試論如何進(jìn)行明挖隧道混凝土施工裂縫控制

宋宇峰

/中鐵十二局集團(tuán)第四工程有限公司

試論如何進(jìn)行明挖隧道混凝土施工裂縫控制

宋宇峰

/中鐵十二局集團(tuán)第四工程有限公司

隨著隧道工程的不斷修建，施工企業(yè)越來(lái)越關(guān)注施工的質(zhì)量控制問(wèn)題，其中明挖隧道混凝土施工裂縫問(wèn)題直接影響著工程的質(zhì)量，對(duì)整個(gè)工程起著重要的作用，而在實(shí)際的施工中總是受到各種因素的影響而產(chǎn)生混凝土裂縫問(wèn)題，為工程的質(zhì)量帶來(lái)威脅，因此在進(jìn)行明挖隧道時(shí)需要加強(qiáng)對(duì)混凝土施工裂縫的控制，以便于整個(gè)工程的質(zhì)量得到有效的控制。本文針對(duì)明挖隧道混凝土施工裂縫的成因進(jìn)行了分析，同時(shí)提出了有效控制明挖隧道混凝土施工裂縫的措施，為混凝土裂縫的控制提供一定的借鑒。

明挖隧道；混凝土；施工裂縫；控制

一、明挖隧道混凝土施工裂縫的成因分析

（一）側(cè)墻豎向裂縫

一般情況下，隧道側(cè)墻墻體出現(xiàn)裂縫的寬度為0.1～0.4之間，大部分的裂縫均是由墻體的中心部分向上下兩端進(jìn)行蔓延，其中裂縫的數(shù)量會(huì)隨著澆筑段的長(zhǎng)度增加而增加，加之側(cè)墻多為大體積混凝土結(jié)構(gòu)，因此混凝土的裂縫數(shù)量與寬度會(huì)隨著澆筑施工中外界溫度的增加而增多、增寬，混凝土的裂縫長(zhǎng)度與寬度會(huì)隨著溫度應(yīng)力的變化而變化，而裂縫的深度則與裂縫的干縮有關(guān)，在進(jìn)行混凝土拆模時(shí)如果沒(méi)有按照所規(guī)定的時(shí)間進(jìn)行，而是過(guò)早的進(jìn)行拆模，且拆模后沒(méi)有進(jìn)行及時(shí)的灑水養(yǎng)護(hù)，這時(shí)混凝土的表面就會(huì)失去濕度，引起干縮變形，進(jìn)而引發(fā)混凝土的裂縫問(wèn)題。除此之外，需要注意的是在對(duì)側(cè)墻施工時(shí)不可拆除下一層的支撐體系，防止因集中載荷過(guò)大而引發(fā)結(jié)構(gòu)性裂縫。

（二）頂板45°斜裂縫

隧道頂板45°斜裂縫一般會(huì)出現(xiàn)在板邊1/8處。其中裂縫的寬度在0.2～0.4mm之間，一些位置甚至?xí)霈F(xiàn)貫通裂縫，嚴(yán)重的會(huì)出現(xiàn)滲漏水的現(xiàn)象，給工程的質(zhì)量帶來(lái)極其嚴(yán)重的影響。在施工中一旦溫度與濕度發(fā)生變化就會(huì)影響到鋼筋混凝土的墻、板、梁、柱等結(jié)構(gòu)的變化，其中板體積及表面體積比值的減小都會(huì)導(dǎo)致混凝土的收縮變形，導(dǎo)致混凝土出現(xiàn)拉應(yīng)力，進(jìn)而導(dǎo)致混凝土出現(xiàn)嚴(yán)重的裂縫。

