任若微
中国一冶交通工程公司 湖北武汉 430000
摘要：城市地下综合管廊工程是将各类城市管线集中设置在同一人工空间中，所形成的一种现代化、集约化的城市基础设施，是城市现代化建设过程中的必然趋势。但是在城市地下综合管廊工程建设过程中，砼结构产生裂缝问题及其常见，因此，本文结合综合管廊概述分析，主要针对地下管廊遂道砼结构裂缝产生的原因与防治措施进行了分析，以供参考。
关键词：地下管廊遂道；砼结构；裂缝产生；原因；防治
1导言
采用综合管廊使市政管线集约化，是城市现代化建设过程中的必然趋势。地下管廊遂道混凝土裂缝作为一种工程质量通病，其产生发展受到各种影响，若要对混凝土裂缝的发展进行控制，就须在材料、设计、施工的每一个过程中按照相关标准进行严格的控制，确保混凝土结构的裂缝开展在可控范围内。当混凝土裂缝出现后，应认真分析裂缝产生的原因，根据裂缝成因选择相适应的补救措施进行处理。
2综合管廊
城市综合管廊是指将各类城市工程管线集中容纳于一体，并留有供检修人员行走通道的隧道结构。即在城市地下建造一个隧道空间，将给水、燃气、雨水、污水、电力、通讯、有线电视线路等各种管线集于一体，设有专门的检修口、吊装口和监测系统，实施统一规划、设计、建设和管理，彻底改变以往各个管道各自建设、各自管理的零乱局面，也从根本上杜绝因铺设和维修各种管线对城市道路、绿地重复开挖，消除了由此造成的资源浪费和对市容、交通和居民生活的不良影响，大大节省了城市地下空间。根据发达国家地下管廊长期使用经验表明，综合管廊中管线的寿命可提高一倍。城市地下管廊透视效果图，见图１。
图1 城市地下管廊透视效果图
3裂缝产生的原因
3.1混凝土材料选择及配合比设计不当导致裂缝
材料选择不当可能会导致混凝土的强度等级达不到力学设计的要求，概括起来有三种情况：集料中的含泥量过大或者集料颗粒级配不当都是导致混凝土收缩增加的原因；在混凝土拌合过程中，选择和使用不合适的、不能达到添加目的的外加剂、掺合料；使用的水泥强度等级达不到要求，导致混凝土实际强度低于设计强度。
3.2环境条件控制不当和施工工艺不合理也会引起混凝土结构的开裂
当钢筋混凝土构件受二氧化碳侵蚀碳化，钢筋中铁离子同侵入的氧气和水产生化学反应，反应产物氢氧化铁体积膨胀，从而改变周围混凝土应力状态，导致混凝土开裂，而混凝土开裂又进一步加速钢筋锈蚀，从而形成恶性循环。在腐蚀性环境下，对混凝土裂缝的控制是非常不利的。当混凝土结构内外温差较大时，混凝土应变产生的应力大于混凝土的极限抗拉强度时，混凝土结构就会产生裂缝，因此混凝土内外温差过大，入模温度控制不当都会引起混凝土的开裂。混凝土在进行配合比设计时，配合比不当，水灰比过高将导致混凝土开裂，现在泵送混凝土被广泛采用，当其坍落度过大，骨料含量较低时也会引起混凝土开裂。在混凝土振捣过程中，漏振将会致使混凝土密实性较差，气泡较多且分布不均匀从而引起混凝土开裂，过振时水泥浆聚集到混凝土构件表面，骨料下沉，导致表层部分骨料含量较低，在温度作用下收缩引起混凝土表层部分的开裂。在混凝土养护过程中，养护不到位也会引起混凝土开裂。混凝土在浇筑完成后应进行覆盖洒水养护，当养护时间过短，由于混凝土水分蒸发收缩将引起混凝土开裂。
3.3混凝土保护层厚度超差产生的混凝土裂缝
混凝土保护层厚度超差产生的混凝土裂缝，与管廊、隧道的受力情况及结构配筋有关。管廊隧道是一个封闭的壳体，四边都受压力，四角受弯压共同作用，其受力弯矩图如图2所示。从受力图和管廊、电缆隧道配筋中可以看出，顶端两角受力大、受力情况较复杂，且配筋较密（主筋间距一般为50mm）。这种情况下，顶端两角就成了最薄弱的环节，钢筋保护层厚度偏差对混凝土裂缝的产生起着决定因素。
