基于車底配置最優(yōu)的地鐵列車交路設(shè)計(jì)摘 要: 混凝土本身所具有的特性是導(dǎo)致其產(chǎn)生裂縫的根本原因, 而地鐵工程中荷載、溫度變化、地基基礎(chǔ)變形、鋼筋銹蝕、收縮和凍脹、施工材料質(zhì)量和施工工藝質(zhì)量又是引起混凝土裂縫的主要因素, 因此, 文中對其中與地鐵工程施工關(guān)系密切的荷載、溫度和收縮、鋼筋銹蝕、施工材料質(zhì)量、施工工藝質(zhì)量等引起裂縫的原因提出了相應(yīng)的預(yù)防、控制和處理措施。
關(guān)鍵詞: 地鐵; 混凝土; 混凝土裂縫成因; 應(yīng)對措施 近年來, 我國地下交通基礎(chǔ)建設(shè)得到迅猛發(fā)展,各地興建了大量的地鐵和輕軌工程。混凝土開裂可以說是“常發(fā)病”和“多發(fā)病”, 經(jīng)常困擾著地鐵工程技術(shù)人員。其實(shí), 如果采取一定的設(shè)計(jì)和施工措施, 很多裂縫是可以克服和控制的。本文盡可能對地鐵工程中混凝土裂縫的種類和產(chǎn)生的原因作較全面的分析、總結(jié), 并提出幾種在施工中控制裂縫的可行辦法, 可起到防范于未然的作用供大家參考?？刂屏芽p的可行辦法, 可起到防范于未然的作用供大家參考。1 混凝土的特性 為了分析混凝土在地鐵工程施工中出現(xiàn)裂縫的原因, 必須了解混凝土的幾個(gè)特性。 (1) 混凝土是一種脆性材料, 它的抗拉強(qiáng)度僅為抗壓強(qiáng)度的 1/8～1/10。只要外界受力作用或內(nèi)部變形, 受到約束產(chǎn)生的拉應(yīng)力大于混凝土極限抗拉強(qiáng)度, 混凝土即出現(xiàn)裂縫。 ( 2) 混凝土是一種膠凝性的復(fù)合材料, 本身就具有收縮特性。這種特性為裂縫的產(chǎn)生提供了推動(dòng)作用。 (3) 混凝土由塑性狀態(tài)逐步發(fā)展為固態(tài), 強(qiáng)度也隨之迅速增長, 施工階段正是混凝土處于低強(qiáng)度向設(shè)計(jì)強(qiáng)度發(fā)展的過渡階段, 其極限拉應(yīng)力也是一個(gè)變量, 一旦外界擾動(dòng)產(chǎn)生的拉應(yīng)力超過了當(dāng)時(shí)的極限拉應(yīng)力, 裂縫就產(chǎn)生了。 (4)混凝土在施工期間會受到各種外界因素的影響。多種因素的互相抵消和疊加, 就會出現(xiàn)同樣的配合比在不同的場合和結(jié)構(gòu)中, 裂縫的形態(tài)和分布各不相同, 使問題更加復(fù)雜。2 地鐵混凝土工程的特點(diǎn) 地鐵工程中的混凝土具有大體積混凝土多、均為防水混凝土、基本為商品混凝土、地下封閉環(huán)境、大部分為高強(qiáng)混凝土等特點(diǎn)。3 地鐵工程中混凝土裂縫種類和成因 實(shí)際上, 混凝土結(jié)構(gòu)裂縫的成因復(fù)雜而繁多, 甚至多種因素相互影響。具體到地鐵工程中, 混凝土裂縫大致有 5 種。3. 1 荷載引起的裂縫 地鐵工程中的混凝土結(jié)構(gòu)在常規(guī)靜、動(dòng)荷載及次應(yīng)力下產(chǎn)生的裂縫稱荷載裂縫。歸納起來主要有直接應(yīng)力裂縫、次應(yīng)力裂縫兩種。 (1) 由外荷載引起直接應(yīng)力產(chǎn)生的裂縫其原因有: ①設(shè)計(jì)計(jì)算階段, 結(jié)構(gòu)計(jì)算時(shí)不計(jì)算或部分漏算; 計(jì)算模型不合理; 結(jié)構(gòu)受力假設(shè)與實(shí)際受力不符;荷載少算或漏算; 內(nèi)力與配筋計(jì)算錯(cuò)誤; 結(jié)構(gòu)安全系數(shù)不夠。還有結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)不考慮施工的可能性; 設(shè)計(jì)斷面不足; 鋼筋設(shè)置偏少或布置錯(cuò)誤; 結(jié)構(gòu)剛度不足; 構(gòu)造處理不當(dāng); 設(shè)計(jì)圖紙交代不清等。 ②施工階段, 不加限制地堆放施工機(jī)具、材料; 不了解預(yù)制結(jié)構(gòu)受力特點(diǎn), 隨意翻身、起吊、運(yùn)輸、安裝;不按設(shè)計(jì)圖紙施工, 擅自更改結(jié)構(gòu)施工順序, 改變結(jié)構(gòu)受力模式; 不對結(jié)構(gòu)做機(jī)器振動(dòng)下的疲勞強(qiáng)度驗(yàn)算等。 ③地鐵工程中的地下暗挖部分受周圍圍巖體系破壞的影響, 承受部分額外的土壓力, 產(chǎn)生的裂縫往往位于隧道起拱線附近。 ④地鐵工程中的區(qū)間結(jié)構(gòu)往往采用了混凝土初支+二次襯砌的形式, 而二次襯砌又往往在初支未達(dá)到 28 d 強(qiáng)度( 或初支并未完全穩(wěn)定) 時(shí)即進(jìn)行澆筑施工, 承受了部分初支傳遞過來的土壓力。 ⑤北京地區(qū)地鐵的建設(shè)基本位于永定河沖積扇上, 大都需要采取內(nèi)外排降水的施工工藝。在排降水施工中止、暫停時(shí), 會產(chǎn)生較大的應(yīng)力變化, 對混凝土初支和二次襯砌產(chǎn)生影響。 ⑥采用了混凝土初支+二次襯砌形式的地鐵暗挖區(qū)間, 一般會采用向二次襯砌背后注漿的施工工藝。若二次襯砌混凝土背后存在較大空隙時(shí), 注漿回填的過程也會造成二次襯砌混凝土結(jié)構(gòu)處于不利的受力環(huán)境。 (2)由外荷載引起的次生應(yīng)力產(chǎn)生裂縫其產(chǎn)生的原因有: ①在設(shè)計(jì)外荷載作用下, 由于結(jié)構(gòu)物的實(shí)際工作狀態(tài)同常規(guī)計(jì)算有出入或計(jì)算時(shí)不予以考慮, 從而在某些部位引起次應(yīng)力導(dǎo)致結(jié)構(gòu)開裂。 ②混凝土結(jié)構(gòu)中經(jīng)常需要鑿槽、開洞、設(shè)置牛腿等。在常規(guī)計(jì)算中難以用準(zhǔn)確的圖式進(jìn)行模擬計(jì)算,一般都是根據(jù)經(jīng)驗(yàn)設(shè)置受力鋼筋。研究表明, 受力構(gòu)件挖孔后, 力流將產(chǎn)生繞射現(xiàn)象, 在孔洞附近密集, 產(chǎn)生巨大的應(yīng)力集中。若處理不當(dāng), 在這些結(jié)構(gòu)的轉(zhuǎn)角處或構(gòu)件形狀突變處、受力鋼筋截?cái)嗵幦菀壮霈F(xiàn)裂縫。 實(shí)際工程中, 次應(yīng)力裂縫是產(chǎn)生荷載裂縫的最常見原因。次應(yīng)力裂縫多屬張拉、劈裂、剪切性質(zhì)。次應(yīng)力裂縫也是由荷載引起, 僅是按常規(guī)一般不計(jì)算, 但隨著現(xiàn)代計(jì)算手段的不斷完善, 次應(yīng)力裂縫也是可以做到合理驗(yàn)算的。 