對(duì)地鐵混凝土整體道床橫向裂紋的思考

摘要：地鐵混凝土整體道床橫向裂紋普通存在，因其寬度多小于0.2mm視為對(duì)結(jié)構(gòu)影響不大而未引起足夠的重視。裂紋情況調(diào)查分析表明此類裂紋可以減少或消除，設(shè)計(jì)伸縮縫間距亦可加大。若如是則可提高砼施工質(zhì)量，加快施工進(jìn)度，減少工程投資。
1 裂紋調(diào)查
1.1道床形式
地鐵道床設(shè)計(jì)分為適應(yīng)矩形、馬蹄形及園形3種隧道斷面形式的道床，車站及矩形區(qū)間為適應(yīng)矩形矩形斷面的道床，區(qū)間多為園形和馬蹄形斷面的，用適應(yīng)圓形或馬蹄形斷面得道床。
1.2裂紋調(diào)查
對(duì)已完工的深圳地鐵一期工程出入段線和會(huì)竹區(qū)間整體道床橫向裂紋進(jìn)行全面調(diào)查，調(diào)查部分結(jié)果按斷面形式統(tǒng)計(jì)如表1：
表1 整體道床橫向裂紋調(diào)查表（深圳地鐵）

2原因分析
混凝土結(jié)構(gòu)出現(xiàn)裂紋的主要原因包括靜力荷載及由于基礎(chǔ)不均勻沉降、溫度變化和收縮作用引起的外加變形和約束變形和施工因素等。整體道床直接與隧道底板接觸，因此靜力荷載作用不會(huì)引起裂紋的產(chǎn)生，發(fā)生橫向裂紋的原因可能是以下因素：
2.1基礎(chǔ)不均勻沉降
主體沉降縫，尤其明挖與暗挖結(jié)合部的沉降縫附近，整體道床多出現(xiàn)橫向裂紋，這與基礎(chǔ)不均勻沉降有直接關(guān)系。
2.2溫度變化
混凝土在硬化過(guò)程中產(chǎn)生大量的水化熱使混凝土內(nèi)部溫度升高，當(dāng)其與外部環(huán)境溫度相差很大，溫度應(yīng)變超過(guò)當(dāng)時(shí)混凝土的極限應(yīng)變時(shí)即形成裂紋。但表1顯示當(dāng)天施工長(zhǎng)度長(zhǎng)，裂紋出現(xiàn)的頻率反而??；出入段線由于洞內(nèi)外溫度差較大可能會(huì)引起溫度裂紋，而從左、右出入段線出現(xiàn)裂紋的頻率看溫度的變化對(duì)裂紋的出現(xiàn)幾乎沒(méi)有影響?？梢耘卸囟茸兓⒉皇怯绊懥鸭y的主要因素。
2.3收縮作用
影響混凝土收縮的因素主要有水泥等級(jí)、水泥用量、水灰比、骨料彈性模量、澆筑情況、養(yǎng)護(hù)條件及混凝土體積與表面積比值?；炷两Y(jié)構(gòu)體表比值越大，收縮越小。表2反映比值與裂紋出現(xiàn)額率的關(guān)系，這一關(guān)系基本吻合這一理論，因此可以判定出現(xiàn)橫向裂紋的主要因素為混凝土的收縮作用，但體表比不是唯一的因素。
表2 體表比與裂紋關(guān)系

2.4 施工方面
2.4.1 商品混凝土
整體道床采用C30商品混凝土，其水泥等級(jí)，水泥用量，坍落度（水灰比）、骨料彈性模量對(duì)混凝土收縮影響很大，應(yīng)對(duì)商品混凝土嚴(yán)格控制。主要指標(biāo)為：水泥用量260~280kg/m3，粉煤灰80~100kg/m3，坍落度10~12cm，（泵送12~14cm），入模溫度5℃~30℃。出入段線右線6/25、16/54二處集中出現(xiàn)裂紋，主要原因是坍落度大（18~20cm左右）造成。
2.4.2施工
澆筑情況、養(yǎng)護(hù)條件是影響混凝土收縮的重要因素。從裂紋出現(xiàn)的情況，作業(yè)隊(duì)剛開(kāi)始施工的整體道床裂紋出現(xiàn)較多，如右出入段線；隨著操作人員熟練程度加強(qiáng)裂紋逐漸減少，如左出入段線、馬蹄形地段。經(jīng)驗(yàn)表明加強(qiáng)振搗，不允許出漏振、過(guò)振、振搗不足，是保證混凝土強(qiáng)度，防止裂紋的重要措施。承包商施工員、質(zhì)檢員應(yīng)嚴(yán)格按澆筑方案施工，控制振搗方式和時(shí)間，監(jiān)理旁站予以監(jiān)督。同時(shí)養(yǎng)護(hù)要及時(shí)，當(dāng)混凝土終凝之后2小時(shí)，要在混凝土表面噴養(yǎng)護(hù)液，噴淋均勻以減少表面裂紋。
3伸縮縫間距
伸縮縫處容易振搗不足，需要人工振搗才能彌補(bǔ)，這勢(shì)必影響施工進(jìn)度，因此整體道床伸縮縫間距需增大。從裂紋調(diào)查結(jié)果來(lái)看，出入段線宜為12.5m，其他線宜為25m或30m?？紤]鋼筋標(biāo)準(zhǔn)長(zhǎng)度12m、9m，為有利于鋼筋加工伸縮縫間距建議為12.1m、24m。表3列出了設(shè)計(jì)和建議的間距對(duì)照。
表3 伸縮縫間距設(shè)計(jì)與建議對(duì)照

鑒于加大伸縮縫間距有利于提高施工進(jìn)度，減少排雜散電流銅排數(shù)量，降低造價(jià)，避免或減少伸縮縫附近振搗不實(shí)的通病，提高混凝土施工質(zhì)量?？稍谛抻喸O(shè)計(jì)規(guī)范時(shí)增加整體道床伸縮縫長(zhǎng)度設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)。