（三）頂板縱向裂縫

頂板縱向裂縫主要是裂縫與頂板的長(zhǎng)邊相平行，裂縫順著隧道縱向延伸，一般情況下，頂板縱向裂縫會(huì)與墻體保持2～3m的距離，其中裂縫的寬度會(huì)小于0.3mm，數(shù)量也較少，不會(huì)出現(xiàn)貫通裂縫的現(xiàn)象。在頂板施工完成后如果沒(méi)有鋪設(shè)塑料薄膜，就會(huì)導(dǎo)致混凝土表面長(zhǎng)期受到陽(yáng)光的照射，進(jìn)而導(dǎo)致混凝土失水過(guò)多，再加上養(yǎng)護(hù)不當(dāng)，不及時(shí)的進(jìn)行灑水，這樣就直接引發(fā)混凝土的干縮變形，但頂板的縱向裂縫一般深度較淺，大部分均屬于表面裂縫，因此只需加強(qiáng)對(duì)頂板的養(yǎng)護(hù)就可以很好的起到控制頂板縱向裂縫的作用。

（四）頂板、底板橫向裂縫

裂縫與頂板、底板短邊平行，并且會(huì)順著隧道橫向延伸，大部分裂縫在板中的1/3位置，一般裂縫寬度為0.1～0.4mm，頂板、底板的橫向裂縫數(shù)量會(huì)隨著澆筑流水段長(zhǎng)度的增加而增加，同時(shí)裂縫的寬度會(huì)隨著溫度的升高而變寬，通常情況下，頂板上部的裂縫數(shù)量會(huì)比下部的多。頂板與底板裂縫的產(chǎn)生也是由于施工后沒(méi)有做好養(yǎng)護(hù)，導(dǎo)致出現(xiàn)干縮變形而引發(fā)裂縫。

二、明挖隧道混凝土施工裂縫控制措施

（一）合理選用原材料，降低混凝土水化熱

1、原材料的控制

（1）水泥。混凝土的裂縫會(huì)受到水泥水化熱的影響，因此在選用水泥時(shí)應(yīng)當(dāng)盡力去選用那些水化放熱較低的水泥，以降低水泥水化熱對(duì)混凝土的影響。

（2）粗骨料。在施工中應(yīng)當(dāng)盡量選擇粒徑適量的粗集料，低強(qiáng)度等級(jí)的混凝土，粗集料自身的顆粒程度越大，需求的粘結(jié)的水泥漿體也就越低，需要用到的水泥也就越少。

（3）細(xì)骨料。在進(jìn)行施工中一定要嚴(yán)格控制細(xì)骨料中用砂的含泥量，如果細(xì)骨料中含泥量較高就會(huì)加快混凝土結(jié)構(gòu)的收縮，進(jìn)而導(dǎo)致混凝土出現(xiàn)裂縫，因此在選用細(xì)骨料時(shí)應(yīng)當(dāng)選用那些干凈的中粗沙。

（4）科學(xué)合理的運(yùn)用外加劑。在進(jìn)行膠凝材料用料時(shí)可適當(dāng)?shù)奶砑右恍┑V物外加劑，這樣就會(huì)保證混凝土水泥漿體的體積保持在規(guī)定的范圍內(nèi)，防止混凝土出現(xiàn)裂縫。

2、合理的混凝土配合比

在配合混凝土?xí)r一定要控制好各類(lèi)材料的比例，其中粉煤灰可以有效的降低混凝土的裂縫，提升混凝土的耐久性與抗裂性。砂率對(duì)混凝土的性能與收縮能力都有著重要的影響，當(dāng)砂率較低時(shí)，混凝土則會(huì)發(fā)生離析或泌水的狀況，砂率較高，混凝土自身結(jié)構(gòu)的收縮較大，就極易引起裂縫。當(dāng)砂率達(dá)到0.41時(shí)，就是混凝土所選擇的最佳砂率比，這時(shí)混凝土擁有最佳的工作性能，并且收縮較小，擁有良好的抗變形能力，可以在一定程度上提升混凝土的抵抗裂縫能力。

