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【摘 要】地铁兴建于地下，经常用混凝土作为地铁工程和项目的被覆、支撑、密闭和结构的主要构成物，由于操作、技术、管理和施工环境的影响，地铁的混凝土结构经常出现裂缝，不但影响地铁施工的工程质量，而且会对地铁的安全性和使用寿命带来影响。本文根据当前地铁工程建设的实际，在参阅国外相关资料的基础上，说明了地铁混凝土裂缝产生的原因，阐述了地铁混凝土裂缝的危害，并在此基础上，提供了防范地铁混凝土裂缝的施工控制技术。
【关键词】地铁工程；混凝土裂缝；产生原因；危害影响；控制技术
中图分类号：U231文献标识码： A
前言
随着我国经济的发展、社会的进步，城市人口正在增加，在人们工作和生活的日常活动中，对交通的需求正在增加，交通运量、交通安全成为大众关系的话题。城市轨道交通成为当前解决人们需要的重要交通形式，具可靠数据十二五期间，我国在建和规划兴建的轨道交通可以达到150条以上，成为交通事业发展的重点。轨道交通中地铁是重要的组成部分，地铁具有节约土地和空间资源、减少城市和地面的噪音、优化交通形式、节约能源和时间等优势，是今后一段时间我国大型城市和中心城市交通发展的主要方向。地铁兴建于地下，经常用混凝土作为被覆、支撑、密闭和结构的主要构成物，由于操作、技术、管理和施工环境的影响，地铁的混凝土结构经常出现裂缝，不但影响地铁施工的工程质量，而且会对地铁的安全性和使用寿命带来影响，需要对此有高度的重视。消除和减少地铁工程施工中裂缝的产生应该基于当前地铁工程建设的实际情况，在参阅和借鉴国外先进经验和相关资料的基础上，科学地铁混凝土裂缝产生的原因，探寻切合我国实际的防范地铁混凝土裂缝的施工控制技术，为从事地铁轨道工程的建设单位和技术部门提供经验和技术的总结，达到提升地铁工程总体质量的目的。
1地铁工程混凝土裂缝的产生原因
随着科学技术的发展和新材料、新工艺、新技术的推广应用,促进了施工技术的进步,高强度大体积混凝土在工程中应用日益广泛,但常常出现裂缝现象是大体积混凝土结构施工中的一个重大研究课题。据调查统计发现，大体积混凝土出现裂缝相当普遍，其中地下底板混凝土出现裂缝占调查总数的20%左右，外墙混凝土出现裂缝占调查总数的80%左右，因此，大体积混凝土裂缝是长期困扰土建工程的一大难题。一旦有裂缝产生，将会给工程带来不同程度的危害，甚至会严重影响结构的耐久性，造成经济上的巨大损失。
1.1不均匀沉降产生的地铁混凝土裂缝
地铁混凝土结构由于自身重量过大，在浇筑后受重力的影响向下产生沉降，因为混凝土各部分重量不同、支护结构不同、桩基不同会产生不同的沉降幅度和沉降速率，在混凝土结构连接处或混凝土结构结构薄弱处产生裂缝。
1.2混凝土干缩产生的裂缝
在浇筑或养生的阶段，由于养护工作中队混凝土表面的覆盖工作进行不好，导致混凝土表面水分快速蒸发，引起混凝土表面和内部收缩应力的差异过大，进而产生混凝土表面干缩裂缝。不到位，没有及时地进行表面履盖，表面水份散失过快，导致混凝土内部与外部不均匀收缩。
1.3地基变形引起的防水混凝土裂缝。由于地铁的施工地基竖向不均匀的沉降或者水平的位移，地基会发生形变，这造成了混凝土结构受力发生变化，以造成其内部发生形变，从而引发混凝土裂缝。引起地基基础变形的原因也是多种多样的，大致上可以划分为外界环境引起的地基形变和人为因素引发的地基形变。前者包括以下几种：施工路线中有些地段有较大的地质变化，如土质的压缩性变化过快，缺乏过渡，结构的荷载差异较大对混凝土强度的要求突然大大提高等等；人为引发地质基础变形的情况有：对地质的勘查工作不到位，对地质情况的分析不细致，或者参考的地质数据不够准确等，再者是在对混凝土材料的把关不够严格，由于混凝土材料本身普遍的不均匀、不密实等诱发地质形变，或者是由于对工艺流程的陌生，对施工过程缺乏监督和指导，造成施工过程中出现不科学部合理的施工行为以诱发地质形变。