荷載裂縫特征依荷載不同而異, 呈現(xiàn)不同的特點(diǎn)。這類裂縫多出現(xiàn)在受拉區(qū)、受剪區(qū)或振動(dòng)嚴(yán)重部位。但必須指出, 如果受壓區(qū)出現(xiàn)起皮或有沿受壓方向的短裂縫, 往往是結(jié)構(gòu)達(dá)到承載力極限的標(biāo)志, 是結(jié)構(gòu)破壞的前兆, 其原因往往是截面尺寸偏小。3. 2 地基基礎(chǔ)變形引起的裂縫 由于基礎(chǔ)豎向不均勻沉降或水平方向位移, 使結(jié)構(gòu)中產(chǎn)生附加應(yīng)力, 這種應(yīng)力一旦超出混凝土結(jié)構(gòu)的抗拉能力, 易導(dǎo)致結(jié)構(gòu)開裂。3. 3 施工材料質(zhì)量引起的裂縫 混凝土主要由水泥、砂、骨料、拌和水及外加劑組成。配置混凝土所采用材料質(zhì)量不合格, 可能導(dǎo)致結(jié)構(gòu)出現(xiàn)裂縫。3. 4 施工工藝質(zhì)量引起的裂縫 在混凝土結(jié)構(gòu)澆筑、構(gòu)件制作、起模、運(yùn)輸、堆放、拼裝及吊裝過程中, 若施工工藝不合理、施工質(zhì)量低劣, 容易產(chǎn)生各種裂縫。3. 5 其他因素引起的裂縫 溫度變化、混凝土收縮和凍脹、鋼筋銹蝕等均可產(chǎn)生裂縫。4 地鐵施工中混凝土裂縫的預(yù)控措施 以上所列諸項(xiàng)裂縫中, 地基礎(chǔ)變形引起的裂縫主要是與設(shè)計(jì)和水文地質(zhì)勘查過程中的失誤有關(guān), 凍脹引起的裂縫在北京地區(qū)較為少見。因此對這兩種裂縫不做進(jìn)一步的應(yīng)對分析。4. 1 荷載引起的裂縫預(yù)控措施 (1) 加強(qiáng)超前注漿和大管棚支護(hù), 固化和穩(wěn)定圍巖, 使其形成連貫的土拱和持力土柱。 (2)區(qū)間隧道二次襯砌澆筑施工時(shí)盡量減小與初支的間隙, 可在初支穩(wěn)定后即進(jìn)行二次襯砌澆筑。 (3) 排降水施工時(shí)間過長時(shí), 盡量避免在暫停或終止時(shí)進(jìn)行混凝土砌澆筑施工。 (4) 二次襯砌背后注漿采用多次、少量的灌注方案, 漿液灌注量和壓力執(zhí)行雙控; 加密注漿管; 采用多種漿液灌注方案; 加強(qiáng)同期和后期監(jiān)測。4. 2 溫度變化引起的裂縫預(yù)控措施 (1)進(jìn)行溫度預(yù)控。施工前通過模擬試驗(yàn), 預(yù)先測定混凝土絕熱溫升參數(shù), 掌握合理溫差值; 澆筑期間,采用電子測溫儀測定混凝土內(nèi)部溫度, 控制內(nèi)外溫差。 (2) 施工中根據(jù)實(shí)際情況, 盡量選擇水化熱低的水泥。 (3) 混凝土內(nèi)部溫度降低量和溫降變形量, 隨單位體積混凝土的水泥用量的增大而增大。在滿足混凝土強(qiáng)度和工作性能的前提下, 應(yīng)減少單位體積混凝土水泥用量, 降低水灰比, 其最大限值為 0.45。在區(qū)間隧道的襯砌施工中, 可采用摻不大于水泥用量 20 %的 I級粉煤灰和 TMS 優(yōu)質(zhì)復(fù)合防水劑的“雙摻”技術(shù), 并且確 定高性能混 凝 土 單 方 水 泥 用 量 一 般 不 大 于320 kg/m3, 亦不小于 250 kg/m3(C30 混凝土)。 (4)控制混凝土的澆筑長度。根據(jù)既有城市地鐵的具體情況, 區(qū)間隧道分段澆筑長度以 10 m 左右為宜; 明挖車站分段澆筑長度不大于24 m。 (5)降低骨料入模溫度, 減少內(nèi)外溫差, 并緩慢降溫。必要時(shí)可采用循環(huán)冷卻系統(tǒng)進(jìn)行內(nèi)部散熱, 或采用薄層連續(xù)澆筑以加快散熱。 (6) 提供良好的養(yǎng)護(hù)條件, 避免混凝土內(nèi)外溫差過大?；炷翝仓戤吅? 及時(shí)噴灑養(yǎng)護(hù)液。4. 3 收縮引起的裂縫預(yù)控措施 (1)施工時(shí)摻入適量微膨脹劑以補(bǔ)償由于收縮損失的體積, 控制有害裂縫的展開。 (2) 澆筑前進(jìn)行砂漿找平, 降低由于接觸面不平而產(chǎn)生的約束應(yīng)力, 避免因約束力產(chǎn)生裂縫。4. 4 鋼筋銹蝕引起的裂縫預(yù)控措施 要防止鋼筋銹蝕, 采用適當(dāng)?shù)谋Ｗo(hù)層厚度; 施工時(shí)應(yīng)控制混凝土的水灰比, 加強(qiáng)振搗, 保證混凝土的密實(shí)性, 防止氧氣侵入; 同時(shí)嚴(yán)格控制含氯鹽外加劑的用量。4. 5 施工材料引起的裂縫預(yù)控措施 混凝土堿- 集料反應(yīng)也是混凝土產(chǎn)生裂縫的原因之一, 因此要做到: (1) 對水泥品種進(jìn)行選擇和控制, 重點(diǎn)比選水泥中 C3A 和含堿量低的品種, C3A 含量應(yīng)低于 8 %, 堿含量小于 0.6 %。 (2)改進(jìn)混凝土配合比設(shè)計(jì)。在保證混凝土強(qiáng)度的前提下, 利用“雙摻”技術(shù), 改善其工作性能和抑制堿- 集料反應(yīng), 適當(dāng)摻加高效減水劑以減小水灰比, 摻入足夠的礦物細(xì)摻料(優(yōu)質(zhì)粉煤灰)。4. 6 施工工藝質(zhì)量引起的裂縫預(yù)控措施 防止此類裂縫發(fā)生的關(guān)鍵, 主要在于加強(qiáng)對現(xiàn)場及施工隊(duì)伍本身的管理。另外, 嚴(yán)格按照操作規(guī)程和質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)施工也是解決這一問題的關(guān)鍵。5 結(jié)語 一項(xiàng)地鐵結(jié)構(gòu)工程從建成到使用, 牽涉到設(shè)計(jì)、施工、監(jiān)理、運(yùn)營管理等各個(gè)方面。由此可知, 設(shè)計(jì)疏漏、施工低劣、監(jiān)理不力均可能使混凝土結(jié)構(gòu)出現(xiàn)裂縫。因此, 嚴(yán)格按照國家有關(guān)規(guī)范、技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行設(shè)計(jì)、施工和監(jiān)理, 是保證結(jié)構(gòu)安全耐用的前提和基礎(chǔ)。地鐵工程質(zhì)量百年大計(jì), 今后幾年乃至幾十年, 地鐵工程在北京及全國各大城市基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)中應(yīng)用會更加廣泛, 只有在設(shè)計(jì)、施工等方面解決質(zhì)量問題, 才能使地鐵工程進(jìn)展順利, 為北京迎奧運(yùn)做出貢獻(xiàn)。參考文獻(xiàn):[1] 崔慶怡.高強(qiáng)高性能混凝土施工階段裂縫的防治[J].混凝土, 2003, (1) : 57- 58.[2] 周世祥, 羅富榮.地鐵某區(qū)間隧道裂縫及其原因分析[A].王德興.隧道及地下工程學(xué)會第十四屆學(xué)術(shù)交流會論文集[C].北京: 中國科學(xué)技術(shù)出版社, 2001.249- 255.
