某地区地铁车站裂缝原因分析与控制

张军

摘 要：文章针对某地区地铁车站裂缝进行专门的课题研究，分析其类型与产生的原因，并对节段间的裂缝、温度裂缝、施工冷缝及其它裂缝等几类裂缝从预防角度提出了相应的控制措施，以期防止裂缝的发生。最终总结要保证车站的整体质量和使用寿命，必须从根源出发，科学对待每一项工作，细处入手、规范施工才是解决问题、控制问题之道。

关键词：地铁车站；裂缝；原因分析；控制

中图分类号：U231.1 文献标识码：A 文章编号：1006-8937（2015）29-0154-02

混凝土工程裂缝既是个从来未曾间断的、老的质量通病，也是个颇受各方关注的技术课题，具有很重大的技术经济意义。有关工程技术人员很少不曾遇到，有时甚至为此相当困惑。对于地铁车站来讲，虽然施工技术已经很成熟，但是仍然存在各种质量缺陷，尤其是裂缝问题，这也是从未避免的质量通病，也受到各方的关注。但由于经常发生，不论是管理方还是施工方都习以为常，并没有真正引起重视或者足够的重视，也就没有花精力从根源上去解决，只一味的治标不治本——对出现渗漏处的裂缝进行封堵，花了不少钱不说，混凝土感观质量较差。

所有的裂缝的发生及生成后如不加以控制，则会由窄变宽、由浅变深、由短变长，从而进一步引起各种变化，缩短结构的使用寿命，甚者发生重特大安全事故。因此对裂缝的控制与处置尤为重要，且要及时进行，否则将造成巨大的、可怕的、不可挽回的损失。这里笔者就中国西南地区某市在地铁建设过程中发现的车站裂缝进行了分类、分析，并提出了各类裂缝的预防控制措施，以防止裂缝的发生、保证结构使用寿命、减少经济损失，希望能给广大的建设者提供参考。

1 混凝土裂缝成因分析

车站的裂缝分布，按具体位置则有：侧墙裂缝、底板裂缝、中板裂缝、顶板裂缝；按走向有：纵向裂缝（包括斜向）、水平裂缝、竖向裂缝（立向）三种线型立体走向。为了便于论述，在此按照裂缝所处车站的分布位置进行原因分析。

1.1 侧墙裂缝

侧墙裂缝有四种表现形式：竖向、水平、斜向、不规则。

①标准车站长约180 m，一般按照20 m左右长度进行分段施工，两段之间施工缝设置止水钢板；由于施工缝接合面处理不当，新旧混凝土之间结合不牢，造成混凝土自然收缩形成裂缝，虽然侧墙有外包防水，墙内有止水钢板，但一旦前两道防线失效则出现侧墙渗漏水，这是其一；由于施工缝处理不当，混凝土收缩引起裂缝原因；在设计有配线的车站，由于车站主体结构长，每段的徐变收缩变形产生拉应力对每节段间的薄弱点——连接位置施工缝产生竖向裂缝。这种裂缝表现为笔直的竖向裂缝，混凝土的收缩徐变引起的裂缝，是其二。

②温度裂缝，表现为竖向、斜向、不规则三类。由于整个车站施工跨度时间长，多数时候跨越整个夏季，而地下车站的特点决定了其多半部分结构处于地表以下，顶板（在顶板形成前为中板）被暴露在外接收阳光照射，形成板与下部空间之间可高达约25 ℃的温差，同时车站结构无伸缩变形释放空间，同时混凝土变形受到钢筋的约束，导致温差裂缝，而且温差越大或者反复则出现裂缝数量越多、越长、越深、越宽，且分部均匀，除个别基本垂直外，多数都呈现为倾斜扇形状发展。随着车站结构层离地面越近则出现裂缝的条数越多。这里还要补充的是，一种处于车站端头扩大段与标准段之间的斜向裂缝，因为其所处的位置属于变截面处，也是属于应力集中点，因此该处受温度应力集中影响而发生斜向裂缝，不能单纯地与前述原因混淆或合并。

③除了竖向和斜向而外还有第三种就是不规则的裂缝。由于个别单位施工工艺为三角支撑大模板工艺——即一层结构的底板、中板、侧墙按位置分三次浇筑成型；为了加快三角支撑大模板周转速度，缩短工期，三角支撑大模板在混凝土达到满足标准不损坏结构棱角情况下即进行拆除，混凝土强度一般在15～20 MPa之间，而此时混凝土内水泥水化热高，拆除模板后形成内外温差，同时混凝土表面水分随著周边环境条件的变化而蒸发，导致混凝土既受到温差影响又因内部失去水分而开裂，加上混凝土的不均匀性，从而出现了不规则的裂缝，如遇大风、烈日、干燥天气，这种裂缝尤为明显，且发展速度快。

④地铁车站主要分布在城市里，因此其混凝土供应主要是通过商混站进行，而各站点地处城市道路交叉口，道路交通繁忙，交通拥堵是不可避免的，因此决定了车站混凝土在浇筑过程中存在断断续续的可能，外加上个别施工单位组织能力不足、商混站盈利的天性，导致了部分车站混凝土在浇筑过程中出现短暂的断供或施工不连续现象，从而在车站的侧墙出现施工冷缝。这种冷缝分布走向是没有固定方向的，其与混凝土浇筑方向、布料方式、分层厚度有直接关联，可能为斜向，可能为水平，一般情况下是接近水平状态。

