二襯混凝土裂縫成因分析、控制與處理

徐婧

【摘要】地鐵施工中，二次襯砌是一道重要的工序。裂縫是大體積混凝土結構較容易出現的質量通病，如何避免裂縫的產生，確保二次襯砌混凝土的質量，使其達到內實外美，是地鐵施工面臨的一個課題。本文對裂縫的形成原因全面、深入地分析，有針對性的提出防治混凝土裂縫產生的措施。

【關鍵詞】二襯；混凝土；裂縫；成因；防治措施

裂縫是混凝土板、墻及大體積結構中普遍存在的一種現象，它的出現不僅會降低建筑物的抗滲能力，影響建筑物的使用功能，而且會引起鋼筋的銹蝕，混凝土的碳化，降低材料的耐久性，影響建筑物的承載能力，因此要對混凝土裂縫進行認真研究、區別對待，采用合理的方法進行處理，并在施工中采取各種有效的預防措施來預防裂縫的發生和發展，保證建筑物和構件的安全和穩定。

1、成因分析

1.1裂縫的類型

1.1.1干縮裂縫

混凝土在硬化過程中水分逐漸蒸發散失，使水泥石中的凝結膠體干燥收縮產生變形，由于受到圍巖和模板的約束.變形產生應力，當應力值超過混凝土的抗拉強度時.就會出現干縮裂縫。混凝土是粗集料、細集料、水泥石、水和氣體所組成的非均質堆聚結構。混凝土混合料在不同溫濕度條件下凝結硬化，并同時產生體積變形。粗骨料的干燥和冷卻收縮大，細骨料的干燥和冷卻收縮小，同時水泥石和集料之間相互粘結而約束，由于變形而產生微裂縫。干縮裂縫多為表面性的，走向沒有規律。影響混凝土干縮裂縫的因素主要有：水泥品種、用量及水灰比，骨料的大小和級配，外加劑品種和摻量。

1.1.2溫度裂縫

水泥水化過程中產生大量的熱量而使混凝土內部溫度升高，在澆筑溫度的基礎上，通常升高35℃左右。如果按著我國施工驗收規范規定澆筑溫度為28℃則可使混凝土內部溫度達到65℃左右。水泥水化熱在1～3天可放出熱量的50%，由于熱量的傳遞、積存，混凝土內部的最高溫度大約發生在澆筑后的3～5天，因為混凝土內部和表面的散熱條件不同，所以形成混凝土內外溫差較大，形成溫度梯度，造成溫度變形和溫度應力。溫度裂縫的產生與二次襯砌混凝土的厚度及水泥的品種、用量有關。

1.1.3荷載變形裂縫

仰拱和邊墻基礎的虛碴未清理干凈，混凝土澆筑后，基底產生不均勻沉降；模板臺車或堵頭板沒有固定牢固.以及過早脫模.或脫模時混凝土受到較大的外力撞擊等都容易產生變形裂縫。

1.1.4施工縫（接茬縫）

施工過程中由于停電、機械故障等原因迫使混凝土澆筑中斷時間超過混凝土的初凝時間，繼續澆筑混凝土時，原有的混凝土基礎表面沒有進行鑿毛處理.在原混凝土表面澆筑混凝土.混凝土接茬間出現裂縫。

1.2裂縫形成的原因分析

混凝土裂縫形成的原因復雜。施工不規范造成混凝土裂縫比較大。施工工藝或現場操作不規范

（1）隧道開挖成型差，襯砌混凝土厚度嚴重不均勻；欠挖或初期支護侵入襯砌限界，造成襯砌混凝土厚度不足。個別隧道襯砌混凝土背后存在脫空現象。

（2）未開展監控量測工作，僅憑經驗來確定二次襯砌的施作時間，安全可靠性差，造成二次襯砌超設計荷載承受圍巖壓力。

（3）混凝土生產時原材料計量誤差大，尤其外加劑的摻加隨意性大.沒有根據砂、石料的實際含水率及時調整施工用水量，造成混凝土水灰比增大。在混凝土運輸及泵送過程中加水的現象也比較普遍。

