刘 朋
（中铁四局集团有限公司城市轨道交通工程分公司，安徽，合肥，23000）
【摘 要】杭州市区的形成主要为泻湖运动，造成了杭州特有的工程地质情况，地铁工程施工区域内主要为淤泥质土层，地下水初见数位0.5m～1m，土质承载力低，灵敏度高，结构施工期间基坑的变形不易控制，同时地铁车站普遍采用现浇大体积混凝土结构,大体积混凝土结构浇筑完成后由于各种荷载的组合造成结构出现不同形式、深度的裂缝，严重情况下形成渗漏水，影响车站的使用寿命和功能及运营安全。基于此本文就育英路站侧墙混凝土裂缝成因及控制措施进行分析与研究。
【关键词】地铁车站；侧墙混凝土；裂缝；控制措施
1、地铁车站侧墙混凝土裂缝产生原因分析
地铁车站侧墙混凝土裂缝是在静荷载、动荷载与结构次应力、温差、收缩等荷载作用下产生并扩展、耦合等因素形成了裂缝，同时受温度应力变形、浇筑施工技术不当所致。根据调整资料，工程实践中结构的裂缝由于变形引起的约占80％，属于荷载引起的约占20％。根据裂缝产生的机理分析，主要存在以下几方面的原因：
（1）温度应力变形
当内外温差超过25℃时，混凝土就会因为收缩量过大超过其极限拉伸而出现裂缝 ， 即为温差裂缝。此外，混凝土凝结硬化后，体积缩小，同时在内部形成非常多的毛细空隙。水在毛细空隙中溢出蒸发产生毛细管引力，使混凝土内的空隙受到压缩而产生毛细收缩，于是产生干缩裂缝 。裂缝产生主要有二种情况：第一种是在混凝土浇筑初期，这一阶段产生大量的水化热，形成内外温差并导致混凝土开裂，这种裂缝一般产生在混凝土浇筑后的第3天(升温阶段)。另一种是在拆模前后，这时混凝土表面温度下降很快，从而导致裂缝产生。
（2）外部荷载
钢支撑的拆除顺序和时间间隔会对混凝土构件受力产生影响，侧墙混凝土浇筑前拆除了侧墙施工范围内钢支撑，待浇筑完成2天后拆除侧墙模板，再过5天拆除了侧墙上部钢支撑，由于拆除钢支撑突然释放的墙体压力，造成地连墙向内挤压，同时由于混凝土水化热的应力叠加，导致侧墙应力集中同时受到混凝土温度出现钢支撑安装断面的裂纹。
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（3）施工技术
认识裂缝要充分利用应力应变及变形与约束的关系，首先结构所处的环境能够提供给结构变形的机会，若变形能充分发展，就不会产生约束力，也就不会产生应力，这就是控制变形放的原则，实际工程中，理想“放”的原则不易做到，但应减少约束，以释放大部分变形，使之产生较小约束力，“抗放兼施，以放为主”的设计及施工技术原则，在本工程中已经得到广泛应用。
a.保护层过大或过小都可能导致砼开裂，钢筋间距过大，易引起钢筋之间的砼开裂。
b.混凝土浇筑过程中布料不均匀，分层厚度过厚和振捣质量可能造成水泥浆浮在上层， 骨料下沉时受到钢筋的约束， 出现不均匀沉降，造成混凝土局部离析，从而使混凝土的表层产生裂缝。
c.模板拆除后混凝土表面没有及时覆盖，养护不及时，表面水分蒸发过快，产生急剧收缩，而此时混凝土早期强度不能抵抗这种变形应力，因而开裂。
2、地铁车站侧墙混凝土裂缝产生控制措施
2.1 温度应力变形控制措施
（1）由于温差主要是由水化热产生的，所以为了减小温差就要尽量降低水化热，要尽量采取早期水化热低的水泥，由于水泥的水化热是矿物成分与细度的函数，主要是选择适宜的矿物组成和调整水泥的细度模数，硅酸盐水泥的矿物组成主要有：C3S、C2S、C3A和C4AF，试验表明：水泥中铝酸三钙（C3A）和硅酸三钙（C3S）含量高的，水化热较高，所以，为了减少水泥的水化热，必须降低熟料中C3A和 C3S的含量。在施工中一般采用中热硅酸盐水泥和低热矿渣水泥。另外，在不影响水泥活性的情况下，要尽量使水泥的细度适当减小，因为水泥的细度会影响水化热的放热速率。
（2）在混凝土中掺加HEA抗裂膨胀剂，在水泥中内掺6％，会使混凝土产生适度膨胀，在钢筋邻位的约束下，掺加膨胀剂的混凝土体积膨胀时，受到相邻配置钢筋的约束下，会产生0.2M Pa~ 0.7M Pa的预应力，能有效地补偿混凝土的冷缩，在混凝土中的骨料及其他限制物对膨胀的限制，从而使混凝土中产生压应力，这种压应力能够抵消混凝土开裂的全部或部分拉应力。同时由于HEA水化成的大量钙钒晶石体具有填充毛细空隙作用，使混凝土空隙率下降，细孔减少、变细，增加了致密性，基本消除了混凝土产生干缩裂缝的先决条件，大大改善了混凝土内部空隙的结构，使混凝土更加密实，显著提高混凝土的抗裂防渗性能及耐久性和抵抗周围环境介质的浸蚀能力，防止钢筋锈蚀，增强对钢筋的握裹力，并具有高效减水、早强、缓凝的作用。
2.2外部荷载控制措施
在拆除第四道钢支撑时（底板上第一道钢支撑），同时对第三道钢支撑轴力进行泄压，先按照卸载一半设计预加轴力操作，严格监控基坑变形的情况下，通过后续施工中观察裂纹数量和基坑变形情况，再详细分析成效。
2.3施工技术控制措施
（1）明确钢筋的位置，间距均匀，加强混凝土保护层厚的监管，保护层垫块按照不少于4个/㎡布设。
（2）明确混凝土浇筑过程中布料间距，避免使用振捣棒赶料。每层混凝土控制在30-40cm。浇筑时提前布置好振捣点位，严格按照布设点位振捣，保证混凝土振捣质量，不漏振也不过振。
（3）对于侧墙模板拆除后，需立即施工中板，此时支架不能拆除，操作空间较小，造成混凝土表面不能较好的覆盖养生。可采用从上方用支架吊装固定土工布，并及时洒水保湿保证混凝土表面的失水情况。
3、结论
随着城市地下轨道空间的发展，地铁车站侧墙混凝土抗渗作用受到越来越多的关注，而车站侧墙混凝土开裂控制对于车站抗渗的作用和影响得到越来越多的认可；要想保证工程的施工质量及使用寿命和功能，做好车站侧墙裂缝控制是混凝土施工的重中之重，只有控制好混凝土温差应力变化、外部荷载对混凝土裂缝的影响以及提高施工技术避免裂缝的产生，才能有效的为城市地下轨道空间的发展奠定坚实的基础。
参考文献：
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[4]温竹茵,陈宝.地铁车站的裂缝 分析 与防水技术研究[J].施工技术,2002.
论文作者:刘朋
论文发表刊物:《工程建设标准化》2016年4月总第209期
论文发表时间:2016/6/13
标签：混凝土论文; 裂缝论文; 应力论文; 水化论文; 荷载论文; 车站论文; 地铁论文; 《工程建设标准化》2016年4月总第209期论文;