广州轨道交通建设监理有限公司 510010
摘要：混凝土主体结构埋深地下，由于结构周围土压力、施工过程等原因，主体结构出现开裂、渗水漏水问题。地下室裂缝一直以来都是困扰业主特别是施工单位的难题。由于绝大部分地下室结构都处于地下水的浸泡之中，因此当地下室结构的底板、外侧墙产生裂缝时，会产生多种不利影响：一是地下水对混凝土结构中的钢筋产生锈蚀，影响结构的正常使用年限；二是当裂缝不断扩展开形成通缝时，地下水将由于其自身的水压力渗透进入地下室内，严重影响地下室的使用功能。本文作者结合几年来的工程管理经验，同时参考了部分有关方面的资料，针对地下混凝土结构裂缝的产生、发展及裂缝堵漏进行了分析，并提出了减少结构裂缝的几点体会。因此，本文进行对裂缝产生原因进行分析、裂缝对工程实体影响的探讨、裂缝处理措施的研究等意义重大。
关键词：裂缝 问题处理 混凝土
1工程概况
某地铁车站主体基坑采用明挖顺做法施工。车站设计为地下两层岛式站台车站，车站两端均为盾构车站，根据工筹安排，车站大小里程端均设盾构始发井。车站主体长度228.7米，标准段宽20.1米，底板埋深16.56～17.00米，西段盾构井宽24.3米，底板埋深17.82米，东端盾构井宽24.3米，底板埋深18.61米。覆土深度2.6～3.3米，结构形式为单柱双跨、双柱三跨的框架结构。
2裂缝情况说明
2.1塞尺检测裂缝
根据混凝土浇筑时间、混凝土塌落度情况、裂缝数量、裂缝宽度，采用塞尺（如图2.1）对主体结构侧墙混凝土裂缝初步统计，形成统计表2.1：
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图2.1 塞尺检测裂缝
表2.1主体结构侧墙混凝土裂缝统计情况
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统计结果：裂缝数量约60条，且均为竖向裂缝；裂缝宽度：0.01-0.75mm。
2.2仪器检测裂缝
为确定墙体裂缝具体情况，邀请检测中心（如图2.2）对裂缝进行仪器检测，检测情况汇总表2.2：
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图2.2仪器检测裂缝
表2.2仪器检测裂缝汇总表
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检测结果：裂缝宽度0.01-0.44mm，深度0.01～14.3cm，均无贯穿性裂缝。
3裂缝产生的原因分析
地下室结构产生裂缝的原因很多，它不仅与工程的设计有关，也与工程所处的地质条件、气候有关。当然，最直接的因素还是施工过程中对已浇筑的混凝土质量的控制。简而言之，裂缝产生的主要原因有以下几点：
3.1地质条件与周围环境条件
依据地勘报告，车站场区地形相对较平坦、开阔，地面高程7.104～8.389m。车站基坑范围内开挖地层由上而下分别为：①-1杂填土；①-2b2-3 素填土，层厚1～3m；②-1c-d2-3 粉土夹粉砂，层厚3～8m；②-2b4淤泥质粉质粘土，层厚4～5m；②-2c-d2-3粉土夹粉砂；③-1b1-2粉质粘土；③-2b2-3粉质粘土；③-2c-d2-3粉土夹粉砂；③-3b1-2粉质粘土；③-4e砂砾土；K2c-2强风化泥质粉砂岩；K2c-3强-中风化泥质粉砂岩。车站底板主要位于②-2b4淤泥质粉质粘土、②-2c-d2-3粉土夹粉砂、③-1b1-2粉质粘土、③-2b2-3粉质粘土层上。
本工点场地地下水主要为孔隙潜水，底部分布有弱承压水，其中孔隙潜水主要赋存于①-1杂填土、①-2素填土及②层新近沉积土中。①-1杂填土结构松散，①-2素填土松软，由软-可塑状粉质粘土组成，夹碎块，厚度不均，富水性一般，透水性一般。②层新近沉积的②-1c-d2-3和②-2c-d2-3粉质夹粉砂层，富水性一般，透水性一般，水量一般，其它均为粘性土（局部夹粉土），厚度较大，富水性差、透气性差。勘察期间，实测稳定水位埋深约1.2~3.8米，主要受大气降水及地表水影响，以大气蒸发排泄为主。
