【摘 要】在混凝土的施工過程中，混凝土裂縫已成為混凝土工程質量通病，如何減少混凝土裂縫成為控制混凝土結構質量的關鍵。地鐵工程是百年的民心工程，我們需要更加關注其混凝土結構的質量。本文對地鐵工程施工中所產生的裂縫進行了成因分析以及對裂縫控制的主要技術措施進行了闡述。

　　【關鍵詞】 混凝土 主體結構 混凝土裂縫 混凝土養護

　　1前言

　　隨著國民經濟的發展和城市化進程的加快，城市交通量急劇增長，城市交通堵塞現象日趨嚴重，利用城市地下空間進行地鐵工程建設，讓地鐵運營以緩解地面交通堵塞壓力是城市發展的必然趨勢，因此發展城市軌道交通已成為大城市持續發展必然的選擇。

　　地鐵工程是百年的民心工程，其結構主要由鋼筋、混凝土搭建而成的。在混凝土的施工過程中，混凝土裂縫已成為混凝土工程質量通病，如何減少混凝土裂縫成為控制混凝土結構質量的關鍵。

　　2 混凝土裂縫的分類

　　混凝土也稱砼，是現今最主要的土木工程材料之一。在實際工程中，混凝土在外界荷載的直接應力和次應力的作用下，會引起變形而產生結構裂縫;構件在使用過程中受溫差的長期作用，脹縮應力超過了極限抗拉強度時就會出現裂縫，因此，混凝土結構產生裂縫是不可避免的。現行規范中允許混凝土結構上出現與拉應力方向垂直的裂縫，但對裂縫的寬度做出了一定的限量值。由于結構上存在的裂縫是必然的，在潮濕的環境下會引起鋼筋的腐蝕，有害氣體的侵入和熱脹加快了腐蝕速度，在重復荷載作用下將出現疲勞破壞。結構產生裂縫的因素是多方面的，包括結構設計、地基沉降差異、施工質量、材料質量、環境影響等，無論何種因素產生的裂縫，都會給建筑物結構帶來惡性影響。

　　地鐵的主體結構是指在地鐵工程建筑中，由若干構件連接而成的能承受作用的空間體系。主體結構要具備足夠的強度、剛度、穩定性，才能使結構承受各種荷載，而結構的承載能力與現場結構的施工質量極其密切。作為建筑主材之一的混凝土，其澆筑的質量直接影響結構的施工質量，所以盡量減少混凝土澆筑后產生的裂縫有助于提升混凝土結構的施工質量，確保結構具備足夠的強度、剛度、穩定性。 。

　　就主體結構而言，混凝土裂縫主要為施工期間產生的裂縫。包括塑性收縮裂縫、塑性沉降裂縫、龜裂縫、結構裂縫和溫差裂縫。塑性收縮裂縫是指在混凝土凝結過程中，因游離水從其表面較快蒸發而引起;塑性沉降裂縫是在混凝土尚未有強度時，表面出現泌水現象而引起沿鋼筋縱向出現的裂縫;龜裂縫是由于未進行及時的養護引起的，裂紋一般很淺;結構裂縫是由于配筋不足，施工中上層筋被踩踏壓下，模板拆除過早等各種失誤原因引起的裂縫。

　　3混凝土裂縫的成因

　　從地鐵主體結構施工角度來說，可能會影響混凝土產生裂縫的主要因素有：混凝土的組成材料、混凝土配合比控制、混凝土的養護、鋼筋安裝、早期堆載及拆模等。

　　3.1混凝土的組成材料對主體結構混凝土收縮開裂的影響

　　混凝土收縮是造成開裂的一個重要原因，而影響混凝土收縮的因素很多，主要是骨料品種及含量。粗骨料本身尺寸、形狀及級配并不影響混凝土收縮量;而粗骨料的彈性模量卻對混凝土收縮量影響很大：彈性模量越大，對混凝土收縮所起的抑制作用越大。