1.4混凝土原料质量引起的裂缝
地铁混凝土工程施工中，原材料质量低劣，特别是水泥标号不符合设计标准；沙石工含泥量超过3%；外加剂添加失误；配合比适当等原因都会引起裂缝。
1.5地铁工程混凝土施工因素引起的裂缝
首先，施工人员的素质不高、质量意识不强、缺乏防范混凝土裂缝的技能，这是混凝土裂缝产生的人员因素。其次，施工方法不当，养护时间过短高，这是裂缝产生的施工因素。最后，环境控制不好，出现蒸发过速、温度过高，产生混凝土裂缝。
荷载引起的防水混凝土裂缝。混凝土的承载能力是一定的，如果对混凝土加以不合理的承载量，势必会使混凝土不堪重负。由荷载引起的防水混凝土裂缝主要存在以下几种情况：防水混凝土的质量存在问题，其本身的承载能力偏小，不能达到要求的强度；在混凝土尚未成型或者还未达到工程要求的强度时受到过分的压力；防水混凝土施工尚未完成，防水混凝土还未能具有目标的承载强度时，受到意外的撞击、挤压等，施工材料和器械不恰当的堆放也会引起混凝土的形变以诱发防水混凝土裂缝。
2地铁混凝土裂缝危害的影响
地铁混凝土裂缝会降低地铁车站及区间的抗渗能力，不但会引起地铁钢铁结构的腐蚀，还会引起混凝土的碳化，影响地铁的使用功能。地铁混凝土裂缝是结构不稳定的重要标志，出现裂缝将代表地铁工程的安全性出现了问题，地铁运行可能会存在严重的安全隐患。地铁混凝土裂缝降低混凝土结构的耐久性，既影响了现实对地铁工程的使用，又降低了地铁的使用年限。
3地铁工程施工中混凝土裂缝的控制技术
3.1混凝土拌合中适量添加外加剂
在地铁工程混凝土拌和中，适量添加缓凝型减水剂，既降低水化热，又减缓水化速度，可推迟初凝时间1h以上，以利混凝土结构散热。
3.2采用低温度时段浇筑的措施
建议地铁主体混凝土结构全部采用商品混凝土，应严格控制混凝土的入模温度，采用低温时段施工的办法，分段浇筑的措施，降低混凝土浇筑时的温度，预防温度和干缩裂缝。
3.3优化地铁工程混凝土施工的工艺
在施工混凝土浇筑前，需注意对材料进行化验；浇筑时投料也不宜过快；拆模时间应严格按规范规定执行。
3.4加强地铁工程混凝土的养护工作
混凝土浇注后，应该加强对混凝土结构的保温和养护工作。混凝土养护有三个要素分别为介质的温度、湿度及养护延续时间。另外，混凝土在达到一定强度后，应尽快回填土，土是混凝土最好的养护材料之一，目前这是混凝土保温保湿养护的最有效方法，可以有效防范混凝土的干缩裂缝。
4 结语
综上所述，地铁工程是我国城市轨道交通的主体，也是我国城市建设的百年工程，应该利用科技和管理元素，把地铁建设成为让人民放心、让社会满意的工程。作为地铁工程的科技人员应该在本文研究的基础上，对地铁工程中混凝土裂缝的产生原因进行科学详尽的调查和研究，牢固掌握控制和消除地铁工程混凝土各种裂缝的技术和措施，为实现地铁建设的科学化、规范化，提升地铁建设的整体质量，做出应有的努力。诚然，防范地铁工程混凝土裂缝是一项长期、复杂且艰巨的工作，本文研究还存在各种不足和遗憾，还需要同行在实际的地铁工程施工中不断丰富、更新和修正，对谬误之处还需要大家批评、指正。
参考文献：
[1]張成满，马昕，贺颖.北京地铁5号线工程现浇钢筋混凝土结构早期裂缝控制[J].铁道标准设计.2007（03）.
[2]齐锋，都成.地铁工程混凝土开裂原因及综合防治[J].工程建设与设计.2006（04）.
[3]吴玉峰.广州地铁五号线谭村站混凝土结构裂缝分析与控制[J].黑龙江科技信息.2008（12）.
