對地鐵混凝土整體道床橫向裂紋的思考

摘要：地鐵混凝土整體道床橫向裂紋普通存在，因其寬度多小于0.2mm視為對結構影響不大而未引起足夠的重視。裂紋情況調查分析表明此類裂紋可以減少或消除，設計伸縮縫間距亦可加大。若如是則可提高砼施工質量，加快施工進度，減少工程投資。
1 裂紋調查
1.1道床形式
地鐵道床設計分為適應矩形、馬蹄形及園形3種隧道斷面形式的道床，車站及矩形區(qū)間為適應矩形矩形斷面的道床，區(qū)間多為園形和馬蹄形斷面的，用適應圓形或馬蹄形斷面得道床。
1.2裂紋調查
對已完工的深圳地鐵一期工程出入段線和會竹區(qū)間整體道床橫向裂紋進行全面調查，調查部分結果按斷面形式統(tǒng)計如表1：
表1 整體道床橫向裂紋調查表（深圳地鐵）

2原因分析
混凝土結構出現裂紋的主要原因包括靜力荷載及由于基礎不均勻沉降、溫度變化和收縮作用引起的外加變形和約束變形和施工因素等。整體道床直接與隧道底板接觸，因此靜力荷載作用不會引起裂紋的產生，發(fā)生橫向裂紋的原因可能是以下因素：
2.1基礎不均勻沉降
主體沉降縫，尤其明挖與暗挖結合部的沉降縫附近，整體道床多出現橫向裂紋，這與基礎不均勻沉降有直接關系。
2.2溫度變化
混凝土在硬化過程中產生大量的水化熱使混凝土內部溫度升高，當其與外部環(huán)境溫度相差很大，溫度應變超過當時混凝土的極限應變時即形成裂紋。但表1顯示當天施工長度長，裂紋出現的頻率反而??；出入段線由于洞內外溫度差較大可能會引起溫度裂紋，而從左、右出入段線出現裂紋的頻率看溫度的變化對裂紋的出現幾乎沒有影響。可以判定溫度變化并不是影響裂紋的主要因素。
2.3收縮作用
影響混凝土收縮的因素主要有水泥等級、水泥用量、水灰比、骨料彈性模量、澆筑情況、養(yǎng)護條件及混凝土體積與表面積比值?；炷两Y構體表比值越大，收縮越小。表2反映比值與裂紋出現額率的關系，這一關系基本吻合這一理論，因此可以判定出現橫向裂紋的主要因素為混凝土的收縮作用，但體表比不是唯一的因素。
表2 體表比與裂紋關系

2.4 施工方面
2.4.1 商品混凝土
整體道床采用C30商品混凝土，其水泥等級，水泥用量，坍落度（水灰比）、骨料彈性模量對混凝土收縮影響很大，應對商品混凝土嚴格控制。主要指標為：水泥用量260~280kg/m3，粉煤灰80~100kg/m3，坍落度10~12cm，（泵送12~14cm），入模溫度5℃~30℃。出入段線右線6/25、16/54二處集中出現裂紋，主要原因是坍落度大（18~20cm左右）造成。
2.4.2施工
澆筑情況、養(yǎng)護條件是影響混凝土收縮的重要因素。從裂紋出現的情況，作業(yè)隊剛開始施工的整體道床裂紋出現較多，如右出入段線；隨著操作人員熟練程度加強裂紋逐漸減少，如左出入段線、馬蹄形地段。經驗表明加強振搗，不允許出漏振、過振、振搗不足，是保證混凝土強度，防止裂紋的重要措施。承包商施工員、質檢員應嚴格按澆筑方案施工，控制振搗方式和時間，監(jiān)理旁站予以監(jiān)督。同時養(yǎng)護要及時，當混凝土終凝之后2小時，要在混凝土表面噴養(yǎng)護液，噴淋均勻以減少表面裂紋。
3伸縮縫間距
伸縮縫處容易振搗不足，需要人工振搗才能彌補，這勢必影響施工進度，因此整體道床伸縮縫間距需增大。從裂紋調查結果來看，出入段線宜為12.5m，其他線宜為25m或30m。考慮鋼筋標準長度12m、9m，為有利于鋼筋加工伸縮縫間距建議為12.1m、24m。表3列出了設計和建議的間距對照。
表3 伸縮縫間距設計與建議對照

鑒于加大伸縮縫間距有利于提高施工進度，減少排雜散電流銅排數量，降低造價，避免或減少伸縮縫附近振搗不實的通病，提高混凝土施工質量。可在修訂設計規(guī)范時增加整體道床伸縮縫長度設計標準。