地下综合管廊混凝土裂缝控制

高绍旭

河北雄安寨里混凝土公司  河北省 保定市 071000

摘要：地铁工程的地下综合管廊施工涉及到大量钢筋混凝土结构。这种结构形式虽然具备很多应用优势，但是裂缝危害一直是困扰钢筋混凝土施工的一个主要问题。尤其是地下综合管廊的钢筋混凝土结构如果开裂，会产生包括水体渗漏以及钢筋锈蚀等在内的多种危害，必须提前做好严格控制。本文全面分析地下综合管廊钢筋混凝土结构裂缝的成因，提出控制裂缝危害的可行性措施，希望有关方面密切监测裂缝危害，提高地下综合管廊工程整体质量。

关键词：地下综合管廊；混凝土；裂缝控制

引言：地铁工程中的地下综合管廊，其钢筋混凝土构件中裂缝危害高发。给工程的质量安全带来了严重威胁。这种裂缝危害成因既包括外部作用力导致的裂缝，也有结构变形的致病成因，同时温度和混凝土结构收缩也是导致裂缝问题的关键原因。施工企业应采取有效措施加强施工过程控制力度，把裂缝危害性降到最低。

1. 地下综合管廊混凝土裂缝成因

在我国的地下轨道交通发展历史中，特别是采用管廊施工技术之后，曾出现过大量的混凝土裂缝问题，为解决该问题，大量的科研工作者以及工程师从多个方面对导致裂缝的问题进行全方位的剖析。通过对某市轨道交通站内墙体混凝土的分析，得出了防护层厚度过薄，混凝土块度过大，配合比不合理等结论；在对多个项目的分析和研究中，专家们发现造成地铁混凝土渗漏的裂缝，大多是在顶板和侧墙之间，而且，顶板的数量要比侧墙多，而底板的数量最小，并将产生裂缝的原因归纳为材料，结构，施工和环境。

1.1收缩因素

混凝土收缩主要表现为：干缩，胶体收缩，碳化收缩，热收缩等等。在施工过程中，最大的三个收缩因子对混凝土的影响最大。在施工过程中，由于各种原因，造成了混凝土的过度收缩和变形，从而引起了混凝土的裂缝。

(1)材料方面的原因：为了便于施工，在泵灌混凝土中使用了较大的塌落率，从而导致了混凝土的塑性缩变得更加严重；同时，由于所使用的水泥具有较大的比表面积，导致初期温度上升较快，从而导致了混凝土的干性和脱水收缩。

(2)外界环境影响：例如，一个项目位于中国西北部的干旱少雨的地方，在这个地方，白天的温度很高，而且经常有5-6级的大风，晚上的温度突然下降，一天和一天的温度相差20摄氏度左右。在干旱、大风等恶劣气候条件下，混凝土的塑性、失水率等性能进一步提高。

(3)构造形式：该复合管廊是一种长而薄的薄壁管构造。在管廊纵向上，由于距离的影响，分层间隔施工引起的非同步性影响，使其产生了显著的收缩应力。

1.2温度因素

在管廊工程建设中，管廊工程所承受的温度荷载主要是水化热、环境温度和太阳辐射等。在相同的结构位置，相同的时间内，存在较大的温度差异，或者在相邻的结构位置上，在相同的时间内，存在较大的温度差，将会引起混凝土的温度应力，从而引起混凝土的开裂。

与基础、底板等典型的大体积混凝土相比，管廊混凝土具有一些大体积混凝土的特点。比如，某工程采用30 m/节进行分段，根据国标GB50496 “大体积混凝土施工标准”，同样需要对温度的影响加以考虑。