　　3.2混凝土配合比對主體結構混凝土收縮開裂的影響

　　在原材料相同的條件下，混凝土配合比如單位用水量、單位水泥用量、水灰比、砂率等對干縮有很大的影響，它們對干縮影響依次為：單位用水量>單位水泥用量>水灰比>砂率。其中隨著用水量的增大，同一條件下的混凝土收縮量直線上升;而在用水量相同的條件下，混凝土干縮隨水泥用量的增加而加大，但加大的幅度較小;在骨灰比相同條件下，混凝土干縮隨水灰比的增大而明顯增大;在強度等級相同條件下，混凝土干縮隨砂率的增大而加大，但加大幅度較小。

　　3.3 混凝土養護情況對其收縮開裂的影響

　　延長初期潮濕養護僅能推遲干縮的時間，并不能減小混凝土短期的干縮，但對于干縮終值有一定影響。若前期及時養護，可以有效地提高混凝土的抗拉強度及減小混凝土外表面的碳化深度，從而減小因混凝土碳化而產生的收縮，保證混凝土的使用壽命。因此，從防止碳化角度出發，及時、足夠時間的混凝土養護是必要的。

　　3.4 主體結構鋼筋綁扎安裝質量對混凝土裂縫的產生的影響

　　對于主體結構混凝土開裂，鋼筋起限制和約束的作用。鋼筋對混凝土的限制約束，主要通過它們之間膠結力和摩擦力的作用。

　　1)間距均勻的鋼筋所提供的約束作用是最佳的，能有效防止裂縫寬度在個別處增大。但從日常的施工檢查情況看，由于鋼筋綁扎得不牢固，造成混凝土振搗后，鋼筋分布的偏位現象比較普遍，從而削弱了鋼筋的約束作用。

　　2)對于變形鋼筋，其相對保護層厚度越大，其平均粘結強度也就越大。而在實際工程施工中，由于鋼筋保護層墊塊是呈梅花型布置的，因此混凝土澆筑后，鋼筋的許多部位保護層難以達到設計要求，從而削弱了鋼筋對混凝土開裂的約束作用。

　　3.5早期堆載對混凝土開裂的影響

　　1)混凝土剛終凝不久(一般為24h)，施工中又在其上堆放鋼筋、模板材料和加工設備等，堆載又不均勻(即集中力)且為瞬時動荷載，其必然對混凝土的固結成內在影響(即造成“內傷”)，也加大了混凝土內部早期微裂縫。

　　2)由于在早期，混凝土強度低(一般在1.2MPa左右)，不能承擔堆料荷載。雖然從理論上講，此時堆載全由其模板支撐體系受力，但在較大集中堆載作用下，勢必造成混凝土開裂或“內傷”。

　　3.6.拆模對主體結構混凝土的影響

　　在實際工程施工中，很少對拆模時主體結構受力進行抗裂驗算，這樣就有可能助長后期的混凝土開裂程度。

　　4地鐵工程混凝土裂縫控制的主要技術措施

　　4.1混凝土的組成材料

　　產品的優劣與其原材料的好壞有著直接關系，而地鐵工程作為安全質量高要求的成品，其主要材料的選擇與使用更加需要重視。

　　4.1.1骨料的選擇

　　提高原材料的質量，砂子應采用干凈的中粗砂，嚴格控制含泥量，采用細砂過多和超過規定的含泥量，將會造成干縮量大，粗骨料應采用粒狀形，不宜采用片狀形，使用之前應用水沖洗干凈，

　　4.1.2水泥及外加劑的使用

　　水泥宜采用水化熱低的水泥。施工中可在基礎比較厚的內部預埋冷卻水管，通入循環冷卻水，將混凝土內部的熱量導出，從而達到降低水化熱的積聚。

　　混凝土內應摻入定量的優質外加劑，使之有補償收縮、抗裂、抗滲性能，以達到減少水泥用量和降低水化熱的目的。

　　水泥的用量及粉煤灰的摻量要符合標準要求。水泥用量建議控制在每立方米混凝土為280KG。粉煤灰的摻入可以改善混凝土的和易性，延長凝結時間，改善混凝土的抗滲性和后期強度，但是必須摻入符合國家標準的Ⅱ級或Ⅱ級以上的粉煤灰。使用Ⅱ級粉煤灰可以達到膠凝材料的20%，使用Ⅰ級粉煤灰可以達到膠凝材料的30%，對于養護困難的部位應嚴格控制粉煤灰的含量，因為粉煤灰含碳導致混凝土需水量增大，從而加大混凝土的收縮，所以主體結構中側墻、大梁部位混凝土的粉煤灰摻量宜減少。

