摘要：地铁工程是我国城市交通的重要项目，但是地铁侧墙的混凝土施工很难避免外界因素的影响，导致其结构中出现裂缝，影响地铁侧墙的施工质量和使用性能、安全性等，进而对地铁整体工程产生影响。因此，我们需要分析地铁侧墙施工中混凝土出现结构裂缝的原因，而后采取有效措施进行控制，提高施工质量，减少结构裂缝对地铁工程的影响。
关键词：混凝土结构；裂缝；原因
前言
裂缝是指固体材料的使用中出现不连续现象。地铁侧墙的结构产生裂缝可引起渗漏、降低墙体的强度和使用持久性，如钢筋被腐蚀、保护层脱落等，结构裂缝是地铁侧墙施工中不可避免的结果，最科学的做法是在施工过程中降低混凝土结构裂缝对整体工程的影响，从而保证地铁工程的社会效益，保证其使用的安全性。
1混凝土结构产生裂缝的原因
1.1贯穿裂缝产生原因
地铁侧墙施工中，由于其薄壁结构特点，混凝土结构不仅受到温度和干缩变形的影响，还要受到地板变形外约束力的作用，而这种外约束力主要源自于温度和干缩导致的变形。侧墙与地板的施工是新的混凝土浇筑在老的混凝土上面，彼此产生粘结力，而因为新老混凝土之间的收缩和弹性模量不同。因此，侧墙的收缩需要受到地板的限制。尤其在已经产生裂缝的混凝土结构中，表面裂缝的形成导致水分散失情况延伸到结构内部，最终导致地铁侧墙施工中混凝土结构出现贯穿性裂缝。可见，控制混凝土结构的贯穿性裂缝，应从其原因着手，控制好表面裂缝。
1.2表面裂缝产生原因
地铁侧墙施工中混凝土结构产生的裂缝主要有干缩变形裂缝和温度裂缝。干缩裂缝形成的主要原因是混凝土硬化使水分散失过多导致出现收缩现象。混凝土中蒸发的水分分为三种存在形态，即毛细孔水、自由水和凝胶粒子表面吸附的水分。混凝土结构失去自由水时不会产生干缩现象；毛细孔水分虽然与混凝土固定形态的联系不大，但是水分失去时也会导致混凝土出现干缩；而凝胶粒子表面的水分蒸发时，其表面产生的紧缩力和张力都会导致胶体缩小。地铁侧墙混凝土结构比较薄，其表面积壁也比较小，当与空气接触的面积散失水分时就会产生较大的干缩变形；而在结构的内部散失的水分逐渐减少，表现为非线性发展特点。这种非线性发展的特点促使混凝土结构内部的变形不一致，其表面干缩裂缝将会受到内部干缩变形的限制。温度变形主要是浇筑施工之后，凝胶材料在凝结的过程中散发出大量的水化热，混凝土结构内部温度迅速升高，而外界温度没有发生相应变化，导致混凝土结构出现裂缝[1]。
2混凝土结构产生裂缝的防治措施
地铁侧墙施工中出现的混凝土结构裂缝，其防治措施应从裂缝的大小、渗水情况、裂缝深度等方面着手进行分析，并且从侧墙施工流程和技术等角度进行结构裂缝控制，具体控制措施如下。
2.1降低施工时的水化热
水泥水化热在施工时聚集在混凝土结构的内部，无法及时散发热量，引起内部升温，而这种情况会引起混凝土结构发生收缩与膨胀，当收缩和膨胀受到限制时，混凝土结构就会出现裂缝。水化热与使用的水泥种类、用量有关，并且伴随着混凝土的龄期变化而变化。尤其是在防治施工中出现贯穿性裂缝时，有效控制水化热是控制好混凝土结构内部温度差的重要措施。通常在地铁侧墙的混凝土结构施工中，主要通过以下措施来降低其水化热：第一，可以选择具有低热性能的水泥施工[2]。如，粉煤灰硅酸盐水泥、矿渣硅酸盐水泥等；如果只能使用普通水泥，则应尽量避免使用早强水泥。第二，在工程质量和材料质量允许的范围内，应尽量减低混凝土结构的水灰比。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆第三，在施工时，在混凝土中适当掺加减水剂，这样能减少混凝土使用的水量，从而在保证水灰比不变的情况下，相应减少水泥的使用量。第四，如果有必要，可以在混凝土结构的内部安置冷水管，采用通水冷却的方式降低其结构内部温度，通常能够将混凝土结构的温度降低6℃至10℃。
