铁路工程混凝土裂缝的监理控制要点

张翔健（北京铁建工程监理有限公司， 北京 100055）

0 引 言

混凝土裂缝分为微观裂缝和宏观裂缝，笔者主要针对宏观裂缝进行分析。

混凝土裂缝是铁路工程施工过程中的常见问题。轻微裂缝会影响结构外观质量；当裂缝较宽较深时，会导致水分及有害物质渗入，诱发钢筋锈蚀或加速混凝土的自然老化，从而损害工程结构的承载能力、使用功能和耐久性，影响结构的抗渗性能。因此，对混凝土裂缝的预防是铁路混凝土工程质量控制的一项重点工作。

1 工程概况

某铁路改建工程一段路基 U 型挡土墙结构，长度1170m，采用围护桩和钢支撑作为支护结构。U 型结构底板厚 0.6m～2.4m，边墙高 2.25m～11.03m，均采用C35、P10 防水钢筋混凝土浇筑。U 型结构防水标准为二级，不允许漏水，外包 ECB 胎基复合自粘防水板。边墙模板采用定型大钢模板，采用钢支架支撑。

2 混凝土裂缝调查分析

通过对 42 段边墙（每段长 20m）进行调查，累计出现 126 条宏观裂缝。对长度、宽度、深度进行检测发现，裂缝长度为 1.4m～4.5m、宽度为 0.06mm～0.22mm（个别局部宽度最宽达 0.31mm）、深度为 13mm～39mm。具体统计见表 1。

表1 裂缝参数统计表

按照 TB 10424—2010《铁路混凝土工程施工质量验收标准》第 6.4.16 条规定，普通混凝土结构表面的非受力裂缝宽度不得大于 0.2mm。依据调查统计分析，局部裂缝宽度大于 0.2mm 的裂缝有6条，深度介于 34mm～39mm之间，长度介于 3 cm～37 cm 之间。

3 施工过程中混凝土裂缝产生的原因及预防措施

本工程混凝土施工期产生裂缝，大致有以下几种原因。

3.1 养护工作不到位

混凝土养护是确保混凝土施工质量的关键工序。持续有效的养护工作对预防裂缝产生起着关键性的作用。养护开始时间越早、持续时间越长（7 d～14 d），对预防裂缝越有利。

3.1.1 冬期施工养护保温不到位

北京地区冬期环境温度较低。冬期施工期间，混凝土浇筑后，由于水化热导致内部温度升高；而外部环境温度较低，水化热散失较快，表面温度升高较小，混凝土内外温差产生温度变形和温度应力。当温度应力超过混凝土的内外约束应力（包括混凝土抗拉强度）时，就会产生裂缝。

本工程冬期施工时，由于结构形式限制，边墙混凝土施工保温主要采取模板喷涂聚氨酯泡沫胶、搭设保温棚、棚内用燃油热风炮辅助加热措施。在实际施工过程中发现，保温棚密封性较差，燃油热风炮在棚内加热需要定期巡视检查和监护，降低了保温效果；施工单位为降低成本，节省燃油，热风炮加热时间短，数量少，直接导致棚内温度较低，达不到保温要求，从而产生温度变形和温度应力，产生裂缝。

预防措施：一是结合工程实际编制冬期施工专项方案，针对养护制定专项措施并确保措施费用到位，保证各项措施能够有效落实；二是加强保温措施检查，确保保温效果满足养护要求。

3.1.2 洒水养护不及时

洒水养护主要是使混凝土浇筑完成后，为混凝土水化热反应提供足够的水分，使水化反应顺利进行，防止混凝土在强度发展阶段表面脱水而产生干缩裂缝。特别是在春末、夏季施工，环境温度高，混凝土水分蒸发速度快，初凝后的几个小时是裂缝产生关键期，浇筑完成 24 h～72 h是水化热反应高峰期。

施工单位对混凝土养护的重要性认识不足，直接导致养护不及时的问题。同时，在混凝土浇筑前，养护需要的水源、水管、人员以及施工技术交底等各项准备工作没有做好也是重要原因。

预防措施：模板报验时落实各项养护措施，作为验收合格进行混凝土浇筑的必要条件。在混凝土浇筑完成，初凝后及时洒水养护。边墙拆模前带模养护。

3.1.3 洒水方式不当

本工程一开始采用覆盖土工布洒水进行养护，但因边墙结构型式特点，土工布无法覆盖紧贴，洒水后保湿效果不明显。后采取间隔时间洒水，洒水工人又敷衍了事，造成洒水间隔时间过长，造成保湿效果达不到养护要求。