[4]任翠微，杜保玉.地铁工程混凝土结构裂缝的分析与控制[J].黑龙江科技信息.2009（28）.
[5]陈思宏.南京地铁工程商品混凝土质量控制[J].科技促进发展（应用版）.2011（02）.
【关键词】地铁工程；混凝土裂缝；产生原因；危害影响；控制技术
中图分类号：U231文献标识码： A
前言
随着我国经济的发展、社会的进步，城市人口正在增加，在人们工作和生活的日常活动中，对交通的需求正在增加，交通运量、交通安全成为大众关系的话题。城市轨道交通成为当前解决人们需要的重要交通形式，具可靠数据十二五期间，我国在建和规划兴建的轨道交通可以达到150条以上，成为交通事业发展的重点。轨道交通中地铁是重要的组成部分，地铁具有节约土地和空间资源、减少城市和地面的噪音、优化交通形式、节约能源和时间等优势，是今后一段时间我国大型城市和中心城市交通发展的主要方向。地铁兴建于地下，经常用混凝土作为被覆、支撑、密闭和结构的主要构成物，由于操作、技术、管理和施工环境的影响，地铁的混凝土结构经常出现裂缝，不但影响地铁施工的工程质量，而且会对地铁的安全性和使用寿命带来影响，需要对此有高度的重视。消除和减少地铁工程施工中裂缝的产生应该基于当前地铁工程建设的实际情况，在参阅和借鉴国外先进经验和相关资料的基础上，科学地铁混凝土裂缝产生的原因，探寻切合我国实际的防范地铁混凝土裂缝的施工控制技术，为从事地铁轨道工程的建设单位和技术部门提供经验和技术的总结，达到提升地铁工程总体质量的目的。
1地铁工程混凝土裂缝的产生原因
随着科学技术的发展和新材料、新工艺、新技术的推广应用,促进了施工技术的进步,高强度大体积混凝土在工程中应用日益广泛,但常常出现裂缝现象是大体积混凝土结构施工中的一个重大研究课题。据调查统计发现，大体积混凝土出现裂缝相当普遍，其中地下底板混凝土出现裂缝占调查总数的20%左右，外墙混凝土出现裂缝占调查总数的80%左右，因此，大体积混凝土裂缝是长期困扰土建工程的一大难题。一旦有裂缝产生，将会给工程带来不同程度的危害，甚至会严重影响结构的耐久性，造成经济上的巨大损失。
1.1不均匀沉降产生的地铁混凝土裂缝
地铁混凝土结构由于自身重量过大，在浇筑后受重力的影响向下产生沉降，因为混凝土各部分重量不同、支护结构不同、桩基不同会产生不同的沉降幅度和沉降速率，在混凝土结构连接处或混凝土结构结构薄弱处产生裂缝。
1.2混凝土干缩产生的裂缝
在浇筑或养生的阶段，由于养护工作中队混凝土表面的覆盖工作进行不好，导致混凝土表面水分快速蒸发，引起混凝土表面和内部收缩应力的差异过大，进而产生混凝土表面干缩裂缝。不到位，没有及时地进行表面履盖，表面水份散失过快，导致混凝土内部与外部不均匀收缩。
1.3地基变形引起的防水混凝土裂缝。由于地铁的施工地基竖向不均匀的沉降或者水平的位移，地基会发生形变，这造成了混凝土结构受力发生变化，以造成其内部发生形变，从而引发混凝土裂缝。引起地基基础变形的原因也是多种多样的，大致上可以划分为外界环境引起的地基形变和人为因素引发的地基形变。前者包括以下几种：施工路线中有些地段有较大的地质变化，如土质的压缩性变化过快，缺乏过渡，结构的荷载差异较大对混凝土强度的要求突然大大提高等等；人为引发地质基础变形的情况有：对地质的勘查工作不到位，对地质情况的分析不细致，或者参考的地质数据不够准确等，再者是在对混凝土材料的把关不够严格，由于混凝土材料本身普遍的不均匀、不密实等诱发地质形变，或者是由于对工艺流程的陌生，对施工过程缺乏监督和指导，造成施工过程中出现不科学部合理的施工行为以诱发地质形变。
1.4混凝土原料质量引起的裂缝