（4）采用整體式鋼模板臺車施工，混凝土澆筑時不振搗或漏振，混凝土均質性差。

1.3混凝土裂縫的治理

混凝土作為多組材料組成的脆性材料，裂縫的存在是客觀的。作為施工單位應加強襯砌混凝土的施工管理.避免或減少混凝土裂縫的產生。

1.3.1細微裂縫

隧道襯砌混凝土表面常出現一些沒有擴展性的細微裂縫，這種裂縫是無害裂縫，一般可自愈，不會影響結構的使用和耐久性。從美觀考慮，可先清洗干凈裂縫表面，然后涂刷環氧樹脂漿液二至三遍，最后用刮抹料、調色料處理混凝土表面.使其顏色與周圍襯砌混凝土顏色一致。

1.3.2貫通性裂縫

貫通性裂縫的危害較大，必須采取有效的治理方法。沿裂縫方向鑿成寬5cm、深3cm的V形槽，在槽內底縫每隔0.5m鉆一孔，孔深為襯砌厚度的1/2或2/3，一般不少于15cm，并不得穿透襯砌以防跑漿。用清水沖洗干凈槽內的雜物及粉塵，在孔內插入中10的壓漿管，利用環氧樹脂水泥砂漿錨固，用灰刀將砂漿壓實抹光。裂縫表面用刮抹料和調色料處理。

1.3.3密集裂縫

襯砌背后有空洞或襯砌厚度不足引起的密集裂縫.必須進行防水和地層加固處理。沿裂縫兩側注漿，24h后安裝錨桿墊板.用環氧樹脂砂漿抹平方槽，表面用刮抹料和調色料處理。

1.4預防混凝土裂縫的措施

1.4.1提高設計精度

加強工程前期地質工作.為設計提供詳盡的工程地質、水文地質勘探資料.提高設計的質量。

1.4.2把好材料進場關.嚴格控制原材料的質量和技術標準。

1.4.3嚴格混凝土施工工藝

a.提高鉆眼技術水平，優化鉆爆參數，提高光面爆破效果，加強隧道開挖斷面檢測，嚴格控制超欠挖，為襯砌施工創造良好的條件。

b.二次襯砌施作時間.應在圍巖和初期支護變形基本穩定時進行。當圍巖變形較大、流變特性明顯.需提前進行二次襯砌時.必須對初期支護或襯砌結構進行加強。

c.混凝土的拌合

①嚴格按施工配料單計量，定期檢查校正計量裝置。加強砂石料含水率檢測.及時調整拌合用水量。混凝土在滿足規范要求的前提下，還要滿足施工需要和和易性，盡量減小出機坍落度、降低砂率、嚴格控制骨料的含泥量、摻加優質粉煤灰等混合材料。添加抗裂減水劑可以改善水泥漿的稠度，減少混凝土泌水和沉縮變形。提高水泥漿與骨料的粘結力，提高混凝土抗裂性能。

②控制混凝土的入模溫度。夏季施工時，盡量安排在夜間澆筑混凝土。

d.混凝土的灌注

①混凝土運輸和泵送中嚴禁加水。混凝土灌注時嚴格控制坍落度。

②適當放慢灌注速度，兩側邊墻對稱分層灌注，到墻、拱交界處停1h～1.5h.待邊墻混凝土下沉穩定后.再灌注拱部混凝土。

③混凝土灌注過程中必須振搗，提高混凝土的密實度和均質性。

e.混凝土的脫模、養護

①混凝土拆模時間（正常氣溫條件下）宜在混凝土澆筑后不宜少于3天。混凝土澆筑后，也就是混凝土達到終凝后及時養生，可在模板上澆水來控制混凝土所產生的水化熱，可降低混凝土內外溫差所造成的溫度梯度而產生的溫度應力。混凝土拆模時的強度必須符合設計或規范要求。

②加強混凝土結構的后期混凝土濕養護，養護時間不宜少于14天。