混凝土裂縫地鐵工程論文
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一混凝土的特性
第一，作為一種復合材料，混凝土本身具備膠凝性和易收縮性的特點。所以，一旦受到外界力的作用或者是內部變形，使得拉應力超過混凝土本身所能夠承受的極限強度，就會為混凝土裂縫的產生創造條件。第二，在混凝土凝固的過程中，混凝土強度在不斷增大，施工階段作為混凝土的發展過渡階段，是從低強度逐漸朝著設計強度方向發展的過程，但是需注意極限的拉應力是一直在變化的，如果拉力超出極限值，就會導致裂縫的出現。第三，在施工環節，混凝土很容易受到外界環境影響，并且隨著結構與場合的差異，同樣的配合比，卻會對裂縫的形態與分布帶來不同的影響。
在開展地鐵工程混凝土施工時，導致混凝土出現裂縫的原因很多。從總體方面來看，混凝土裂縫的產生主要包含結構性裂縫和非結構性裂縫兩個類型。
1結構性裂縫
地鐵工程施工中混凝土產生裂縫原因很多，無論是在施工環節還是在后續的使用環節都可能出現裂縫。在施工過程中，因為鋼筋量不足，在后續中因為超載使用、地基沉降以及地震等等原因，都可能導致裂縫的出現，并且裂縫產生只是一瞬間的事。
2非結構性裂縫
2.1收縮裂縫
混凝土收縮裂縫是地鐵工程最常見的一種裂縫，收縮性裂縫主要包含塑性收縮、化學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節，尤其是剛開始凝固時，水化反應過于強烈就會導致混凝土出現失水現象，大幅度降低其可塑性。在凝固過程中，混凝土體積會出現一定的變化，會有不均勻的拉力出現，最終引起裂縫的出現。在混凝土完全凝固后，就會產生干燥收縮，出現干燥收縮的原因很多，如過早拆模，會讓混凝土表面出現大量失水的現象，導致表層體積徐勛縮小，但是混凝土內部水分蒸發要比表面蒸發的速度慢，其相應的體積不會出現較大的變化，這樣，由于內外收縮比例的差異，表面的拉力超出混凝土所能承受的極限拉力，就會有裂縫出現。化學收縮一般是在硬化過程中出現，主要是因為水泥的水化作用，導致體積減小，最終產生裂縫。
2.2溫度裂縫
混凝土內外溫差的存在是地鐵工程混凝土產生裂縫的主要因素。混凝土表面水化作用所產生的溫度會在很短地時間內刪失，但是內部產生出的溫度卻不會過快流失。這樣的情況就會加劇混凝土體積的增大趨勢，一般來說，混凝土溫差裂縫出現的原因：第一，在澆筑混凝土的前期，混凝土會出現強烈的水化熱，其內外溫差過大，很容易引起混凝土的開裂現象，一般在混凝土澆筑完畢三天之后才會出現。第二，在拆卸混凝土模板后，表面溫度損失過快，加大內部與外部的溫度差，這樣也會導致裂縫的存在。第三，當混凝土內部溫度達到一定程度后，在下降到最低點時，這時的溫度與最高溫度會有明顯的差異，這樣也容易引起混凝土裂縫的出現。
2.3安定性
裂縫安定性裂縫主要指的是龜裂，一般是因為水泥不合格的安定性所造成的。而水泥不合格的原因很多。如對水泥原材料質量控制不足，一味地降低購買成本；在使用水泥材料之前，沒有做好配合比試驗，使得水泥用量無法滿足正常的施工要求，最終破壞混凝土結構的整體性能。
三地鐵結構裂縫產生的危害
因為混凝土本身屬于脆性且非勻質合成材料，其抗拉強度只有抗壓強度的四分之一，所以，在施工過程中很難控制好裂縫，但是卻應該對存在危害性的裂縫加以防范，這種存在危害性的裂縫會降低區間與地鐵車站的抗滲能力，影響其工程的正常使用，同時，還會加大鋼筋的銹蝕，促使混凝土出現談話，破壞結構物的耐久性，所以，裂縫必須控制在允許的范圍之內。國外工程技術人員認為，將鋼筋混凝土結構最大裂縫寬度加以規定主要是防止鋼筋出現銹蝕，在不同規范中，對裂縫寬度的實際規定也會有所差異，但基本原則方面是一致的。無論是實際的規定是否存在差異，其基本原則的一致性都是為了防治地鐵結構裂縫產生對地鐵建筑造成危害，影響施工及后續的使用。所以，在設計、施工以及后續的使用環節，都應該正確地認識到地鐵結構裂縫的危害性，做好相應的防范，才能夠將裂縫限制在允許的范圍之內。
四地鐵施工混凝上裂縫的預防措施