　　4.2水灰比的控制

　　材料的搭配對工程質量也有決定性的影響。水灰比由兩部分組成，第一部分為水泥水化熱所需的水灰比(水泥完全水化熱所需的水用量，為水泥用量的20～25%)，另一部分為改善施工和易性所需要的，要求保證不影響混凝土施工和易性的條件下，盡量減少水泥用量。建議水灰比控制在0.45為好，但不得大于0.5，這樣可以減少混凝土的收縮，泌水等現象。另外應做到三禁：嚴禁混凝土在運輸過程中摻水，嚴禁混凝土在澆灌過程中加水，嚴禁帶水作業(地下水或降雨)。

　　4.3混凝土的養護

　　4.3.1混凝土的澆水養護

　　主體結構混凝土澆筑成型后，必須對其進行覆蓋澆水，保證混凝土表面在一定時間內保持濕潤狀態，以滿足水泥水化的需要，與此同時，為防止養護水的急劇蒸發，還應用塑料薄膜、麻袋或草袋等材料加以覆蓋，保證混凝土在不同的環境溫度條件下，能保持有合適的最高溫度，合適的內外溫差及其適合的表面與環境大氣的溫差，以及適當的降溫速率和升溫速率。

　　4.3.2混凝土的養護時間

　　《質量規范》第7.4.7條第二款規定，對采用硅酸鹽水泥，普通硅酸鹽水泥或礦渣硅酸鹽水泥拌制的混凝土，澆水養護時間不得少于7天。規范所規定的只是澆水養護的最少時間，而沒有給出澆水養護的最佳持續時間和最長時間。然而，澆水養護時間越長和水泥水化程度越高，水泥的不可逆收縮也越大，水泥顆粒如果全部水化，其所產生的水泥凝膠不只使混凝土強度提高，與此同時還會產生很大的收縮，嚴重時引起混凝土開裂。像混凝土中骨料所起的穩定體積作用一樣，水泥石中需要一定數量的為水化的水泥顆粒，或其他的惰性物質來穩定體積，因此，澆水養護的時間并不是越長越好，而是要適度。

　　4.4復合結構的設計

　　地鐵工程結構設計基本采用了復合結構的設計。采用復合結構設計，可以減少圍護結構與內襯結構的受力約束。條件允許的情況下，應設置隔離層;在條件不允許，無法設置隔離層的情況下，應至少保證圍護結構基面平順，這樣可以減小內襯結構受到集中應力而產生裂縫。

　　采取分層或分塊澆筑大體積混凝土，合理設置水平或垂直施工縫(施工縫間距應以12m為好，分縫間距大，開裂多;分縫間距小，開裂少)，或在適當的位置設置施工后澆帶(最好采用跳槽澆筑)，減少每次澆筑長度的蓄熱量，防止水化熱的積聚，減少溫度應力。

　　4.5其他方面的控制

　　4.5.1改善水平鋼筋布置，水平鋼筋宜密而細，控制好鋼筋間距與直徑。

　　4.5.2掌握好混凝土的拆模時間。混凝土模板拆除前須要檢查有關資料，關鍵結構要有同等條件下養護試塊的拆模強度試驗(合格)報告。

　　4.5.3做好混凝土的成品保護。對已澆筑的混凝土強度未達到1.2MPa前不得在其上踩踏、安裝模板、堆放材料;拆除模板時一定要輕拿輕放，不得撞擊樓板混凝土

　　5 結束語

　　混凝土作為最主要的土木工程材料之一，在建筑行業起著至關重要的作用，而混凝土裂縫作為一種不可避免的工程現象也同樣值得我們去深入探討。在實際的施工過程中，一旦產生裂縫，應調查分析，查明原因，綜合考慮，予以處理，并為后期的混凝土施工提供寶貴經驗，同時，要注重混凝土的養護工作，在減少混凝土裂縫出現的前提下盡可能的將混凝土裂縫對工程的影響降到最低。