摘    要：随着社会的发展，越来越多的城市开展地铁，针对地铁施工普片存在混凝土结构裂缝问题，从多个方面加以论述，对裂缝控制起指导作用，经实践应用效果较好。

关键词：混凝土;裂缝;原因;控制措施

1  引言

在厦门地铁一号线园博苑站的工程中，由于车站处于的地理位置、地质情况、施工工艺及结构形式比较特殊，地下水造成的问题比较突出，通过合理的施工方法，控制混凝土的浇筑质量、防水层的施工，使得工程顺利完工。

2  工程概况

厦门地铁1号线园博苑站为两层三跨结构，车站总长263.3m，基坑深度为16.5m，宽度为20.7m。车站的围护形式采用φ1200mm钻孔灌注桩+φ800mm高压旋喷桩+临时立柱+φ609mm内支撑。止水帷幕采用三重管高压旋喷桩。车站设置在厦门集杏海堤北侧停车场内，南侧现状为集杏海堤，西南角为杏林大桥。

3  工程地质及水文条件

本站位于由人工填土、碎石素填土、淤泥质土、可塑残积砂质粘性土、硬塑残积砂质粘性土、全风化花岗岩、散体状强风化花岗岩、碎裂在强风化花岗岩、微风化花岗孤石、全风化辉绿岩、散体状强风化辉绿岩。地下水主要有第四系孔隙水和基岩裂隙水。

4  施工过程中的难点

本站为厦门市重点工程，工期紧凑，车站又处于集杏海堤附近。施工中要考虑海水对车站的影响。车站土质为全风化花岗岩，施工过程中要做好随挖随喷。由于土质渗水较大，围岩不能达到自稳的情况，往往还没开始进行喷射混凝土就开始出现桩间崩塌，造成支护难，工序衔接紧，施工中桩皮的破除又恰恰耽误了最佳进行喷射混凝土的时间，正是因为这些问题，导致后续过程中混凝土出现大规模的裂缝。

5  工程重点及混凝土裂缝产生的原因

由于园博苑站基坑较深，受力复杂，防水要求高，可能在施工过程中出现一些未知的因素，往往越到施工的后期，混凝土渗漏点越多，特别是在变形缝的位置，达到了每小时10L的渗水量，给后期施工带了的很多的不便。

现我们将这些可能导致混凝土裂缝产生的原因加以论述。

5.1  设计方案不完善

（1）基坑止水帷幕采用高压旋喷桩，设计止水范围仅仅为地表以下8m，可能由于深度不够，因地表为回填土，往往打下去之后深度可能只有4m，往往达不到止水的效果。（2）基坑共设置降水井共30座，全部为坑内降水。围护结构宽度为23.7m，长度为263.3m，未考虑坑外降水。坑内降水井又较密集，往往开挖过程中司机视线不好，造成降水井的破坏，导致后续降水达不到预先的效果。（3）车站接缝全部采用镀锌钢板止水带，为刚性材料，车站长度较长。未在合理的位置设置橡胶止水带，导致应力过于集中。

5.2  施工过程中问题

（1）基坑开挖之后未及时喷射混凝土，桩间土体暴露时间过长，崩塌严重。（2）混凝土浇筑前，出现墙缝渗水，混凝土浇筑后由于早起强度较低，受地下水压影响，混凝土受到了地下水的侵蚀，导致形成一系列的裂缝。（3）围护结构混凝土灌注桩侵线严重，导致后期防水层铺设达不到设计规定的平整度。这样铺设的防水层，表面不平整，接缝处理困难。在施工过程中又恰好遇到了桩间土提的崩塌，这也是后期渗漏水的原因。（4）混凝土施工时振捣不密实：车站采用高大钢模板，模板为单面模板，加固困难，混凝土浇筑过程中稍不注意就会造成模板跑模，爆模。工人在施工中过于紧张，振捣不到位，导致后续裂缝产生。（5）养护工作不到位：车站顶板施工正赶在4月～7月。浇筑混凝土往往在夜间进行，白天温度较高，厦门地区平均温度为35℃，这样往往加大了养护工作的难度，平均养护为4次/天。

5.3  原材料的原因

（1）车站侧墙厚度为0.7m，底板厚度为1m，顶板厚度为0.8m，车站混凝土均为大体积混凝土。材料配比要求较高，施工控制难度点大。（2）泵送商品混凝土的广泛应用，混凝土塌落度、泵送剂等其他外加因素的影响导致混凝土水化热增加。（3）混凝土等级太高，均为C40高强混凝土，导致水泥用量增加。

5.4  其他因素的影响

（1）混凝土运输时间过久：混凝土采用商品混凝土，拌合站距施工现场10km，车辆到达现场后，塌落度达不到预先的要求。（因塌落度的影响，现场实验员进行重新调试，往往达不到预先的配合比的要求。（2）施工中未采用措施：如内降外保，预埋冷水管或采用塑料薄膜养护。