（二）適當(dāng)控制混凝土溫度

在施工過(guò)程中需要根據(jù)混凝土的配合比及施工中的溫度對(duì)混凝土的溫度進(jìn)行預(yù)測(cè)，采用先進(jìn)的技術(shù)設(shè)備對(duì)混凝土的溫度進(jìn)行動(dòng)態(tài)預(yù)測(cè)，根據(jù)混凝土的溫度來(lái)進(jìn)行適當(dāng)?shù)谋嘏c養(yǎng)護(hù)。在對(duì)混凝土進(jìn)行澆筑時(shí)需要根據(jù)具體的混凝土溫度來(lái)確定澆筑的時(shí)間，盡力避免因溫度變化過(guò)大而引起混凝土裂縫，同時(shí)由于混凝土內(nèi)部的溫度不易擴(kuò)散，可以采用薄壁鋼管來(lái)對(duì)混凝土內(nèi)部溫度進(jìn)行調(diào)整，進(jìn)而減小混凝土內(nèi)外部溫度差。加強(qiáng)對(duì)混凝土內(nèi)外部溫度的監(jiān)測(cè)，同時(shí)做好溫度數(shù)據(jù)的記錄，只有不斷加強(qiáng)對(duì)混凝土溫度的監(jiān)測(cè)與管理才能保證混凝土不受溫度變化而產(chǎn)生裂縫。

（三）控制混凝土的收縮變形

在明挖隧道施工中出現(xiàn)的混凝土裂縫大多是由于收縮變形引起的，因此針對(duì)這種裂縫問(wèn)題，應(yīng)當(dāng)在保證混凝土強(qiáng)度的情況下盡量降低混凝土的水膠比，同時(shí)適當(dāng)?shù)膿郊痈咝p水劑，盡量減少用水量，這樣就可以減少混凝土內(nèi)部的水分，防止出現(xiàn)水分不均勻而產(chǎn)生收縮變形。除此之外，在混凝土的原材料中可適當(dāng)?shù)奶砑庸橇吓c膨脹劑，進(jìn)而減少混凝土的干縮，有效的防止出現(xiàn)混凝土裂縫現(xiàn)象。

（四）加強(qiáng)對(duì)混凝土的養(yǎng)護(hù)

混凝土養(yǎng)護(hù)是隧道工程混凝土施工中重要的環(huán)節(jié),一般情況下,在混凝土養(yǎng)護(hù)工作中,主要采取在混凝土表面上潑灑水的方式來(lái)達(dá)到降低混凝土表面溫度,這樣混凝土的內(nèi)外溫差就會(huì)減小,進(jìn)而可以有效的避免溫差過(guò)大而引發(fā)的混凝土裂縫問(wèn)題,從而有效地提高混凝土施工的可靠性。除此之外,在模板拆除之前,需要保證混凝土完全凝固,避免模板拆除而損壞混凝土結(jié)構(gòu)。此外,養(yǎng)護(hù)過(guò)程中不易灑水過(guò)多,以免積水破壞混凝土結(jié)構(gòu),還需要注意養(yǎng)護(hù)用水的水溫情況,水溫溫度的控制應(yīng)與混凝土外部溫度相接近,這樣才能避免溫差過(guò)高而引發(fā)混凝土裂縫問(wèn)題。在混凝土施工過(guò)程中,應(yīng)積極做好防水措施,在雨天應(yīng)禁止施工作業(yè),以免雨水影響到混凝土施工的質(zhì)量。

三、結(jié)語(yǔ)

綜上所述，明挖隧道出現(xiàn)裂縫的位置主要是側(cè)墻豎向裂縫、頂板45°斜裂縫與橫縱向裂縫、底板裂縫，而出現(xiàn)這些裂縫的主要原因是由于混凝土的水化熱、受到溫度變化的影響及干縮變形所引起的，因此需要加強(qiáng)對(duì)混凝土溫度變化的控制，同時(shí)加強(qiáng)對(duì)混凝土的養(yǎng)護(hù)，盡力避免干縮變形帶來(lái)的裂縫問(wèn)題。加強(qiáng)對(duì)明挖隧道混凝土施工裂縫成因的研究與分析，同時(shí)針對(duì)這些成因采取相應(yīng)的措施，這樣才能有效的控制明挖隧道施工中出現(xiàn)的混凝土裂縫問(wèn)題。

[1]邱文龍.試論如何進(jìn)行明挖隧道混凝土施工裂縫控制[J].江西建材,2015(2).

[2]李鴻斌.明挖隧道混凝土施工裂縫產(chǎn)生的原因及預(yù)防措施[J].中華建設(shè),2012 (06).