摘要：随着我国城市基础建设的不断发展，城市轨道网络体系愈加完善，地铁已成为一些重要城市轨道建设的一个重要项目。在具体施工中，大体积混凝土裂缝是一个常见问题，这会对工程建设质量等造成损害，甚至会对地铁今后的安全运行、使用周期等带来不利的影响。唯有认真分析地铁施工中大体积混凝土裂缝的成因，方可寻找有效的控制措施及处理方案。笔者结合自己多年来积累的工作经验等，对这一问题展开深入性地探究，希望能够为行业人士提供帮助和借鉴[1]。
关键词：地铁；大体积混凝土；成因；控制措施
引言
大体积混凝土的概念是指：混凝土结构组成单位最小规格≥1m的大体量混凝土，或会由于水化热等因素出现开裂的一种现象。随着社会经济的快速发展，高层或超高层建筑、混凝土大桥或大坝等不断涌现，造成混凝土组件的规模不断扩大。随着我国在这方面的研究力度和广度不断增加，获得的成果愈来愈好。在地铁工程施工中，能否全方位地控制大体积混凝土裂缝的发生是一个关键作业要点，下面我们来具体探讨一下地铁施工中大体积混凝土裂缝的成因及控制措施。
一、大体积混凝土裂缝的形式及成因
（一）形式
根据裂缝的方向、形状等因素进行分类，其包括六种，即：水平型、垂直型、横向型、纵向型、斜向型、放射状型等。
根据裂缝的深度进行分类，其包括三种，即：贯穿型、深层型、表面型[2]。
（二）成因
①温差裂缝。在地铁工程施工期间，水化热等因素的出现会导致混凝土内部的温度远远地超过外部问题，蓄积的大量的水化热无法消散，那么在逐渐降温的过程中，会出现混凝土内外温差大的问题，造成内外收缩不统一，混凝土的外部收缩程度远远地超出内部的拉伸程度，进而导致大面积裂缝的出现。
②收缩裂缝。对于混凝土收缩来说，主要有两种类型，即：自收缩型与干缩型。收缩土造成的裂缝的成因是由于在大体积混凝土浇筑的过程中，由于振捣不实、表面浮浆聚集，待浇筑结束后，并未第一时间给予压实（尤其是初凝前的再次压实），再加上表层水分散发快，从而出现干缩现象，导致大面积混凝土裂缝的形成。
③沉降裂缝。因为地铁施工期间，混凝土的整体结构会不可避免地出现非均匀沉降问题，导致某一位置的沉降过于严重，在此期间形成的应力会远远超过混凝土的最大拉伸力，从而出现混凝土裂缝。对于这一类裂缝来说，其会对地铁结构的稳定和安全造成直接的破坏。
④应力聚集出现的裂缝。通常在混凝土结构的阴阳转角或支座区域中出现的大面积裂缝。其成因是由于混凝土板面负弯矩钢筋配筋少或钢筋粗、间距大等因素形成的。另外，在地铁施工的过程中，由于混凝土初凝过程中模板出现振动、扭曲、移动等而造成的裂缝也是一个常见现象。
⑤压力过早形成的裂缝。在地铁施工期间，由于提前拆模，混凝土强度不符合设计标准而过早施压，导致组件的负荷过大而引起的裂缝问题。
二、地铁工程施工大体积混凝土裂缝的控制措施
（一）加强原料质量检测和管理
当前地铁施工一般材料是商品混凝土或自拌混凝土，其质量检测是一个非常重要的环节，尤其是要加强对砂石含水量、含泥量等指标的检测，这是保障混凝土质量达标的一个重要措施。混合粉煤灰能够降低水泥掺合量，减少水化热能够增强和易性，确保混凝土的性能稳定、安全；粉煤灰的混合量要有所限制，若过量则会降低混凝土强度，从而导致混凝土表层出现收缩裂缝。对此，在混入粉煤灰的过程中，一定要结合工艺设计要求，加强混凝土配比的优化和调整，同时要严格限制混凝土的塌落度，这也是增强混凝土抗裂性能的一个重要手段[3]。
（二）适量限制混凝土的浇筑速度
大体积混凝土在浇筑期间一定要结合具体的施工要求限制施工分段长度，同时也需要适量地限制浇筑速度。另外，需要采用科学、规范、专业的策略，最大化地防范裂缝的出现，一般来说，最理想的施工长度是在5-8cm范围内。
（三）严格限定混凝土入模温度
对于混凝土浇筑而言，在操作过程中，由于内部水化热等持续涌出，内外温度差会持续扩大，极易出现温差裂缝，这会对混凝土的结构安全造成直接的破坏，对此，一定要严格限制混凝土入模温度，确保其内外温差≤25℃，这能够大大地降低裂缝的出现概率，如图1。另外，在实际浇筑的过程中，避免在高温或严寒的环境下操作，一般需要在每日温差比较小的时段进行施工处理[3]。
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图1 测温曲线
（四）浇筑期间的质量控制及管理