關(guān)鍵詞: 地鐵; 混凝土; 混凝土裂縫成因; 應(yīng)對措施 近年來, 我國地下交通基礎(chǔ)建設(shè)得到迅猛發(fā)展,各地興建了大量的地鐵和輕軌工程。混凝土開裂可以說是“常發(fā)病”和“多發(fā)病”, 經(jīng)常困擾著地鐵工程技術(shù)人員。其實(shí), 如果采取一定的設(shè)計(jì)和施工措施, 很多裂縫是可以克服和控制的。本文盡可能對地鐵工程中混凝土裂縫的種類和產(chǎn)生的原因作較全面的分析、總結(jié), 并提出幾種在施工中控制裂縫的可行辦法, 可起到防范于未然的作用供大家參考?？刂屏芽p的可行辦法, 可起到防范于未然的作用供大家參考。1 混凝土的特性 為了分析混凝土在地鐵工程施工中出現(xiàn)裂縫的原因, 必須了解混凝土的幾個(gè)特性。 (1) 混凝土是一種脆性材料, 它的抗拉強(qiáng)度僅為抗壓強(qiáng)度的 1/8～1/10。只要外界受力作用或內(nèi)部變形, 受到約束產(chǎn)生的拉應(yīng)力大于混凝土極限抗拉強(qiáng)度, 混凝土即出現(xiàn)裂縫。 ( 2) 混凝土是一種膠凝性的復(fù)合材料, 本身就具有收縮特性。這種特性為裂縫的產(chǎn)生提供了推動(dòng)作用。 (3) 混凝土由塑性狀態(tài)逐步發(fā)展為固態(tài), 強(qiáng)度也隨之迅速增長, 施工階段正是混凝土處于低強(qiáng)度向設(shè)計(jì)強(qiáng)度發(fā)展的過渡階段, 其極限拉應(yīng)力也是一個(gè)變量, 一旦外界擾動(dòng)產(chǎn)生的拉應(yīng)力超過了當(dāng)時(shí)的極限拉應(yīng)力, 裂縫就產(chǎn)生了。 (4)混凝土在施工期間會受到各種外界因素的影響。多種因素的互相抵消和疊加, 就會出現(xiàn)同樣的配合比在不同的場合和結(jié)構(gòu)中, 裂縫的形態(tài)和分布各不相同, 使問題更加復(fù)雜。2 地鐵混凝土工程的特點(diǎn) 地鐵工程中的混凝土具有大體積混凝土多、均為防水混凝土、基本為商品混凝土、地下封閉環(huán)境、大部分為高強(qiáng)混凝土等特點(diǎn)。3 地鐵工程中混凝土裂縫種類和成因 實(shí)際上, 混凝土結(jié)構(gòu)裂縫的成因復(fù)雜而繁多, 甚至多種因素相互影響。具體到地鐵工程中, 混凝土裂縫大致有 5 種。3. 1 荷載引起的裂縫 地鐵工程中的混凝土結(jié)構(gòu)在常規(guī)靜、動(dòng)荷載及次應(yīng)力下產(chǎn)生的裂縫稱荷載裂縫。歸納起來主要有直接應(yīng)力裂縫、次應(yīng)力裂縫兩種。 (1) 由外荷載引起直接應(yīng)力產(chǎn)生的裂縫其原因有: ①設(shè)計(jì)計(jì)算階段, 結(jié)構(gòu)計(jì)算時(shí)不計(jì)算或部分漏算; 計(jì)算模型不合理; 結(jié)構(gòu)受力假設(shè)與實(shí)際受力不符;荷載少算或漏算; 內(nèi)力與配筋計(jì)算錯(cuò)誤; 結(jié)構(gòu)安全系數(shù)不夠。