如一条管廊工程，在维修过程中，混凝土的最大温度是64摄氏度，其部位位于内立墙上的顶端；外墙内外壁最大温度差为12℃；

加热速率最大值为每小时8.5℃。冷却时间以2℃/小时为最快。由以上资料可以看出，室内外温度均满足设计要求，但是冷却速率过大，并在快速冷却的部分产生裂纹。

目前，对于温度应力的作用和控制，已有了较多的研究结果，可为管廊建设提供参考。以港珠澳大桥东人工岛为例，采用现浇式暗埋式地下通道，其最大总高11.4米，最大总宽72.2米，是目前国内、外同类型工程中最大的一种。为了解决暗埋段隧道侧墙和底板出现的裂缝问题，在对工程特征进行观察的基础上，对与之相对应的工程结构的裂缝状况进行了调查，最后，本文提出了一种分步，分段浇筑的施工工艺。利用应力计算，对分步，分段工艺进行了改进。在此基础上，研究并开发适合于大型混凝土构件的水循环冷却系统，实现有针对性的控温，提高构件的耐久性。

2地下综合管廊混凝土裂缝控制措施

钢筋混凝土结构是管廊工程的主要组成部分，国内外对 RC结构裂缝成因的研究和防治方法，每年都有很多文章发表，部分已形成了行业和地方标准。通过对混凝土孔隙介质特征的研究，专家提出了混凝土湿热耦合变形数值模拟方法，为混凝土结构的体积稳定和开裂控制提供了一种有效的研究思路。在我国大型的道路交通工程建设中，对地下结构的开裂问题也给予了很高的重视。以南京玄武湖隧道为典型工程，采用大开挖、90 m间距、30 m的跳仓方式，采用了多项防裂、耐久等技术，建成通车后，由于混凝土裂缝导致的渗漏现象非常少见。尽管同为地下建筑，但与隧道、地铁等地下建筑相比，它的构造特征又有所不同。根据以上的经验，对于以上提到的各种可能引起管廊产生裂纹的原因，业主必须充分考虑到裂纹控制的复杂性，并与施工、监理等单位进行充分的交流，并从下列几个方面着手，尽可能地将裂纹的出现降到最低。

2.1材料应用注意事项

由于水泥的地域特性，在某一区域取得了成功的方法，在另一区域的使用常常要经过一定的调整。对于管廊结构的混凝土，可以采用以下几种方法：

(1)控制水泥的细度：为了降低水泥的水化热水平，将水泥的比表面细度控制在350m2/kg以下。

(2)对配合比进行优化：通过控制水泥用量、适当提高外加剂的加入量，使其达到较低的最大温度。

(3)利用水化热与收缩可调的水泥基材料：通过对水泥基水化放热过程的调节，减少水泥基水化放热的速率、水化放热量、水化程度及绝热温度的上升，从而减少水泥基水化的自缩与干缩，并减弱水泥基水化的脆性。

(4)使用弥补收缩性的物质：根据有关规范，使用各种类型的膨胀剂弥补收缩。

2.2构造设计方法

（1）加大管廊内墙体垂直断面配筋比例，加大结构配筋。通过对混凝土混凝土裂缝宽度的分析，提出了减小钢筋直径，缩短钢筋间距，提高配筋率，减小混凝土裂缝宽度的方法。

(2)对变形缝距进行合理的设定。分析结果显示，在弹性基础上，长条状结构的最大拉应力随板长的增加而增大。通过对某管廊在不同段长度下垂直裂缝的间隔距离进行了分析：段长度在20 m以下的裂缝的平均间距是5.0 m；在20-30米范围内，裂隙的平均间隔为2.2米，在30-40米范围内，裂隙的平均间隔为1.8米。

2.3施工措施

在现场温度和应变监测数据的基础上，采用基于温度和应变数据的动态养护方法。在分层施工过程中，不同的分层高度和分层法的间隔时间将会对管廊的收缩力造成不同的影响。

结束语：总而言之，地铁工程中的地下综合管廊施工，其主体结构大多为钢筋混凝土形式。这种结构形式和材料应用安全稳定性好，结构刚度和强度符合地下综合管廊施工要求，因此得到广泛应用。但是钢筋混凝土结构中经常发生裂缝危害，这种危害的致病成因非常复杂，而且危害程度也各不相同，如果不加控制任其发展，势必给工程质量造成严重危害。因此，地下综合管廊的设计施工人员应施工材料，构造设计以及施工过程等多方面着手，采取科学措施控制结构裂缝，保障地下综合管廊的质量安全。

参考文献

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