浅析地铁工程混凝土质量管理实践

浅析地铁工程混凝土质量管理实践

陈雷

中铁九局集团有限公司西安分公司陕西省西安市710000

摘要：为与国际标准接轨，水泥新标准实施后，为降低能耗，大量水泥企业采用了助磨剂技术，水泥比表面积增大，水泥细颗粒的数量增多，导致了水泥早期强度高、水化热高，混凝土裂缝问题更加突出，严重影响了混凝土结构的防水性和耐久性。本文对地铁工程混凝土质量管理实践进行了简要分析。

关键字：地铁工程；混凝土；质量管理

1地铁混凝土技术的应用

随着我国地铁建设的迅速发展，地铁的规划与质量等方面，水平都大大提高，而混凝土技术的不断提高，为改善我国的交通状况发挥了重大作用。先进混凝土技术的应用，在一定程度上提升了地铁施工的技术与质量，从而提高了地铁的强度，使得路面问题发生率逐年下降。我国在加强对车辆限重管理的同时，也在不断提升地铁建设的质量。首先，在施工过程，积极采用高强度的混泥土材料，提升整体施工质量，使地铁的强度与耐受性得到进一步的强化，从而提高行车安全保障。其次，积极搜集地铁施工的相关资料，进行深入的分析与研究，不断优化施工方案，使得混泥土材料的配比更加科学合理。

2城市地铁结构混凝土质量缺陷

城市地铁结构混凝土质量缺陷的表现较为复杂，多数为混凝土裂缝，例如:疏松裂缝、龟裂裂缝、沉降裂缝、超载裂缝及收缩裂缝等。其中，疏松裂缝指由于混凝土浇筑时下料不均匀造成混凝土材料过振、漏振、离析导致裂缝，多发于混凝土结构内部，难以发现。龟裂裂缝指由于施工时养护、浇筑、搅拌、配料等环节操作不当，特别是养护阶段造成裂缝，普遍呈散射状或龟壳状，长宽度不一致，不存在规律性。沉降裂缝指由于构件结合不良、地基沉降差异或剪应力超出设计强度导致裂缝，多数发于桩基、填土地基沉降不均的墙体及基础，其裂缝与地面呈90度垂直角，或呈35度角，裂缝宽度与荷载大小、沉降值成正比例关系，并且处理难度大，直接影响地铁结构的稳定性及安全性。超载裂缝指由于混凝土构件超负荷使用，例如:施工时间过早等，造成构件变形导致裂缝，发于受力弯矩最大处，普遍沿受力钢筋斜向或垂直方向裂开，呈不均匀条状。同时，按裂缝宽度，收缩裂缝可分为收缩微观裂缝及收缩宏观裂缝，收缩微观裂缝是内部固有不连贯裂缝，肉眼无法观察，其宽度不超过0.05毫米，荷载不超过其设计标准无任何影响;收缩宏观裂缝指施工时水泥水化热作用及温度作用造成混凝土收缩导致裂缝，普遍发于结构截面处，其宽度超过0.05毫米，沿受力钢筋平行方向裂开，呈不交叉规则条状。

3裂缝原因分析

3.1顶板产生裂缝的原因

外荷载与变形作用，如：温度、收缩、不均匀沉降等使车站顶板产生裂缝。车站工程在尚未承受覆土荷载与附加荷载（一般设计时取20kPa），这种情况下出现裂缝已趋于稳定，无继续发展趋势，结构也无变形，显然裂缝的产生与外荷载没有很大关系。通过分析裂缝的发生时间、扩展过程、与荷载的关系以及施工条件，其中水泥的水化热、生产过程中产生的温度变化、混凝土的收缩、气温变化等来看，变形作用引起裂缝产生可能性比较大。施工没有按后浇带的方法及施工时间差的疏忽也容易引起顶板裂缝，此外钢筋混凝土结构的梁、柱、墙、板在环境的温度湿度发生变化时，也会使其产生温度变形、收缩变形。