混凝土保护层是指受力钢筋的外缘至混凝土外表面的混凝土厚度，其对结构的作用主要体现在三个方面：钢筋与混凝土之间的粘结锚固；保护钢筋免遭锈蚀；对受力构件有效高度的影响。从锚固和耐久性的角度，钢筋在混凝土中的保护层应该越大越好；然而从受力的角度而言，则正好相反。保护层厚度越大，构件截面有效高度就越小结构构件的抗力将受到削弱。这就要求在施工过程中尽量保证钢筋保护层厚度的准确性。
图2 管廊、电缆隧道壳体弯矩示意图
因为，作为管廊和电缆隧道顶板和墙壁而言，板厚一般为250～300mm、钢筋保护层的厚度一般30mm，如果保护层厚度减少15mm，保护层厚度就只有15mm，在超长的壳体结构中混凝土在初凝和终凝阶段因混凝土收缩和温度容易产生开裂；如果保护层厚度增加10mm，则受力结构的有效高度减少，混凝土的结构强度减少5%左右。
4裂缝的防控措施
4.1材料方面的措施
材料方面的控制措施，重点是降低水化热，减小混凝土的收缩。在水泥选择上，应以水化热作为主要控制指标，降低温度应力，也可通过加入粉煤灰等掺合料，改良混凝土性能。在骨料选择上，应选用连续级配的骨料，粗骨料应热膨胀系数较小、粒径较大，含泥量低于1%，细骨料宜选用级配良好，浑圆的中粗砂，细度模数宜在2.6～3.2之间。此外，选用合适的减水剂和缓凝剂可节省水和水泥用量，同时提高混凝土抗渗性，延缓水泥水化放热速度，有利于地下管廊隧道混凝土施工。
4.2设计方面的防控措施
针对地下管廊隧道的建设目的和使用要求，充分考虑混凝土构件在未来的使用过程中可能受到的永久荷载与可变荷载的最大值，进行满足使用要求的科学、规范设计；对混凝土构件在符合力学和空间美观设计的要求下合理的进行分缝分块设计；注意直径和强度的协调，合理选择主筋，钢筋要做适筋设计；通过安排对地基进行多次夯实以及合理设计圈梁，将不均匀沉降的对混凝土构件和地下管廊隧道带来的不利影响降到最低。
4.3加强施工方面的防控措施
避免在恶劣的气候环境中进行混凝土施工，如大风大雨天气不适宜浇筑混凝土，如若必须在炎热气候进行混凝土施工，则应采取相应的降温手段。在浇筑混凝土前，要在模版接触面上喷洒适量的水。在混凝土浇筑过程中对混凝土及时加入适量水，以降低浇筑温度，此外，振捣棒的使用方法要正确，做到快插慢拔。运用二次振捣和二次抹面工艺。在进行混凝土施工前要合理安排、设计施工的工序，避免侧面长期暴露和高差过大的情况发生。拆模要在合理的时间进行，避免发生因过早拆模导致混凝土强度达不到承受自重要求而断裂的情况。
4.4混凝土养护措施
混凝土水化反应的最终结果是强度的增长，而提供良好的温度和湿度环境，是混凝土养护工作的本质。对于潮湿养护，可采取的措施是表面淋水，覆盖如塑料薄膜等材料，防止水分蒸发。但刚浇筑完毕的混凝土应等水化热峰值回落时再洒水，避免混凝土表面温度骤然降低，导致早期收缩裂缝。潮湿养护至少持续两周以上。保温养护主要目的是提供适宜混凝土硬化反应的温度条件。养护时可在地下管廊隧道结构表面或四周模板外覆盖保温材料如湿砂、锯末、草袋或草垫、塑料薄膜材料进行养护。保温养护的时机要把握好，如果气温较低，混凝土浇筑后就应立刻进行，而气温较高的情况下如在夏季，则最好在混凝土温度开始下降后进行。
5结论
总之，地下管廊隧道混凝土裂缝产生会因为各种情况而导致裂缝产生，同时混凝土裂缝产生会导致混凝土的各方面性能降低，因此，对于混凝土裂缝必须保持高度重视的同时，对混凝土裂缝产生的原因进行具体的分析，不同原因所产生的不同裂缝，相应的需采取配对的措施，才能在最大程度上对裂缝进行控制。
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论文作者:任若微
论文发表刊物:《基层建设》2015年20期供稿
论文发表时间:2016/3/18
标签：混凝土论文; 裂缝论文; 保护层论文; 地下论文; 隧道论文; 结构论文; 骨料论文; 《基层建设》2015年20期供稿论文;