由于地鐵施工中，外界環境無法達到完全穩定的狀態，再加上混凝土本身的物理性質，使得混凝土裂縫很難避免，在施工環節，需要做好混凝土強度與性能的合理控制，才能夠盡量減少混凝土裂縫的產生，具體做法如下：第一，使用具備科學配比以及質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量比較穩定的旋窯水泥。水將采用自來水。砂石料除符合現行的《普通混凝土用砂質量標準及驗收方法》和《普通混凝土用碎石或卵石質量標準及驗收方法》規定外，石子粒徑最大不超過40mm，所含泥土符合規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，其摻量根據試驗確定，允許誤差為1%。第二，在澆筑成型過程中，需要控制好混凝土的溫度，確保混凝土的內部溫度與表面溫度能夠控制在25℃之內。如，在夏季氣溫較高時澆筑混凝土要控制混凝土的入模溫度，采取摻入冰屑、遮陽等措施防止混凝土溫度過高。第三，對混凝土澆筑的速度需嚴格控制，盡量減少施工分段的長度，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力，控制裂縫第四，加強混凝土施工環節的監督管理力度，確保施工人員能夠按照科學的施工方法來完成混凝土的有關施工工序，以避免因為人為的因素造成混凝土裂縫的出現。第五，采用切實可行的施工工藝。在引言中所提到的地鐵工程，在混凝土澆筑時，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，如果材料不合格，嚴禁使用。在澆筑環節，要保持勻速的投料，同時，采取分層振搗的方式，再配合滿足規定的拆模時間，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，適當地添加減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，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，還可以將初凝時間推遲一個小時以上，澆筑速度的減緩，就能夠保持充分地散熱性，合理地規避裂縫。第七，早期混凝土的養護。混凝土澆筑完后，及時養護，每天不少于2次，持續2周，并注意成品保護。一般來說，混凝土養護包含介質溫度、濕度以及養護延續時間三個方面的要素。另外，等待混凝土達到一定的強度要求之后，需要盡快做好回填土處理，因為土是混凝土最佳的養護材料之一。目前，這是對混凝土保濕保溫養護的最佳手段，對裂縫的預防控制非常有效果。
五地鐵施工中混凝上裂縫的修補和控制方法
在地鐵工程的施工中，既然我們無法避免混凝土裂縫的產生，那么，我們就可以采取有效的措施，來補救混凝土裂縫，確保將混凝土裂縫有害程度最大限度的控制，降低裂縫帶來的危害。一般來說，有以下幾種混凝土控制與修補的措施：第一，涂抹法，即將材料涂抹在混凝土的表面，這樣的修補混凝土裂縫的方式一般是在出現淺細或者是在混凝土淺層層面上的裂縫修補中使用。這樣的裂縫，無法正常地灌入漿材，并且深度也沒有達到鋼筋表面的發絲裂縫，不會形成漏水等情況的出現，屬于不伸縮、不活動的裂縫，因此涂抹法很實用。第二，表面補貼法，主要是針對混凝土出現大面積的裂縫，或者是因為混凝土已經出現了漏水現象，但是卻無法找準漏水具體位置的裂縫控制方法。使用表面補貼法，就能對如此的裂縫進行有效地控制。第三，填充法，主要用于灌漿等方式已經無法達到對裂縫理想修補的情況中。另外如果裂縫產生的規模較小，也可以采用填充法來對裂縫進行處理。第四，結構補強法，因為荷載作用所引起的裂縫，但是卻長時間無法處理裂縫，導致混凝土的耐久性受到嚴重的影響。針對這一類型裂縫，就可以利用結構補強法，具體又分為錨固補強、斷面補強以及預應力法等方式。
六結語
在地鐵工程施工中，混凝土產生裂縫的原因有很多，但是只要能夠合理地規范，嚴格地控制施工工序，再配合上嚴格的保護措施，就能夠確保混凝土施工工藝的合理性與科學性，通過混凝土裂縫產生原因的“認真”避免，就可以在一定程度上控制裂縫，并且還可以延續到對后續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節，懂得合理地控制混凝土裂縫，再出現裂縫時能夠及時地處理，將裂縫產生的危害控制在可控的范圍內，就能滿足地鐵工程施工對安全、質量的要求。
作者：吳瑋單位：中鐵十六局集團北京軌道交通工程建設有限公司工程師