還有結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)不考慮施工的可能性; 設(shè)計(jì)斷面不足; 鋼筋設(shè)置偏少或布置錯(cuò)誤; 結(jié)構(gòu)剛度不足; 構(gòu)造處理不當(dāng); 設(shè)計(jì)圖紙交代不清等。 ②施工階段, 不加限制地堆放施工機(jī)具、材料; 不了解預(yù)制結(jié)構(gòu)受力特點(diǎn), 隨意翻身、起吊、運(yùn)輸、安裝;不按設(shè)計(jì)圖紙施工, 擅自更改結(jié)構(gòu)施工順序, 改變結(jié)構(gòu)受力模式; 不對結(jié)構(gòu)做機(jī)器振動(dòng)下的疲勞強(qiáng)度驗(yàn)算等。 ③地鐵工程中的地下暗挖部分受周圍圍巖體系破壞的影響, 承受部分額外的土壓力, 產(chǎn)生的裂縫往往位于隧道起拱線附近。 ④地鐵工程中的區(qū)間結(jié)構(gòu)往往采用了混凝土初支+二次襯砌的形式, 而二次襯砌又往往在初支未達(dá)到 28 d 強(qiáng)度( 或初支并未完全穩(wěn)定) 時(shí)即進(jìn)行澆筑施工, 承受了部分初支傳遞過來的土壓力。 ⑤北京地區(qū)地鐵的建設(shè)基本位于永定河沖積扇上, 大都需要采取內(nèi)外排降水的施工工藝。在排降水施工中止、暫停時(shí), 會產(chǎn)生較大的應(yīng)力變化, 對混凝土初支和二次襯砌產(chǎn)生影響。 ⑥采用了混凝土初支+二次襯砌形式的地鐵暗挖區(qū)間, 一般會采用向二次襯砌背后注漿的施工工藝。若二次襯砌混凝土背后存在較大空隙時(shí), 注漿回填的過程也會造成二次襯砌混凝土結(jié)構(gòu)處于不利的受力環(huán)境。 (2)由外荷載引起的次生應(yīng)力產(chǎn)生裂縫其產(chǎn)生的原因有: ①在設(shè)計(jì)外荷載作用下, 由于結(jié)構(gòu)物的實(shí)際工作狀態(tài)同常規(guī)計(jì)算有出入或計(jì)算時(shí)不予以考慮, 從而在某些部位引起次應(yīng)力導(dǎo)致結(jié)構(gòu)開裂。 ②混凝土結(jié)構(gòu)中經(jīng)常需要鑿槽、開洞、設(shè)置牛腿等。在常規(guī)計(jì)算中難以用準(zhǔn)確的圖式進(jìn)行模擬計(jì)算,一般都是根據(jù)經(jīng)驗(yàn)設(shè)置受力鋼筋。研究表明, 受力構(gòu)件挖孔后, 力流將產(chǎn)生繞射現(xiàn)象, 在孔洞附近密集, 產(chǎn)生巨大的應(yīng)力集中。若處理不當(dāng), 在這些結(jié)構(gòu)的轉(zhuǎn)角處或構(gòu)件形狀突變處、受力鋼筋截?cái)嗵幦菀壮霈F(xiàn)裂縫。 實(shí)際工程中, 次應(yīng)力裂縫是產(chǎn)生荷載裂縫的最常見原因。次應(yīng)力裂縫多屬張拉、劈裂、剪切性質(zhì)。次應(yīng)力裂縫也是由荷載引起, 僅是按常規(guī)一般不計(jì)算, 但隨著現(xiàn)代計(jì)算手段的不斷完善, 次應(yīng)力裂縫也是可以做到合理驗(yàn)算的。 荷載裂縫特征依荷載不同而異, 呈現(xiàn)不同的特點(diǎn)。這類裂縫多出現(xiàn)在受拉區(qū)、受剪區(qū)或振動(dòng)嚴(yán)重部位。