1.2 底板、中板、顶板裂缝

由于都是板类，且裂缝表现形式和成因基本一致，所以这里将其合并论述。①横向裂缝——即车站横断面方向出现的、在节段之间的裂缝，形成原因和侧墙竖向由于施工分段位置处理方式不当造成裂缝原因一样。②车站的每节段板面积较大，在浇筑混凝土至面层时，由于收面完成后未及时养护，出现混凝土失水产生干缩裂缝。③另外需要指出的是，个别站点由于拆除支架顺序不符合要求或者支架拆除时混凝土强度不足，二者均导致在板混凝土自重及板上部物资材料、荷载作用下开裂，这种裂缝走向不确定，一般在断面最薄弱位置（强度低、断面变化等位置）出现明显。这种裂缝深度多数都贯穿板上下，危害较大，直接影响结构的使用寿命和安全性，须加以严格控制。④同样，个别站点超挖土方回填处置不当或局部地基承载力不足，造成基础沉降不均导致底板开裂，一般其走向为横向。⑤顶板在施工完毕后，由于其顶部承受荷载超过其极限值或者受到冲击荷载而导致顶板出现裂缝，比如存放物资集中且超重，比如覆土回填时压实机械选择不当或施工参数选择不当导致顶板承受不当荷载而超限等原因导致顶板出现受力裂缝。

2 混凝土裂缝控制

2.1 节段间施工缝裂缝的控制

首先，在下一节段施工前，必须将前一节段施工缝处进行充分的凿毛，凿毛不是简单的打上坑眼，必须将其表面水泥砂浆全部凿除，深度在2～3 cm，裸露出新鲜界面，且全部面均应完成凿毛，并将接合面清洗干净。其次是在浇筑下一节段混凝土时，前后两节段之间的施工缝位置（含止水钢板两侧）必须振捣充分，翻浆饱满。第三是浇筑完毕后，结合处应进行二次收面，并及时采取措施进行保湿养护，且养护要充分，其中底板养护设施拆除必须晚于其它部位。第四是必须加强节段施工缝处的防水处理，防水接缝必须与施工缝位置适当错开并加强处理，防止防水层被破坏。第五是如车站有配线段设计、主体结构较长时，应该对施工组织进行调整，采取从两端往车站中间且分节段跳孔施工，让每一节段混凝土的最初收缩徐变在浇筑下一中间节段混凝土前应处于缓慢变化状态，避免混凝土徐变收缩变形大引起裂缝产生。

2.2 温度裂缝的控制

首先，需要从控制温度出发，对于成型的结构，必须采取降温措施，控制结构内外空间之间因外界阳光直射造成的温差。例如在车站顶板覆盖一层吸水的材料，如麻袋、草袋、海绵等，然后在其上再覆盖一层模板等吸热隔热的材料；又或者在顶板上灌水、关水，吸热降温等。通过降温隔热措施降低其顶板与负一层之间的温差，从而减少或避免产生裂缝。如条件许可则应尽可能选择在温差较小的季节完成全部结构施工，或者施工完毕一段及时进行顶板覆土回填一段。其次是在采用三角支撑大模板作业时，必须要在混凝土强度满足要求，且水化热从高峰走向趋于稳定，内外温差在10 ℃以内且采取措施如覆膜、喷雾等措施后才能拆除模板，防止混凝土内外温差造成的温度裂缝及因水分蒸发产生的干缩裂缝。以上两种类型温度裂缝的控制，还需指出的是降温养护措施的实施是比较关键的，不能采取直接浇自来水或地下水方式进行养护或降温，因为自来水或地下水水温较低，二者的温度一般均在10℃以下，直接浇水造成混凝土表面，混凝土内部水化热产生的温度与水温之间产生温差，从而受到水冲刷位置的混凝土与其它地方混凝土产生不均匀性降温，造成混凝土的不均匀性收缩，反而加剧了已产生裂缝的扩展或者新产生裂缝或造成混凝土内部结构破坏，影响使用寿命。

2.3 施工冷縫的控制

前面原因提到施工冷缝主要是由于施工组织不力造成的中断或间断时间长，导致前后混凝土之间出现施工冷缝。因此其控制措施首先从对商混站的选择上，包括供应能力、运距、道路交通状况以及混凝土配合比设计能力上，综合判断、择优选择；然后是施工单位与商混站之间的沟通上，什么时候需要混凝土，商混站必须全力组织应对，错开交通堵塞高峰期及备选交通路线，同时及时通过当地交通广播媒体了解实时道路交通状况，选择性的通过并最终到达；第三是施工单位派驻联络员到商混站，商混站派驻联络员到浇筑地，充分起到信息联络与沟通、监督，确保混凝土供应的连续性；第四是施工现场做好设备应急准备，如混凝土泵遇到故障时的应急，支架模板变形监测与应急，浇筑方式短时间中断的应急处置措施等。

2.4 其它裂缝的控制

①由于收面不及时产生的干缩裂缝，主要措施还是人力资源的组织得当和养护措施，如保湿膜的及时使用即可有效控制。②支架拆除不当产生的裂缝，则需要严格控制拆除时间、强度的控制以及拆除顺序。施工单位除了加强教育、培训外，就是施工过程切实做到拆除作业许可制，不盲目作业，不违章指挥。③地基承载力不足造成的裂缝，则需要在开挖基坑过程中及时发现异常，通知地勘、设计单位进行处理；其次是严格控制开挖量，在基坑土方开挖至基底以上300 mm，即应停止机械作业，改为人工清理，避免超挖。④外部荷载造成的裂缝，则只有对现场管理人员进行教育与技术培训，做好技术交底和现场监控工作，规范过程控制。

3 结 语

通过对各类裂缝产生的原因分析，知晓其来龙去脉，从根源上控制其发生、发展，使得车站结构质量得以保证，还得需要施工单位从细处入手，精细化施工、标准化作业，科学面对每一项工作。

参考文献：

[1] 余洪川，徐佳彦，王达兴.地铁车站结构混凝土渗水裂缝的分析与控 制[J].建筑施工，2005，（10）.