3.2侧墙产生裂缝的原因

表面裂缝和贯穿裂缝为侧墙裂缝的一般表现形式。表面裂缝主要由内约束作用而产生，具体是指在地铁车站侧墙的浇筑过程中，侧墙中混凝土的会有一个快速升温的过程。在混凝土浇筑完成后温度很快上升到最大值，从裂缝出现的情况和形态来看，在侧墙拆模后混凝土降温的过程中，在侧墙的表面很快出现从中部向上下延伸的竖向表面裂缝。地下车站结构中侧墙混凝土厚度较大，随着混凝土的硬化，水泥水化热反应率逐渐变小，结构的整体温度下降、体积收缩。新混凝土墙浇注在老混凝土板上，使侧墙与底板之间产生粘结力；由于浇注时间的先后，新老混凝土的弹性模量、收缩程度的不同，二者之间存在着较大的收缩差。以至于侧墙的收缩受到底板其产生的巨大收缩约束。由于在底板约束下，混凝土侧墙会产生相当大的拉应力，老混凝土粘结面内出现剪应力，而混凝土的抗拉强度只是抗压强度的1/10左右，当拉应力或剪应力超过新混凝土所能承受的抗拉强度，导致贯穿裂缝的产生。在某些出现了表面裂缝的地方，因为水分的蒸发深入到结构内部，干缩作用也会随之深入。如果结构内部温度上升得很大，冷却过程中收缩也会随之增大。同时弹性模量随着混凝土龄期的不断增加而增加，收缩变形已趋稳定徐变越来越小。因此，车站侧墙裂缝一般发生在侧墙的中下部，而且裂缝是竖向的。

4地铁混凝土施工技术以及质量控制对策

4.1把握配置比例

在实际工作的过程中，技术人员主动转变传统工作理念，坚持实事求是的工作原则，以城市地铁工程建设标准为出发点，加大对于混凝土结构质量重视程度，树立质量为先意识，把握混凝土配置比例，落实混凝土配置流程，指导搅拌人员进行初步养护工作，为保证地铁结构混凝土质量奠定夯实基础，并且遵循以防治为主以修复为辅的工作规律，控制水灰比例，适量减少水泥用量，保证模板安装与钢筋成型的牢固性及准确性，避免结构变形。

4.2控制施工温度

在实际工作的过程中，技术人员主动转变传统工作理念，坚持可持续性发展的工作原则，以城市地铁工程建设标准为立足点，加大对于混凝土结构质量重视程度，制定详细的控温方案，严格控制施工温度，利用定期喷水、浇水、加冰等手段降低施工初始温度，平衡混凝土结构内外温差，尽可能减少温度应力，避免施工裂缝，并且选择最佳施工时间，例如:夜间等，于混凝土成型阶段后期以人工控温为主导，敷设保温材料，以保证混凝土结构内外温差处于正常范围为前提，避免混凝土结构收缩应力过大导致裂缝，进一步降低裂缝的发生率，节约成本投入。

4.3养生

混凝土路面浇筑完成后，应该立即进行养生。一般在混凝土表面覆盖土工布或草袋，然后洒水养护。洒水应该呈喷雾状，同时为保证施工效果，养护时间不得少于14d。整个养生期间应该加强交通管制，禁止车辆和行人通过。当养生任务完成，混凝土质量合格后才能开放交通。

4.4改变受限条件

在实际工作的过程中，技术人员主动转变传统工作理念，坚持“高效施工、质量为先”的工作原则，以城市地铁工程建设标准为突破口，加大对于混凝土结构质量重视程度，积极改变地铁混凝土结构的施工受限条件，合理安排地铁工程的施工流程，选择适宜的施工技术，制定合理、科学、系统的施工方案，确保地铁施工处于正常运转状态，并且重视人才培养及人才引进，特别是积极引进复合型人才，组建专业化的地铁施工人才团队，避免混凝土应力集中问题，预留混凝土伸缩空间，进一步降低裂缝的发生率。

结束语：地铁混凝土施工过程中影响施工质量的首要因素是混凝土原材料的配合比，拌合水的量过多会提高混凝土制作的孔隙率进而降低混凝土质量。混凝土的水泥相组合、超塑化剂、砂率、胶结浆体、粉煤灰和矿粉等都会影响混凝土的抗冻性、耐久性和工作性能等，进而影响混凝土的施工质量。

参考文献：

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[5]新版《混凝土结构工程施工质量验收规范》发布[J].墙材革新与建筑节能,2015(02):69.