预防措施：根据工程实际采取切实可行的养护方式。洒水效果要达到混凝土保持湿润的状态，本工程可采用布管持续滴水并墙面喷水补充的方式。

3.2 混凝土原材质量问题

3.2.1 骨料含泥量过高

骨料中含泥量过高，会导致水泥与碎石间内摩擦力减小，内应力增加，随着混凝土的干燥，会产生不规则的裂缝。在对商品混凝土拌合站原材抽样检测中多次发现粗细骨料含泥量超标的问题。

预防措施：认真地对骨料含泥量进行试验检测，控制粗骨料含泥量 ≤1.0%、细骨料含泥量 ≤2.5%，不合格材料严禁使用。

3.2.2 碎石针片状颗粒总含量超标

针片状颗粒总含量过高，骨料表面积过大，直接导致水泥用量和用水量增加，导致混凝土内部收缩量增加，产生裂缝。

预防措施：加强对碎石筛分的试验检测，控制针片状颗粒总含量 ≤8%，并选用表面粗糙、孔隙率较小、级配良好的碎石。

3.3 混凝土配合比不当

配合比是影响混凝土抗拉强度的直接因素，是混凝土产生裂缝不可忽略的原因之一。

3.3.1 坍落度过大

本工程采用商品混凝土，混凝土泵车泵送，为了使泵车泵送便利，就要加大混凝土的流动性，也就是要有较大的混凝土坍落度。坍落度大混凝土的水灰比也就相应增大，表面经过振捣后便会形成收缩性较大的水泥浮浆。初凝时，表面游离水分较多，蒸发速度过快，体积急剧收缩，面层浮浆收缩值比内部大，而混凝土早期强度较低，不能抵抗收缩变形应力，导致裂缝产生。

另外，混凝土运输过程中会有坍落度损失，为了便于泵送，浇筑过程中施工方多次出现向罐车内加水的违规作业行为，直接导致坍落度加大，也使配合比发生了变化。

预防措施：向拌合站做好技术交底，严格控制塌落度。认真做好现场坍落度试验，不合格的严禁使用。加强混凝土泵送盯控，一经发现向罐车内加水，对本车混凝土作废弃处理，并对施工人员进行处罚。

3.3.2 设计早强混凝土不当

为了降低成本，减少模板使用量，就要缩短模板周转周期，提早拆模时间，于是施工单位在配合比设计时提高了混凝土早期强度。早期强度越高，混凝土裂缝越容易产生。TB 10424—2010《铁路混凝土工程施工质量验收标准》中第 6.1.2 条中规定不宜使用早强水泥。

设计早强混凝土就要采用高等级水泥并增加水泥用量。水泥等级越高，细度越细，比表面积就越大，与水发生反应的表面积越大，反应速度就越快，而且较完全，强度上升就越快，放热就越多，收缩越大。水化硬化后水泥内部会有较多空隙，裂缝越容易产生。

预防措施：合理设计混凝土早期强度，采用低热水泥，使用减水剂，优先采用普通硅酸盐水泥、粉煤灰硅酸盐水泥，在满足混凝土强度要求的情况下，宜尽量降低水泥用量。

3.4 振捣工作不到位

混凝土振捣不均匀、漏振就会造成内部气泡不能彻底排出，钢筋表面的气泡过多会降低钢筋与混凝土的粘结力，在混凝土表面就会较容易产生裂缝；过振会使混凝土产生离析，水泥浆和粗骨料分离，影响混凝土的密实性和均匀性，也会产生裂缝。

预防措施：编制混凝土浇筑专项施工方案，做好振捣技术交底，振捣施工做到垂直插入、快插、慢拔、“三不靠”等。

4 监理工作措施

4.1 提高混凝土裂缝预防重要性的认识

首先要提高监理人员的质量意识，使监理人员知悉混凝土裂缝的危害，以及在裂缝预防中监理的重要责任。编制裂缝预防专项监理实施细则，用以指导监理工作。

另外以监理工作联系单或监理例会工作手段向施工单位提出裂缝预防的要求，使施工单位对混凝土裂缝预防工作的重要性有足够认识。

4.2 严格审查混凝土施工方案并监督落实

施工方案是指导施工的技术文件，对质量控制起着关键性的作用。施工单位应编制混凝土专项施工方案，并且在冬期、夏季施工编制季节性施工方案。

在方案审查过程中，重点对方案中的质量保证措施进行审查。首先，混凝土的浇筑应有现场各项试验控制要求，对坍落度的具体值有明确，对不合格混凝土有处理措施；其次，混凝土振捣方式、振捣工艺应满足《铁路混凝土工程施工技术指南》第 6.9 条规定；其三，明确混凝土养护方法，以及相应的资源配置，必要时编制养护专项方案；其四，采用商品混凝土的，要有拌合站质量控制措施。