弱承压水主要分布在③-2c-d2-3粉土夹粉砂、③-4e砂砾土中，弱承压水含水层厚度较小，且分布不均、富水一般、水量一般，水位变化主要受地下水侧向径流补给影响。其余土层属于微透水~不透水层，为相对隔水层。
3.2设计原因
根据对混凝土出厂合格证和配合比计算书进行对比，确定实际浇筑混凝土配合比与上报混凝土计算书吻合。混凝土配合比：（干料计）：水泥0.72、粉煤灰0.11、矿粉0.17、砂1.78、石2.67、FSA-202为0.016、水胶比0.43、砂率（%）40。设计允许塌落度：180±20mm。
①墙长度、底板厚度设计尺寸过大，混凝土在凝固的过程中散热不均匀产生裂缝。外墙长度越长，累计的变形幅值就越大，结构产生裂缝的可能性就越高；产生的裂缝宽度也越大，数量也越多。根据本区段情况，设计一处后浇带来分割长墙和底板，每段长度不大于25米。底板厚度越大，混凝土结构内部产生的热量就越难以及时散发出来；当热量积聚到一定程度，导致结构内外温差过大时，混凝土结构由于内外变形不一致而容易产生裂缝。因此，主要的防裂手段就是积极做好混凝土的后期养护工作。
②结构配筋不协调，造成钢筋与混凝土之间的变形差异过大，导致裂缝产生。工程实践证明，地下室结构的外墙配筋间距越小直径越小裂缝越少，反之裂缝越多越大。利用钢筋探测仪，对混凝土构件的配筋情况进行抽检，基本符合设计文件规定。
③当一个建筑群比较大，地下室面积很大，存在着不同基础形势、不同上部结构荷载的情况。此时，若后浇带的划分不合理，就会导致结构变形不协调而出现拉裂。
④主体结构混凝土回弹强度检测及推定。混凝土强度检测采用回弹法，根据混凝土强度回弹与碳化抽样的检测结果，推定该结构构件的混凝土强度等级与设计强度基本一致。
3.3气候条件
本地下车站工程所处气候环境为亚热带季风气候，冬季温和少雨，夏季高温多雨，降水受东南季风强弱、台风影响。在施工过程中气候处于夏季高温天气，混凝土拆模时间一般为2-3天，造成混凝土内部温度过高，拆模后温差过大造成的收缩裂缝。造成已浇筑混凝土表面风干，失水过快造成混凝土收缩裂缝。拆模后由于项目部对混凝土养护认识不足和管理不到位，未能对已拆模的侧墙按规范要求养护，造成混凝土收缩裂缝。
3.4施工质量控制
施工过程中的质量控制是关键。其影响的因素主要有：
①混凝土的砂石级配。砂石的级配应合理，这样有利于混凝土内部骨料与填充料的相互结合，混凝土的密实度提高，裂缝就越少。
②水泥品种的选取。一般来讲，宜选取低水化热的水泥品种，尤其是对于大体积混凝土。
③混凝土的搅拌、运输、振捣。混凝土搅拌越均匀、运输时间越短、振捣越密实，裂缝产生的可能性就越小；事实上产生的裂缝也越少。
④ 混凝土成型后的养护工作。混凝土养护的主要目的就是要保证混凝土内外所处的温度环境相对均衡，不因温差过大而产生裂缝。对于地下室底板，一般采用蓄水养护效果会比较好。地下室混凝土浇筑完成后，水泥硬化过程中产生大量的水化热，大量的水化热聚集在混凝土内部而不易散发，导致内部温度急剧上升，而混凝土表面与外界环境接触，散热较快，使混凝土内外温差大于25℃；由于热胀冷缩的关系，较大的温差造成内部与外部热胀冷缩的程度不同，内部混凝土的膨胀受到外部混凝土的约束，从而使混凝土表面产生拉应力。当拉应力超过混凝土的抗拉强度极限时，混凝土表面就会产生裂缝。
⑤施工缝的留设位置不正确。鉴于部分工程的某些实际情况需要留置施工缝时，应将施工缝留设在应力较小的位置，避免产生次生应力而使结构出现裂。
上述每一个环节都直接影响到混凝土结构的质量。由于目前的工程施工主要采用商品混凝土。因此，砂石级配、水泥品种的选取、混凝土的搅拌及运输主要取决于商品混凝土的生产厂家的质量管理体系，对于施工单位来讲，一般都会选用那些规模大、标准高、管理严、重信誉的企业。而混凝土的振捣和养护工作，则是直接控制在我们每一个操作工人手中。因此，加强班前教育和指导工作，加强操作工人的质量意识，则是我们施工单位控制混凝土质量的关键。
4裂缝处理
4.1召开专题会
