郏江南
中铁七局集团郑州工程有限公司
摘 要:随着轨道交通的日益发展,车站结构混凝土开裂成为一个普遍存在的质量通病,主要是因为,结构混凝土在硬化过程中产生的温度应力、收缩徐变引起的变形,以及变形受到约束体的约束而导致的开裂,开裂的原因很多,分析的理论也很多,但目前为止,还没有一种材料、技术、工艺能彻底解决这个问题。基于此,本文对地铁车站结构侧墙裂缝控制的施工技术进行深入研究,以期对以后我国城市地铁车站结构侧墙裂缝控制起到一定的帮助和指导。
关键词:地铁车站;结构侧墙;裂缝控制;施工技术
前言
现在许多城市为了促进城市交通发展以及提升人民生活水平,大量修建地铁,然而在地铁工程建设中,地铁车站结构侧墙混凝土裂缝一直是困扰业界建设者的一道难题,由于过程中的多种原因,往往使车站结构侧墙混凝土出现斜竖向弯曲不规则裂缝。因此,要重视地铁车站结构侧墙裂缝控制的施工技术的合理运用。
1地铁车站引发裂缝的主要原因分析
1.1混凝土材料本身质量原因
在进行混凝土的配比过程当中,需要在水泥当中加入一定量的水来对水泥进行水化,在这个过程中会产生较大的热量,这一热量的散发会导致混凝土当中的温度产生一定的升高,且在混凝土配比过程当中用到的水泥量越大,则混凝土内部的温度就会越高,并且由于在进行侧墙结构施工当中,由于侧墙结构的厚度会影响水泥水化过程热量的散发,所以结构侧墙的厚度越厚也会导致混凝土的内部热量积聚的越多。而当内部的热量积聚到一定的程度时,会使得混凝土的表面和内部温度差别较大,这种情况会产生温度变形和温度应力,且随着混凝土表面和内部的温度差异的增高,这种温度应力和温度变形情况也会变得更加严重,如果内部的温度应力超过了混凝土所能承受的内外约束力时,就会在混凝土结构上产生裂缝。其次,在结构侧墙施工过程当中,部分混凝土的质量会达不到标准,而使用不达标的混凝土则会直接导致结构侧墙出现质量问题,还会发生裂缝等现象。
1.2施工技术控制的原因
首先,混凝土施工人员技能原因。由于城市化进程的加快,城市地铁车站结构混凝土施工聘用农民工振捣,振捣人员技能不高、振捣技术参差不齐,导致混凝土振捣不到位,密实度达不到理论要求,导致混凝土抗裂能力不足,当侧墙在承受侧向压力较大后就会易于裂缝。其次,混凝土振捣施工时所使用的混凝土振捣设备规格、型号、性能参数等与混凝土施工的要求不匹配,参数不达标,不能满足混凝土振捣质量的要求,导致振捣质量下降,出现裂缝。再次,混凝土工的振捣方式方法不对。侧墙混凝土浇筑应按照一定的顺序、下料厚度、振捣方法等对侧墙结构的关键部位、特殊部位等进行振捣,当混凝土工没有严格按照技术要求进行混凝土振捣时,会导致墙体密实度不够,导致侧墙结构裂缝出现。
2地铁车站结构侧墙裂缝控制的施工技术分析
2.1优化配合比
在进行地铁车站结构侧墙的施工当中,配比混凝土时应当注意以下几点要求。(1)首先应当充分利用上混凝土的中后期强度,并且通过采用低水化热水泥的方式来减少水化热的热量和水泥的使用量,这种情况也能有效减少混凝土当中裂缝的产生。(2)对混凝土配比当中的各级用量和含沙量进行严格把控,在选择原材料时应当尽可能选用粒型良好,质地坚硬和洁净的原材料。(3)为了进一步提升混凝土的性能,需要添加一定量的外掺剂,比如减水和凝缓等一系列的外加剂。(4)在进行混凝土设计时,根据实际的情况尽可能选用小塌落度的设计,以保证混凝土在使用时的稳定性。
2.2养护方案优化