针对上述问题，下面我们论述下混凝土裂缝的控制措施。

6  设计上对混凝土裂缝控制的措施

6.1  合理设计钢筋

因地铁抗震要求较高，往往钢筋直接较大，而钢筋的弹性模量比混凝土的弹性模量大7-15倍，合理的钢筋配置可以起到减轻混凝土收缩的程度，在相同的配筋率下，应选择细筋密布的方法。

6.2  合理的留伸缩缝

伸缩缝是为了防止因温度效应而设置的一種缝。由于园博苑站主体结构未设计伸缩缝，可能是混凝土开裂的原因之一。按照《钢筋混凝土结构设计规范》规定：现浇钢筋混凝土连续式结构伸缩缝间距为55m，合理设置伸缩缝对大体积结构房子温度裂缝是非常有效的。

6.3  后浇带

它是施工期间保留的临时性温度收缩变形缝，是一种特殊的施工缝。设计后浇带的目的是取代结构中永久的伸缩缝。要求在浇筑后浇带之前，结构混凝土至少30%收缩完成。

6.4  选用相应的水泥

混凝土内部的温度升高，主要取决于水泥的用量及品种。应优选选用水化热较低的水泥品种，如矿渣水泥。在符合设计的前提下，充分利用混凝土的后期强度，减少水泥用量。

6.5  骨料

目前泵送商品混凝土碎石规格一般为5mm～25mm，建议在保证后期混凝土强度不变的前提下增加碎石的粒径，采用5mm～40mm的碎石，在水灰比相同的情况下水泥用量可以减少15kg。

6.6  外加剂

为了达到抗裂、防水的目的，可以在配置混凝土的时候，加入一些减水剂、缓凝剂、为膨胀剂等。外加剂的质量对混凝土影响被长达，掺入有效的外加剂来减少水泥用量，从而达到预防裂缝的措施。

7  施工中对混凝土控制的措施

7.1  现场严禁加水

混凝土运至现场的和易性和塌落度满足泵送要求，由于管理不当，导致工人盲目加水，造成混凝土配合比发生变化，导致不同配比产生的凝缩裂缝和干缩裂缝。

7.2  分层浇筑，快插慢拔

大体积混凝土应分层浇筑，每层应该在30cm左右，混凝土振捣时振动棒应快插慢拔，插点要均匀排列，逐点移动，顺序进行，不得有遗漏。移动半径不得大于振捣作用的1.5倍（一般30cm～40cm）。振捣上一层时，应插入下层中5cm左右，以消除两层之间的接缝，同时在振捣上层混凝土时，要在下层混凝土初凝之前进行。

7.3  二次压浆，及时养护

混凝土浇筑完成后，应及时对混凝土进行表面压浆，已保证混凝土面的平整度。在凝固的第一時间，为了防止混凝土由于温度的原因产生的影响，应及时采取覆盖保湿养护。适当的可以采取蓄水养护。

7.4  及时回填

由于昼夜温差较大，车站顶板施工完又长时间的暴漏，时间久了也会产生温度引起的变形，应尽快做好回填工作。

8  实践的确定

为了探究温度对混凝土裂缝的影响，我们对园博苑站20-22轴（里程YDK20+401.294～YDK20+381.294）顶板进行了预埋冷水管降温的试验。

采用直径φ32mm的，壁厚2.5mm的镀锌钢管，端头切丝，并用弯管接头和直管接头连接。

连接过程中应牢固，并缠好冷胶带防漏水，将冷凝管与钢筋固定防止混凝土灌注、振捣时造成失效。

水管排列方式为矩形排列，间距2m一道，分上下两层，层距0.6m，设2个进水孔，2个出水孔（图2、图3）。

浇筑混凝土完成后24小时开始通水，分别用2个温度计测量出水孔1和出水孔2的温度，形成记录，保证进水温度和出水温度相差不超过30度。

9  结束语

经过多方面的观察和记录，发现用冷水管降温的方法，顶板裂缝明显减少。经观测，18-20轴顶板裂缝共10道，20-22轴顶板裂缝为5道。大体积混凝土内部温度的影响可能是造成混凝土裂缝产生的原因。总之，地下工程的裂缝控制是一个综合性的课题，要通过设计、施工、材料等环节进行全面控制，才能减少裂缝的产生。

参考文献：

[1] GB 50010—2010.混凝土结构设计规范[S].

[2] 徐有邻，顾祥林.《混凝土结构工程裂缝的判断与处理》[M].北京：中国建筑工业出版社，2016.

作者简介：

褚宏鑫（1992—）男，汉族，福建厦门人，助理工程师，本科，研究方向：市政工程。