明挖地鐵車站結構混凝土裂縫原因分析及處理措施

陳 亮

(石家莊鐵道大學四方學院，河北 石家莊 050043)

明挖地鐵車站結構混凝土裂縫原因分析及處理措施

陳 亮

(石家莊鐵道大學四方學院，河北 石家莊 050043)

結合地鐵工程實例，介紹了明挖地鐵車站結構混凝土在施工過程中出現的裂縫類型，重點分析了局部貫穿性裂縫發生的原因及其危害，提出了預防和處理措施，為地鐵工程抗裂、防滲積累了施工經驗。

地鐵車站，結構混凝土，貫穿性裂縫

1 概述

城市地鐵車站大多為明挖地下兩層鋼筋混凝土框架結構，屬于大體積混凝土工程，為確保其建成后安全運營的需要，防水設計采用“一級防水，結構不允許滲漏，結構表面無濕漬”的較高標準。為確保設計要求的實現，在施工過程中需認真落實防水施工技術措施，注意解決好結構混凝土抗裂、防滲問題。在此，筆者結合明挖地鐵車站結構混凝土施工情況，對其結構混凝土裂縫及結構滲漏問題作必要探討，以期對施工質量的控制有所裨益。

2 地鐵結構混凝土裂縫類型及其危害

目前，在我國明挖地鐵車站結構混凝土施工過程中，由于種種原因所致，使得結構混凝土出現了兩類裂縫：一是局部貫穿性裂縫；二是淺表層微觀裂縫。這兩類裂縫的成因、性質、危害各不相同，前者一般伴隨有嚴重的結構滲漏現象，危及地鐵運營安全，是施工防控的重點；后者，結構不會滲漏，但為確保鋼筋混凝土的耐久性，也應對其作必要的處理。不同裂縫發生的部位、特點及其危害如下。

2.1 局部貫穿性裂縫發生的部位、特點及其危害

2.1.1發生部位及其特點

在地鐵結構施工過程中，局部貫穿性裂縫大多發生在結構外墻、板的施工縫處和主體結構與附屬結構接口、區間盾構隧道洞門現澆環框梁接口、盾構始發孔洞封堵接口等部位。另外，結構外墻混凝土出現較為嚴重的間隙縫時，也容易出現局部貫穿性裂縫。目前在地鐵土建結構施工過程中所出現的局部貫穿性裂縫，大多沿施工縫延伸，穿透結構，多為線狀滲漏或連續點狀滲漏。

2.1.2有關危害

上述局部貫穿性裂縫一般均會使結構發生較為嚴重的滲漏現象，若不徹底治理，將會危及開通以后的運營安全。尤其是-2層軌行區外側墻、區間盾構隧道洞門環梁四周出現局部貫穿性裂縫時，務必在開通前徹底治理。-1層側墻，尤其是頂板及盾構始發孔洞封堵四周發生局部貫穿性裂縫時，應在機電設備、裝飾裝修施工前徹底治理，否則不僅會對機電設備安裝、裝飾與裝修工程造成嚴重危害，而且會危及公共區域的使用安全。因此，上述問題是地鐵結構抗裂、防滲的重點，在施工過程中必須嚴防死守，切不可掉以輕心。

2.2 淺表層微觀裂縫發生的部位、特點及其危害

目前所發現的淺表層微觀裂縫主要發生在地鐵車站-1層側墻部位，-2層側墻也有發生但相對較少些。由于受特殊氣候條件的影響，我國南方一些城市地鐵車站在土建工程施工過程中，所暴露出的這種問題尤為突出一些。這種裂縫大多呈豎向裂縫或裂紋狀，寬度小于1.0 mm，深度1 cm～2 cm之間，未發現滲漏現象。經過現場詳細排查，這種裂縫大多因豎向內排鋼筋保護層過小，早期養護不及時，拆模過早混凝土失水、收縮加快所致。這種裂縫不影響結構的承載能力，僅對鋼筋混凝土的耐久性產生一定不利影響，在施工過程中應采取必要的技術措施加以防止(如在確保鋼筋制安工藝的基礎上，適當延長拆模時間，注意加強早期養護，避免高溫時段(如夏季12:00～15:00)澆筑混凝土等等)，對此本文不做詳細研究。

3 貫穿性裂縫原因分析

從筆者所了解到的情況看，目前我國地鐵車站結構混凝土發生的局部貫穿性裂縫，主要由如下原因所致。

3.1 施工段劃分過長

為妥善解決大體積混凝土收縮開裂問題，明挖地鐵車站施工時縱向分段長度一般應控制在18 m左右為宜，分段長度大于20 m且接近25 m時，施工縫處大多會產生局部貫穿性裂縫導致結構嚴重滲漏。因此，當征地拆遷困難，工期嚴重受阻時，切記不能盲目加大縱向施工分段長度予以搶工，否者會給混凝土抗裂、防滲帶來嚴重隱患。