地铁混凝土工程施工中，原材料质量低劣，特别是水泥标号不符合设计标准；沙石工含泥量超过3%；外加剂添加失误；配合比适当等原因都会引起裂缝。
1.5地铁工程混凝土施工因素引起的裂缝
首先，施工人员的素质不高、质量意识不强、缺乏防范混凝土裂缝的技能，这是混凝土裂缝产生的人员因素。其次，施工方法不当，养护时间过短高，这是裂缝产生的施工因素。最后，环境控制不好，出现蒸发过速、温度过高，产生混凝土裂缝。
荷载引起的防水混凝土裂缝。混凝土的承载能力是一定的，如果对混凝土加以不合理的承载量，势必会使混凝土不堪重负。由荷载引起的防水混凝土裂缝主要存在以下几种情况：防水混凝土的质量存在问题，其本身的承载能力偏小，不能达到要求的强度；在混凝土尚未成型或者还未达到工程要求的强度时受到过分的压力；防水混凝土施工尚未完成，防水混凝土还未能具有目标的承载强度时，受到意外的撞击、挤压等，施工材料和器械不恰当的堆放也会引起混凝土的形变以诱发防水混凝土裂缝。
2地铁混凝土裂缝危害的影响
地铁混凝土裂缝会降低地铁车站及区间的抗渗能力，不但会引起地铁钢铁结构的腐蚀，还会引起混凝土的碳化，影响地铁的使用功能。地铁混凝土裂缝是结构不稳定的重要标志，出现裂缝将代表地铁工程的安全性出现了问题，地铁运行可能会存在严重的安全隐患。地铁混凝土裂缝降低混凝土结构的耐久性，既影响了现实对地铁工程的使用，又降低了地铁的使用年限。
3地铁工程施工中混凝土裂缝的控制技术
3.1混凝土拌合中适量添加外加剂
在地铁工程混凝土拌和中，适量添加缓凝型减水剂，既降低水化热，又减缓水化速度，可推迟初凝时间1h以上，以利混凝土结构散热。
3.2采用低温度时段浇筑的措施
建议地铁主体混凝土结构全部采用商品混凝土，应严格控制混凝土的入模温度，采用低温时段施工的办法，分段浇筑的措施，降低混凝土浇筑时的温度，预防温度和干缩裂缝。
3.3优化地铁工程混凝土施工的工艺
在施工混凝土浇筑前，需注意对材料进行化验；浇筑时投料也不宜过快；拆模时间应严格按规范规定执行。
3.4加强地铁工程混凝土的养护工作
混凝土浇注后，应该加强对混凝土结构的保温和养护工作。混凝土养护有三个要素分别为介质的温度、湿度及养护延续时间。另外，混凝土在达到一定强度后，应尽快回填土，土是混凝土最好的养护材料之一，目前这是混凝土保温保湿养护的最有效方法，可以有效防范混凝土的干缩裂缝。
4 结语
综上所述，地铁工程是我国城市轨道交通的主体，也是我国城市建设的百年工程，应该利用科技和管理元素，把地铁建设成为让人民放心、让社会满意的工程。作为地铁工程的科技人员应该在本文研究的基础上，对地铁工程中混凝土裂缝的产生原因进行科学详尽的调查和研究，牢固掌握控制和消除地铁工程混凝土各种裂缝的技术和措施，为实现地铁建设的科学化、规范化，提升地铁建设的整体质量，做出应有的努力。诚然，防范地铁工程混凝土裂缝是一项长期、复杂且艰巨的工作，本文研究还存在各种不足和遗憾，还需要同行在实际的地铁工程施工中不断丰富、更新和修正，对谬误之处还需要大家批评、指正。
参考文献：
[1]張成满，马昕，贺颖.北京地铁5号线工程现浇钢筋混凝土结构早期裂缝控制[J].铁道标准设计.2007（03）.
[2]齐锋，都成.地铁工程混凝土开裂原因及综合防治[J].工程建设与设计.2006（04）.
[3]吴玉峰.广州地铁五号线谭村站混凝土结构裂缝分析与控制[J].黑龙江科技信息.2008（12）.
[4]任翠微，杜保玉.地铁工程混凝土结构裂缝的分析与控制[J].黑龙江科技信息.2009（28）.
[5]陈思宏.南京地铁工程商品混凝土质量控制[J].科技促进发展（应用版）.2011（02）.