浅谈地铁工程的混凝土浇筑施工

浅谈地铁工程的混凝土浇筑施工

作者：李德超高剑

来源：《科学与财富》2011年第05期

[摘要] 地铁多处于繁华热闹的市区，地层条件和地下构筑物的不确定性及四周建筑物的复杂性加大了施工技术的难度，同时增加了地铁建设的安全风险。所以挡土墙的混凝土浇筑质量尤为重要，在混凝土的施工过程中，混凝土裂缝已成为混凝土工程质量通病，如何防治混凝土裂缝以及混凝土施工后的养护都是工程技术人员应该了解和掌握的问题。

[关键词] 混凝土挡土墙混凝土裂缝

前言：随着国民经济的发展和城市化进程的加快，城市交通量急剧增长。城市交通堵塞现象日趋严重，地铁的开发代表了现代城市地下空间利用的主要方面,地铁建设的不断大深度化也是城市发展的必然趋势。因此，发展城市轨道交通已成为必然的选择，否则难以解决大城市的交通和维持城市的持续发展。地铁多处于繁华热闹的市区，地层条件和地下构筑物的不确定性及四周建筑物的复杂性加大了施工技术的难度，同时增加了地铁建设的安全风险。

一、地铁工程的混凝土浇筑施工质量

混凝土也称砼，是当代最主要的土木工程材料之一在实际工程中，混凝土由于外界荷载的直接应力和次应力的作用，会引起结构变形而产生裂缝。构件在使用过程中受温差的长期作用，当温差的胀缩应力超过了构件的极限抗拉强度时就会出现裂缝，因此，没有不裂缝的混凝土结构。现行规范允许结构上出现与拉应力方向垂直的裂缝，但对裂缝的宽度做出了一定的限量值。由于发生裂缝并在结构上存在,在潮湿的环境下会引起钢筋的腐蚀，有害气体的侵入和冻胀加快了腐蚀速度，在重复荷载作用下将出现疲劳破坏。构件裂缝的因素是多方面的，包括结构设计、地基沉降差异、施工质量、材料质量、环境影响等，无论何种原因产生的裂缝，都会给建筑物肢体结构带来影响。

挡土墙是各类工程建设中常见的支挡结构形式，挡土墙是用来支撑天然边坡、挖方边坡或人工填土边坡的构造物，以保持土体的稳定性。所以地铁工程中挡土墙的施工质量及其重要。以下对地铁工程中的冠梁和桩顶挡土板的混凝土浇筑施工所出现的混凝土裂缝的产生原因及混凝土的养护进行简要分析。

裂缝的分类：就冠梁及挡土板而言，混凝土裂缝主要为施工期间产生的裂缝。包括塑性收缩裂缝，塑性沉降裂缝，龟裂缝，结构裂缝和温差裂缝。塑性收缩裂缝是指在混凝土凝结过程中，因游离水从其表面较快蒸发而引起;塑性沉降裂缝是在混凝土尚未有强度时，表面出现泌水现象而引起沿钢筋纵向出现的裂缝;龟裂缝是由于未进行及时的养护引起的，裂纹一般很

浅；结构裂缝是由于配筋不足，施工中上层筋被踩踏压下，模板拆除过早等各种失误原因引起的裂缝。

裂缝的成因：从地铁冠梁及桩顶挡土板施工角度来说，可能会影响混凝土产生裂缝的主要因素有：混凝土的组成材料、混凝土配合比控制、混凝土的养护、钢筋安装、早期堆载及拆模等。

1.混凝土的组成材料对冠梁及挡土板混凝土收缩开裂的影响

混凝土收缩是造成开裂的一个重要原因，而影响混凝土收缩的因素很多，主要是骨料品种及含量。粗骨料本身尺寸、形状及级配并不影响混凝土收缩量；而粗骨料的弹性模量却对混凝土收缩量影响很大：弹性模量越大，对混凝土收缩所起的抑制作用越大。

2.混凝土配合比对冠梁及挡土板混凝土收缩开裂的影响

在原材料相同的条件下，混凝土配合比如单位用水量、单位水泥用量、水灰比、砂率等，对干缩有很大的影响。它们对干缩影响依次为：单位用水量>单位水泥用量>水灰比>砂率。其中随着用水量的增大，同一条件下的混凝土收缩量直线上升；而在用水量相同的条件下，混凝土干缩随水泥用量的增加而加大，但加大的幅度较小；在骨灰比相同条件下，混凝土干缩随水灰比的增大而明显增大；在强度等级相同条件下，混凝土干缩随砂率的增大而加大，但加大幅度较小。