3.2 模板安裝存在一定缺陷

目前地鐵結構主要有水平施工縫和豎向施工縫，水平施工縫位于底板掖角面和中板面以上30 cm處，豎向施工縫每一施工段設置1處。目前地鐵施工大多采用1 830 mm×915 mm×1.2 mm的大木膠板澆筑混凝土，水平施工縫以下部位制安小木板條，豎向施工縫端頭采用密目網封堵，施工中存在的缺陷主要有：一是底板掖角、中板面以上30 cm小板條加工不規則，頂部不順直，澆筑混凝土后無法平順收面，小板條固定不牢固，直接影響上部模板安裝質量；二是豎向施工縫端頭鋼密目網封堵不嚴密，固定不牢靠，存在漏漿、鼓漲等缺陷，對下一段施工留下較大隱患。從比較成功的經驗看，地鐵側墻混凝土澆筑施工采用P6015組合鋼模搭配部分P3015鋼模板施工，其施工質量較好，混凝土墻面較平順，新舊混凝土結合面較密貼，不易出現局部貫穿性裂縫，結構滲漏隱患較少。

3.3 施工縫處理不到位

為徹底消除施工縫部位的局部貫穿性裂縫，施工中應安排專人對施工縫進行鑿毛處理，為減輕施工縫的處理難度，水平施工縫處的混凝土可在初凝后作拉毛處理。封堵豎向施工縫的密目網應在下一段施工前全部鑿除，豎向施工縫混凝土面應人工鑿毛并清理干凈。

3.4 混凝土澆筑工藝存在一定缺陷從工藝缺陷方面主要應注意解決如下兩方面的問題：

1)嚴格控制側墻混凝土的投料高度。當-2層側墻與中板或-1層側墻與頂板一起綁扎鋼筋澆筑混凝土時，墻頂部位鋼筋必須預留投料孔(每段結構應預留4個～6個投料孔)，否則4 m～5 m高的側墻加上板厚其投料高度一般會超過5 m，在這種情況下混凝土不僅會產生嚴重離析，而且也很難均勻布料，這就給墻底水平施工縫處發生局部貫穿性裂縫留下很大隱患。

2)必須加強側墻混凝土的振搗。如前所述，如果墻頂未預留孔洞時，不僅會產生投料隱患，而且也會影響側墻混凝土的振搗質量(主要是無法正常振搗)，嚴重漏振時不僅水平、豎向施工縫處容易產生局部貫穿性裂縫，而且墻體部位也有可能出現類似問題，結構滲漏將會十分嚴重。因此，在澆筑地鐵外側墻混凝土時，務必采取一切可能的措施加強振搗，確保地鐵結構施工質量與使用安全。

4 局部貫穿性裂縫的具體處理措施

局部貫穿性裂縫發生的原因及預防措施如前所述，在施工中應盡量消除施工缺陷，避免局部貫穿性裂縫的發生。如果地鐵結構局部發生貫穿性裂縫并出現滲漏時，應采用專用設備開U形槽，埋設注漿管，注環氧樹脂漿液堵漏。地鐵結構堵漏嚴禁亂敲、亂打，禁止使用聚氨酯漿液堵漏。聚氨酯漿液堵漏不僅解決不了滲漏問題，而且注漿后數日內聚氨酯漿液會發泡膨脹破壞地鐵結構，致使結構滲漏更為嚴重。局部貫穿性裂縫堵漏步驟及處理措施如下：

1)采用便攜式小型電動切割機沿裂縫縱向切割開U形槽，槽寬小于5 cm為宜，槽深2 cm～3 cm即可，開槽時嚴禁隨意敲打破壞地鐵結構。

2)在槽底尋找滲漏點，鑿圓形孔埋設小型注漿管，埋設注漿管時必須對正滲漏點，以確保注漿堵漏效果。如滲漏點難以查找時，局部可加深處理，直至找到滲漏點為止，加深處理時應避開結構鋼筋。

3)注漿管埋設好后，先用清潔水將U形槽刷洗干凈，充分濕潤既有混凝土，在槽底涂抹一層水泥漿后，用摻有膠凝材料的半干硬性水泥砂漿封閉U形槽，分層壓實不空鼓、脫落。填塞U形槽時預埋的小型注漿管不得松動、脫落，填塞完畢表面需壓平、抹光。

4)待U形槽內填塞的半干硬膠凝漿液達到一定強度后，注環氧樹脂漿液堵漏(一般情況下，封閉2 d～3 d以后方可注漿堵漏)，能較好地保證堵漏質量消除結構滲漏現象。

[1] 郭國華.地下室外墻混凝土裂縫分析及控制措施[J].廣東建材，2017(3)：43-45.

[2] 廖冬明.地鐵車站混凝土結構開裂分析及預防措施[J].技術市場，2017，24(8)：201-202.

Causeanalysisandtreatmentmeasuresofstructuralconcretecracksaboutopen-cutsubwaystation

ChenLiang

(TheSifangCollege,theShijiazhuangTiedaoUniversity,Shijiazhuang050043,China)

Based on the subway construction example, the types of concrete cracks bout open-cut subway station are introduced which will occur in the process of construction. Then this paper mainly analyse and study the cause and hazards of local penetrating cracks. At last, the prevention and treatment measures are proposed which will help to prevent leakage and cracking in the subway construction.

subway station, structural concrete, penetrating cracks

2017-10-22

陳 亮(1981- )，男，工程師

1009-6825(2017)35-0040-02

U231.4

A