4.3 充分发挥技术交底的作用

施工单位应依据施工方案编制技术交底，结合工程实际向作业人员进行交底培训，使作业人员对施工技术特点、技术质量要求、工作方法与措施等方面有一个较详细的了解。

技术交底要与生产实践相结合，在施工过程中检查交底的执行情况以验证其效果，发现未按照交底施工的及时进行纠正并对作业人员进行现场培训，以达到指导施工的目的。

监理也应对施工技术交底进行审查，对交底中裂缝预防的各项施工工艺要求是否明确、各项工艺参数是否符合规范要求进行审核。

另外，监理部也应依据监理细则针对关键工序进行监理工作技术交底，使监理人员明确裂缝预防的质量控制重点和控制要求。

4.4 严格审查混凝土配合比

重点审查以下内容：一是配合比设计程序是否符合要求；二是是否使用早强水泥；三是审查坍落度值；四是当使用的原材料、施工工艺发生变化时，应重新进行配合比选定试验。

在施工过程中拌合站要严格按照选定的配合比进行拌制，不得随意进行调整，在施工过程中有多次发现，为方便泵送，拌合站私自调整配合比，增加混凝土坍落度。一经发现，对混凝土拌合站进行停工整顿。

4.5 加强对混凝土原材料的控制

建立拌合站检查制度，定期对拌合站原材料进行检查，建立完善原材料进场登记、检验制度，特别是对水泥碱含量、骨料含泥量、碱活性进行检验，未经检验合格的材料不准用于工程。

4.6 做好混凝土浇筑旁站监理工作

在旁站监理过程中重点做好以下工作：一是检查混凝土养护的各项措施是否落实到位，技术、试验、质检人员是否到位；二是严格把控开盘，检查混凝土预拌厂商提供的混凝土配合比通知单，对开盘鉴定各项试验进行见证，试验合格才能下达开盘指令；三是在旁站过程中按照规定频次进行现场试验，严禁使用不合格混凝土；四是监督混凝土浇筑各项工序满足施工要求，特别是要盯控直接向罐车内加水的违规行为，一经发现，严禁使用本车混凝土；五是检查振捣施工是否严格按照方案实施。

4.7 充分利用监理工程师通知单

在混凝土浇筑施工过程中一旦发现因未按方案施工形成裂缝产生因素时，及时发出监理工程师通知单，针对问题提出整改要求，以免后续施工出现同样问题。同时，也能通过此方式提高施工单位对施工过程中裂缝预防的重视程度。

4.8 做好养护巡视检查

在日常巡视检查过程中，将混凝土的养护作为重点检查项目。对养护开始、持续时间、混凝土测温记录、保湿、保温效果等进行检查，并记录到监理日志中。通过巡检发现养护不到位的问题应及时进行处理，确保养护效果。

5 裂缝修补方法

裂缝修补常见的方法有表面封闭法、压力灌浆法、开槽填补法、涂膜封闭法。U 型挡土墙结构有抗渗要求，采取压力灌浆法进行修补，利用压力设备将胶结材料压入混凝土的裂缝中，胶结材料硬化后与混凝土形成一个整体，从而达到封堵加固的目的。

6 结 语

大量工程实践表明，混凝土的裂缝是不可避免的，但应采取一定措施进行预防，减少裂缝产生的数量以及降低裂缝的危害。从监理工作角度来讲，应以事前预防控制为主，事中控制为辅，根据工程实际分析可能导致裂缝产生的因素，提前制定预防措施，对各因素加以控制，施工过程中重点保证各项措施的有效落实。另外，充分发挥施工单位主体责任，编制具有指导性的施工方案，并严格按照施工方案组织施工，落实各项质量保证措施；监理人员在监理过程中严格按照监理规划、监理细则进行监理，充分落实监理责任，严格把控关键工序、关键环节，那么裂缝的预防和控制是完全可以做到的，而且能够取得良好的效果。