带模养护3天,第一天带模,第二天松模,第三天拆模,目的是混凝土浇筑后的3天内是温度上升期以及快速下降期,混凝土内部和表面温度较高,带模起到保温以及防止水分散失的作用,若此时拆模,会造成混凝土表面环境骤变,收缩徐变增加;第二天松模的目的是,混凝土内部温度在24-30小时期间达到温峰值,混凝土热胀冷缩特性明显,松模是为了减小模板限制混凝土自由收缩的应力;拆模后,立即用蓄水箱中的水润湿混凝土表面,把2丝的塑料养生膜粘贴到混凝土表面上,侧墙要从上到下,相邻养生膜搭接长度不小于10cm;然后覆盖350g土工布,温度较低时覆盖棉被,相邻土工布或棉被的搭接长度同样不少于10cm,土工布或棉被的搭接缝应该和塑料养生膜的搭接缝错开,错开长度不小于50cm;侧墙覆盖土工布或棉被时,在侧墙顶端下10cm采用PVC材质的压条压住土工布和塑料养生膜,土工布和塑料养生膜宜外翻包住压条,以便喷淋水渗透进去,压条用铆钉枪打到侧墙上,保温保湿养护需4-6天(包括带模);覆盖养护就位在侧墙顶端外角处或板类构件上方安装温湿度感应自动喷淋设备,混凝土表面温度较高时,蓄水箱中的水须加热;喷头采用三角喷头,侧墙相邻喷头间距宜为20cm,确保喷头一角喷到预留混凝土表面上以便渗入侧墙,另外两角喷到覆盖材料上;板类构件上方喷淋管呈平行布置或纵横平行交叉布置,喷头间距视喷淋范围决定,相邻喷头喷淋水汽须搭接,保湿养护需14天以。
2.3减小主体结构施工分段长度
在我国地铁建设施工中,施工单位普遍根据设计图纸及施工规范要求,将车站整体划分成若干施工段,分段施工,以期投入最经济、合理的材料、人员,流水快速施工,根据传统每轴9m设计图纸及梁体承受剪力特点,一般每段分段长度为18m~22m左右,较有利于施工组织,比较经济、合理。但根据某市轨道交通3号线工程结构裂缝控制关键技术研究及应用课题研究及现场实际施工跟踪调查统计,对比车站结构裂缝及渗漏水控制成功与失败车站案例施工裂缝数量及长度统计,分段过长会导致地铁车站结构侧墙裂缝明显增多,在分段长度不大于16m时,侧墙结构裂缝可相比普遍分段长度明显减少70%以上,可大大提升结构施工质量,减少裂缝数量,可直接减少车站结构侧墙裂缝二次处理及堵漏成本。
2.4侧墙钢筋施工质量控制
由于混凝土是脆性材料,抗压性能优异,薄体侧墙的侧向抗剪性能较差,所以侧墙钢筋在结构中主要起骨架及抵抗侧向剪切力的作用,所以竖向主筋与横向水平筋、面层钢筋之间的连接、主筋的连接等质量直接关系到侧墙结构的施工质量,但是往往施工中由于两层面筋之间拉筋的位置、数量、绑扎牢固程度及竖向主筋与水平钢筋之间的绑扎质量等的施工偏差,会直接导致钢筋骨架整体结构性不强,导致主筋之间的连接不够紧密,致使侧墙混凝土结构的整体受力能力下降,当侧墙结构承受竖向荷载较大时,就会导致侧墙结构裂缝,所以在侧墙钢筋施工过程当中,应加强侧墙钢筋及箍筋安装、焊接等质量控制,严格按照设计要求进行钢筋施工质量控制。
3结束语
总而言之,地铁车站侧墙裂缝出现几率较高,原因很多,施工原因只是裂缝形成的其中一部分。本文通过课题研究,通过上述施工技术方法的综合应用,有效减少了地铁车站侧墙施工引起的混凝土裂缝问题,直接节约了主体结构裂缝二次处理的施工成本,取得了良好的经济效益,以期为其他城市地铁工程建设提供技术帮助。
参考文献
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