2.2降低混凝土干缩变形的影响
混凝土结构的干缩变形主要发生在水体和水泥之间。水泥本身的矿物成分通常不会影响其干缩，但如果石膏量不足，有的水泥就会产生严重的收缩。因此，混凝土的收缩程度与其水灰比存在密切关系。混凝土的水灰比越大，产生的收缩也就越大。此外，骨料能够对混凝土的收缩发挥出很大的抑制作用，而抑制作用与骨料具有的弹性模量有直接关系，通常表现为弹性模量越大，混凝土产生的收缩也就越大，尤其是使用多孔轻质骨料时，混凝土结构产生的收缩也就会越大。质量不佳的骨料会增加混凝土的用水量，同样会加大混凝土的收缩性。混凝土在成型时，其振捣施工和脱模时间都会对混凝土内部水分的蒸发速度和散失量产生影响，对混凝土干缩的影响比较大[3]。因此，可以在混凝土结构施工时加强振捣，保证其振捣效果，并且适当延长脱模时间，减少混凝土结构内部散失的水分，有效控制混凝土干缩。可见，混凝土级配要根据地铁侧墙施工质量要求进行控制，以确保工程实施的质量。
2.3降低外界温度和浇筑施工时的温度
我国对混凝土结构工程的验收有严格标准：首先，混凝土结构的浇筑温度做好控制在28℃以下；其次，大体积的混凝土结构，应按照设计标准来控制其内部温度和外部温度差，确保温度差控制在合理范围内。目前，地铁侧墙施工的混凝土内部和外部温度差控制的研究不多，加上混凝土结构产生表面裂缝的原因比较多，因此在温度差的标准上设定“允许稍有选择”的执行标准，即最好将其控制在25℃之下。大量的工程实践说明，混凝土结构内外温度差不高于25℃时，混凝土结构内部形成的温度应力通常不会导致其出现裂缝[4]。
总结实践施工经验，外界温度越低，混凝土结构产生裂缝的可能性越大。因此，地铁侧墙混凝土结构施工时，还需要控制好外界环境的温度。可采取控制外界温度的措施主要有：拌和时通过加冰屑的方法降低料口的温度；做好骨料的防晒工作；在混凝土运输的过程中采用遮盖等措施降低外界温度对混凝土温度的影响；尽量在常温环境下施工，尤其要注意尽量避免在冬季施工。此外，还应在施工过程中适当采用保湿、保温措施。地铁侧墙施工时使用的模板一般在混凝土浇筑的第2天或是第三天时拆除，此时是水化热作用的高峰期，而侧墙比较薄，表面的温度梯度比较大，如果此时没有做好内部温度差控制，将会很容易产生混凝土结构裂缝。科学的养护措施可以在一定范围内降低混凝土结构的内部温度差，降低形成裂缝的可能性，进一步确保地铁工程的质量。
总结
地铁侧墙混凝土施工中产生的结构裂缝主要分为贯穿性裂缝和表现性裂缝，不同的裂缝可以采用不同的防治措施，以此降低结构裂缝对地铁侧墙施工质量的影响，进而降低混凝土结构裂缝对地铁工程的影响。本文主要分析降低施工时的水化热、降低混凝土干缩变形的影响、降低外界温度和浇筑施工时的温度在控制混泥土结构裂缝方面的效果，从而提高混凝土结构的稳定性，促进地铁工程的顺利实施，同时也推动我国社会经济的快速发展。
参考文献：
[1]吴佰让.地铁车辆段大体积结构混凝土收缩裂缝控制研究[J].工程建设与设计,2017（06）:109-110.
[2]占建军.地铁车站侧墙混凝土裂缝影响因素分析及控制研究[J].路基工程,2018（03）:113-116.
[3]曾文波,孙振平,宋益晓,徐忠伟,赵国强,胡蒙达,陈立生,蒋晓星,张世杰.江西省某地铁车站混凝土结构裂缝控制研究[J].混凝土世界,2017（03）:44-48.
[4]谢小利,朱惠英,卢凌寰,杨阳.地铁车站超长结构混凝土梁的裂缝控制研究[J].混凝土,2017（03）:150-153.
论文作者:孙有光
论文发表刊物:《防护工程》2018年第31期
论文发表时间:2019/1/14
标签：裂缝论文; 混凝土论文; 混凝土结构论文; 温度论文; 地铁论文; 水化论文; 结构论文; 《防护工程》2018年第31期论文;