在混凝土浇筑期间，需要做好振捣环节的工作，其目的是确保混凝土的结构夯实，振捣时间一般在10-30s范围内，以混凝土表层出现泛浆、不再冒气泡等为标准，同时还需要注意预防偏振、欠振或超振等。间隔一定要保持均衡，在振捣过程中，其辐射范围一般以重合1/2为限，这一工序结束后，混凝土的表层会变得更加密实、平滑，由此能够有效地预防表面裂缝的发生。另外，浇筑的过程中需要严格遵循“分层浇筑、分层振捣”原则，确保上层混凝土和下层混凝土在初凝前能够全面融合在一起，这是有效预防纵向裂缝、增强结构整体性、提高抗剪性能的一个最佳策略，如图2。在混凝土成型之后，必须要即可覆盖，预防表层水分的蒸发。一般来说，在浇筑1-2h后，有必要对混凝土实施重复振捣，其目的是为了能够大大地提高混凝土结构强度的5-15%。
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图2 分层浇筑示意图
（五）混凝土坍落度测定
在混凝土浇筑期间，必须要对其坍落度进行测定，对于一些不达标的混凝土一定要全部返仓，严格把好质量关。对于已经搅拌好的混凝土来说，一定要禁止加水或掺和其它材料等。
（六）拆模不宜过早
针对不同结构、不同位置的混凝土来说，在满足拆模的相关标准的前提下，才能够开始拆模。对于寒冷季节来说，由于气温低等因素的影响，拆模后必须要即可覆盖表面，由此能够避免表层降温幅度过大而诱发裂缝问题。另外，一定要注意禁止提前拆模，否则会对混凝土的结构安全造成一定的破坏[3]。
（七）混凝土养护
做好混凝土的日常养护能够达到降温散热、缩小温差等目的。由于在混凝土初凝之后，其强度是迅速提升的，所以在完成混凝土浇筑工序之后（12-16h），一定要对其进行保温养护处理，确保表层保持良好的湿润状态，持续性养护时间必须≥2周，在有条件的情况下尽可能地延长养护周期。一般来说，需要考虑三个影响要素，即：介质温度、湿度和养护周期。由此来看，对混凝土养护质量的好坏必然会对其强度的变化造成直接的影响。
另外，在混凝土达到一定强度后，需要即可回填处理，土是混凝土养护的一个最佳材料，也是确保混凝土能够保温保湿的一个重要养护策略，这对于预防裂缝发挥着重要作用。
三、地铁工程施工大体积混凝土裂缝的处理方案
（一）表面处理法
主要包括两种，即：表层贴补法与表层涂抹法。对于第一个方法来说，主要是适用于大面积漏水问题，是指利用防水片或土工膜等对一些蜂窝麻面或无法确定缝隙的区域等进行防渗堵漏；对第二种方法来说，主要适用于未漏水或未伸缩、不再变化的裂缝等（浆材无法灌注的细且欠的缝隙，其深度没有超过钢筋表面的发丝裂缝）。
（二）灌浆法
这种方法主要是适用于宽度＞0.3mm的裂缝。具体操作方法是：在裂缝两端以斜角45°的方向钻孔，通过环氧树脂等材料进行灌注，表层采用快硬水泥进行抹平。该法的适用范围非常广（细微裂缝、大裂缝等），并且操作便捷，修补效果显著。
（三）填充法
采用特殊的修补材料对其进行填充处理，这种方法通常适用于宽度大的裂缝。操作简单、成本少。针对宽度＜0.3mm，且深度浅的、或缝隙内存在填充物的等类型的裂缝用灌浆法处理的效果不明显，一般在操作的过程中，需要先凿开一个V型槽，再进行填充处理[4]。
（四）结构补强法
由于压力过大而出现的裂缝、长期没有养护等引起的混凝土耐久性减弱、火灾等引起的裂缝等往往会对混凝土的结构强度等造成破坏，在处理过程中一般采用结构补强法进行处理，其包括三种操作技术，即：预应力法、锚固补强法、断面补强法[5]。
四、结束语
尽管混凝土裂缝的成因比较复杂，并且一般夹杂着一些综合因素等。若要预防混凝土结构出现不良裂缝，那么一定要结合地铁工程的实际施工条件等，针对性地采取科学、有效的控制措施及处理方案，并加强施工现场的科学管理。当然，具体来说，施工期间一定要认真观察、认真对比，当发现裂缝后一定要多反思、多总结，综合多种预防处理方案，是能够有效地预防一些不良裂缝的出现。地铁工程在我国城市轨道建设中是一个重点项目，对此，一定要保质保量地完成建设任务。
参考文献：
[1]叶至盛.论地铁工程施工大体积混凝土裂缝成因及控制措施[J].四川建材，2011（6）.
[2]周玲，董明光.大体积混凝土裂缝成因及控制措施[J].中华建设，2013，000（001）：P.136-137.
[3]陈皓.大体积混凝土裂缝成因及控制措施[J].中国科技纵横，2014（4）：131-132.
[4]耿大勇.浅谈地铁施工中大体积混凝土裂缝控制[J].科技信息，2010（11）：338-338.
[5]闫安.土木施工中大体积混凝土裂缝成因及其防治措施分析[J].商品与质量，2017，000（035）：107-108.
论文作者:席刚
论文发表刊物:《基层建设》2019年第32期
论文发表时间:2020/4/14
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