的温度变化和收缩作用，由此形成的温度收缩应力，就会导致钢筋混凝土产生裂缝。2.施工方面原因：（1）虽然施工方混凝土施工方案采用跳格法浇筑，每段的间