但必須指出, 如果受壓區(qū)出現(xiàn)起皮或有沿受壓方向的短裂縫, 往往是結(jié)構(gòu)達(dá)到承載力極限的標(biāo)志, 是結(jié)構(gòu)破壞的前兆, 其原因往往是截面尺寸偏小。3. 2 地基基礎(chǔ)變形引起的裂縫 由于基礎(chǔ)豎向不均勻沉降或水平方向位移, 使結(jié)構(gòu)中產(chǎn)生附加應(yīng)力, 這種應(yīng)力一旦超出混凝土結(jié)構(gòu)的抗拉能力, 易導(dǎo)致結(jié)構(gòu)開裂。3. 3 施工材料質(zhì)量引起的裂縫 混凝土主要由水泥、砂、骨料、拌和水及外加劑組成。配置混凝土所采用材料質(zhì)量不合格, 可能導(dǎo)致結(jié)構(gòu)出現(xiàn)裂縫。3. 4 施工工藝質(zhì)量引起的裂縫 在混凝土結(jié)構(gòu)澆筑、構(gòu)件制作、起模、運(yùn)輸、堆放、拼裝及吊裝過程中, 若施工工藝不合理、施工質(zhì)量低劣, 容易產(chǎn)生各種裂縫。3. 5 其他因素引起的裂縫 溫度變化、混凝土收縮和凍脹、鋼筋銹蝕等均可產(chǎn)生裂縫。4 地鐵施工中混凝土裂縫的預(yù)控措施 以上所列諸項(xiàng)裂縫中, 地基礎(chǔ)變形引起的裂縫主要是與設(shè)計(jì)和水文地質(zhì)勘查過程中的失誤有關(guān), 凍脹引起的裂縫在北京地區(qū)較為少見。因此對這兩種裂縫不做進(jìn)一步的應(yīng)對分析。4. 1 荷載引起的裂縫預(yù)控措施 (1) 加強(qiáng)超前注漿和大管棚支護(hù), 固化和穩(wěn)定圍巖, 使其形成連貫的土拱和持力土柱。 (2)區(qū)間隧道二次襯砌澆筑施工時(shí)盡量減小與初支的間隙, 可在初支穩(wěn)定后即進(jìn)行二次襯砌澆筑。 (3) 排降水施工時(shí)間過長時(shí), 盡量避免在暫停或終止時(shí)進(jìn)行混凝土砌澆筑施工。 (4) 二次襯砌背后注漿采用多次、少量的灌注方案, 漿液灌注量和壓力執(zhí)行雙控; 加密注漿管; 采用多種漿液灌注方案; 加強(qiáng)同期和后期監(jiān)測。4. 2 溫度變化引起的裂縫預(yù)控措施 (1)進(jìn)行溫度預(yù)控。施工前通過模擬試驗(yàn), 預(yù)先測定混凝土絕熱溫升參數(shù), 掌握合理溫差值; 澆筑期間,采用電子測溫儀測定混凝土內(nèi)部溫度, 控制內(nèi)外溫差。 (2) 施工中根據(jù)實(shí)際情況, 盡量選擇水化熱低的水泥。 (3) 混凝土內(nèi)部溫度降低量和溫降變形量, 隨單位體積混凝土的水泥用量的增大而增大。在滿足混凝土強(qiáng)度和工作性能的前提下, 應(yīng)減少單位體積混凝土水泥用量, 降低水灰比, 其最大限值為 0.45。在區(qū)間隧道的襯砌施工中, 可采用摻不大于水泥用量 20 %的 I級粉煤灰和 TMS 優(yōu)質(zhì)復(fù)合防水劑的“雙摻”技術(shù), 并且確 定高性能混 凝 土 單 方 水 泥 用 量 一 般 不 大 于320 kg/m3, 亦不小于 250 kg/m3(C30 混凝土)。 (4)控制混凝土的澆筑長度。根據(jù)既有城市地鐵的具體情況, 區(qū)間隧道分段澆筑長度以 10 m 左右為宜; 明挖車站分段澆筑長度不大于24 m。 (5)降低骨料入模溫度, 減少內(nèi)外溫差, 并緩慢降溫。必要時(shí)可采用循環(huán)冷卻系統(tǒng)進(jìn)行內(nèi)部散熱, 或采用薄層連續(xù)澆筑以加快散熱。 (6) 提供良好的養(yǎng)護(hù)條件, 避免混凝土內(nèi)外溫差過大?；炷翝仓戤吅? 及時(shí)噴灑養(yǎng)護(hù)液。4. 3 收縮引起的裂縫預(yù)控措施 (1)施工時(shí)摻入適量微膨脹劑以補(bǔ)償由于收縮損失的體積, 控制有害裂縫的展開。 (2) 澆筑前進(jìn)行砂漿找平, 降低由于接觸面不平而產(chǎn)生的約束應(yīng)力, 避免因約束力產(chǎn)生裂縫。4. 4 鋼筋銹蝕引起的裂縫預(yù)控措施 要防止鋼筋銹蝕, 采用適當(dāng)?shù)谋Ｗo(hù)層厚度; 施工時(shí)應(yīng)控制混凝土的水灰比, 加強(qiáng)振搗, 保證混凝土的密實(shí)性, 防止氧氣侵入; 同時(shí)嚴(yán)格控制含氯鹽外加劑的用量。4. 5 施工材料引起的裂縫預(yù)控措施 混凝土堿- 集料反應(yīng)也是混凝土產(chǎn)生裂縫的原因之一, 因此要做到: (1) 對水泥品種進(jìn)行選擇和控制, 重點(diǎn)比選水泥中 C3A 和含堿量低的品種, C3A 含量應(yīng)低于 8 %, 堿含量小于 0.6 %。 (2)改進(jìn)混凝土配合比設(shè)計(jì)。在保證混凝土強(qiáng)度的前提下, 利用“雙摻”技術(shù), 改善其工作性能和抑制堿- 集料反應(yīng), 適當(dāng)摻加高效減水劑以減小水灰比, 摻入足夠的礦物細(xì)摻料(優(yōu)質(zhì)粉煤灰)。4. 6 施工工藝質(zhì)量引起的裂縫預(yù)控措施 防止此類裂縫發(fā)生的關(guān)鍵, 主要在于加強(qiáng)對現(xiàn)場及施工隊(duì)伍本身的管理。另外, 嚴(yán)格按照操作規(guī)程和質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)施工也是解決這一問題的關(guān)鍵。5 結(jié)語 一項(xiàng)地鐵結(jié)構(gòu)工程從建成到使用, 牽涉到設(shè)計(jì)、施工、監(jiān)理、運(yùn)營管理等各個(gè)方面。由此可知, 設(shè)計(jì)疏漏、施工低劣、監(jiān)理不力均可能使混凝土結(jié)構(gòu)出現(xiàn)裂縫。因此, 嚴(yán)格按照國家有關(guān)規(guī)范、技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行設(shè)計(jì)、施工和監(jiān)理, 是保證結(jié)構(gòu)安全耐用的前提和基礎(chǔ)。地鐵工程質(zhì)量百年大計(jì), 今后幾年乃至幾十年, 地鐵工程在北京及全國各大城市基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)中應(yīng)用會更加廣泛, 只有在設(shè)計(jì)、施工等方面解決質(zhì)量問題, 才能使地鐵工程進(jìn)展順利, 為北京迎奧運(yùn)做出貢獻(xiàn)。參考文獻(xiàn):[1] 崔慶怡.高強(qiáng)高性能混凝土施工階段裂縫的防治[J].混凝土, 2003, (1) : 57- 58.[2] 周世祥, 羅富榮.地鐵某區(qū)間隧道裂縫及其原因分析[A].王德興.隧道及地下工程學(xué)會第十四屆學(xué)術(shù)交流會論文集[C].北京: 中國科學(xué)技術(shù)出版社, 2001.249- 255.