车站主体结构混凝土侧墙实际统计裂缝均为竖向裂缝且数量约60条，裂缝宽度为0.01～0.75mm，现场检测均无贯穿性裂缝。根据现场主体结构存在裂缝实际情况，施工单位和监理单位邀请3位专家召开主体结构裂缝产生原因分析及处理方案专题会议，经质询与讨论，专家组认为项目部对裂缝产生的原因分析结论可信，裂缝性质为混凝土收缩和温度综合影响的非结构性裂缝，结构安全性不受影响。针对施工环境影响和拆模后养护管理欠周所导致的裂缝处理，应从混凝土耐久性方面加以针对性考虑。参会单位就处理措施进行讨论，最终达成一致意见，如下：
①对既有裂缝宽度≤0.2mm的部位，采用混凝土表面涂刷水泥基结晶材料处理。
②对既有裂缝宽度＞0.2mm和≤0.3mm的部位，应采取环氧树脂注浆和混凝土表面涂刷水泥基结晶材料处理。
③对既有裂缝宽度＞0.3mm的部位，应采取环氧树脂注浆、跨缝粘贴碳纤维布和混凝土表面涂刷水泥基结晶材料的综合处理方式。
④应按混凝土结构抗渗和耐久性的要求，补充对既有裂缝处理后的检查验收具体措施。
⑤建议对既有裂缝处理和验收后，按结构段落进行混凝土表面涂装。
4.2裂缝处理
根据上述分析，且通过项目部对明挖车站已完成结构侧墙的自查和检测中心的检测结果，侧墙上裂缝均为竖向裂缝，裂缝宽度在0.06-0.6之间，且均不是贯穿裂缝，项目部拟采用水泥基结晶防水材料在混凝土接缝（裂缝）处的可生长性对现有侧墙裂缝进行处理，即：在裂缝处涂刷2-3遍水泥基结晶材料+养护定时养护的处理措施。具体施工流程如下：
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为保证此施工工序的可行性，可采用一段作为试验段进行施工验证，待验证可行后，在对明挖车站敞开段侧墙进行大面积修补工作。
4.3后续施工的保证措施
对于此次明挖车站侧墙施工裂缝，项目部加强学习及管理，确保在今后的结构施工过程中加强混凝土实体施工质量控制，避免类似此次的结构施工质量问题。
①加强混凝土质量控制
②加强控制混凝土浇筑时间和拆模时间
③加强混凝土养护质量
4.4验收
施工后，防水层不能有空鼓、裂纹、脱落、粉化等现象。对于潮湿环境，若没有施工质量问题而防水层表面仍有较大面积明水，这通常是潮气结露，待施工现场干燥后会自然消失。
通过施工过程中的不间断检查和施工完成后的定期检查，总的说来，堵缝质量非常之好，基本没有出现反复渗漏情况。加固处理后，该工程地下结构未发现新裂缝，旧裂缝也未扩大，也未发现渗漏现象，加固处理效果较好。
5后语
工程质量问题重在预防。一旦出现质量缺陷，其后续的修补和返修工作的难度都是比较大的，尤其是一些钢筋密集的关键部位。同时，质量搞上不去，严重影响公司和项目部的声誉。因此，我们在施工过程当中，应当不断完善质量管理体系，加强质量管理措施，大力贯彻全面质量管理思路，通过“高标准、严要求”的规范化管理，来提高工程质量，尽可能避免质量缺陷的产生。
另外，当质量问题已经不可避免的出现时，一定要以正确、认真的思想来对待，而不是避重就轻、随便掩盖就算完事了。出现问题并不可怕，可怕的是出现问题不认真处理，导致工程质量出现更多更大的问题。凡是从事工程建设的管理人员，首先要从思想上认识到这一问题，再从行动上落实这一问题。我们相信，随着各种技术的不断革新和发展，质量问题出现的可能性会越来越低，工程质量 相应的也会越来越好。
该工程结构开裂质量事故给勘察、设计、施工和监理人员敲响了警钟；施工过程一定要重视抗浮措施，弄清设计要求，做好事前交底、强化过程控制，科学组织施工，避免类似事故发生。本文对该工程事故的原因分析和加固处理，为类似工程的质量控制、事故预防、出现类似问题时进行原因分析和加固处理都有很好的借鉴作用。
参考文献：
施工图纸
《建筑工程施工质量验收统一标准》（GB50300-2013）
《混凝土结构工程施工质量验收规范》GB50204-2015
《建筑工程施工质量评价标准》（GB/T50375-2016）
《地下铁道工程施工质量验收标准》GB/T50299-2018