3.混凝土养护情况对其收缩开裂的影响

延长初期潮湿养护仅能推迟干缩的时间，并不能减小混凝土短期的干缩，但对于干缩终值有一定影响。若前期及时养护，可以有效地提高混凝土的抗拉强度及减小混凝土外表面的碳化深度，从而减小因混凝土碳化而产生的收缩，保证混凝土的使用寿命，因此，从防止碳化角度出发，及时、足够时间的混凝土养护是必要的。

4.冠梁及挡土板钢筋绑扎安装质量对混凝土裂缝的产生的影响

对于冠梁及挡土板混凝土开裂，钢筋起限制和约束的作用。钢筋对混凝土的限制约束，主要通过它们之间胶结力和摩擦力的作用。

1）间距均匀的钢筋所提供的约束作用是最佳的，且能有效防止裂缝宽度在个别处增大。但从日常的施工检查情况看，由于钢筋绑扎得不牢固，造成混凝土振捣后，钢筋分布的偏位现象比较普遍，从而削弱了钢筋的约束作用。

2）对于变形钢筋，其相对保护层厚度越大，其平均粘结强度也就越大而在实际工程施工中，由于钢筋保护层垫块是呈梅花型布置的，因此混凝土浇筑后，钢筋的许多部位保护层难以达到设计要求，从而削弱了钢筋对混凝土开裂的约束作用。

5.早期堆载对楼板混凝土开裂的影响

钢筋、模板材料的堆放的不良影响。

1）混凝土刚终凝不久（一般为24h），施工中又堆放上一层柱钢筋、模板材料，施工堆载又为不均匀（即集中力）和瞬时动荷载，其必然对混凝土的固结构成内在影响（即造成“内伤”），也加大了混凝土内部早期微裂缝。

2）由于在早期，混凝土强度低（一般在1.2MPa左右），不能承担堆料荷载。虽然从理论上讲，此时堆载全由其模板支撑体系受力，但在较大集中堆载作用下，势必造成混凝土开裂或“内伤”。

6.拆模对冠梁及挡土板混凝土的影响

在实际工程施工中，很少对拆模时冠梁及挡土板结构受力进行抗裂验算，这样就有可能助长后期的混凝土开裂程度。

二、混凝土的养护

1、混凝土的浇水养护

冠梁及挡土板混凝土浇筑成型后，必须对其进行覆盖浇水，保证混凝土表面在一定时间内保持湿润状态，以满足水泥水化的需要，与此同时，为防止养护水的急剧蒸发，还应用塑料薄膜，麻袋或草袋等材料加以覆盖，保证混凝土在不同的环境温度条件下，能保持有合适的最高温度，合适的内外温差及其适合的表面与环境大气的温差，以及适当的降温速率和升温速率。

2、混凝土的养护时间

《质量规范》第7.4.7条第二款规定，对采用硅酸盐水泥，普通硅酸盐水泥或矿渣硅酸盐水泥拌制的混凝土，浇水养护时间不得少于7天。规范所规定的只是浇水养护的最少时间，而没有给出浇水养护的最佳持续时间和最长时间。然而，浇水养护时间越长和水泥水化程度越高，水泥的不可逆收缩也越大，水泥颗粒如果全部水化，其所产生的水泥凝胶不只使混凝土强度提高，与此同时还会产生很大的收缩，严重时引起混凝土开裂。像混凝土中骨料所起的稳定体积作用一样，水泥石中需要一定数量的为水化的水泥颗粒，或其他的惰性物质来稳定体积，因此，浇水养护的时间并不是越长越好，而是要适度。

三、结束语

混凝土作为最主要的土木工程材料之一，在建筑行业起着至关重要的作用，而混凝土裂缝作为一种不可避免的工程现象也同样值得我们去深入探讨，在实际的施工过程中，一旦产生裂缝，应调查分析，查明原因，综合考虑，予以处理，并为后期的混凝土施工提供宝贵经验，同