岩石山体人防口部工程混凝土结构裂缝成因及应对分析

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摘 要：现阶段，在岩石山体人防口部工程施工中，混凝土较容易出现裂缝，且解决有一定难度，常对人防工程的总体防护性能造成影响。因此，在对口部工程混凝土结构进行施工时，需要明确裂缝出现原因，以便于采取针对性的应对措施，对混凝土裂缝的发生进行有效预防。本文基于对岩石山体人防口部工程混凝土结构出现裂缝的原因进行分析，提出相应的应对措施。

关键词：人防口部工程；混凝土结构；裂缝；应对

中图分类号：TU755 文献标识码：A 文章编号：1671-2064（2017）09-0140-02

1 前言

在岩石山体人防口部工程施工过程中，混凝土裂缝是较容易出现的质量问题。十几年来，我公司承建了三项岩石山体内的大型人防工程，其中包含十三个口部工程，早期施工过程中口部工程经常出现混凝土裂缝，经不断与设计单位沟通调整设计方案，并改进施工工艺，该质量问题已基本杜绝。现就岩石山体人防口部工程混凝土施工的相关施工技术进行总结，旨在为同类工程提供参考借鉴。

2 裂p成因分析

2.1 设计及施工条件限制

口部工程作为人防工事的出入口及主要的防护单元，内部设置了各种满足三防要求的洗消室、设备间及车辆、人员通道等设施。口部工程除了满足人防工事功能要求外，还需能抵抗核打击时强大的外力，因此，口部工程的混凝土浇筑量大，结构复杂、门洞及设备预留洞口较多，口部整体布局时常被设计成Y型或L型。大体积混凝土结构过于复杂及结构断面突变容易造成应力集中，致使混凝土产生裂缝。

为保证口部工程的防护能力，其位置均设置于山体边缘完整的围岩内，围岩经过爆破掘进，形成口部工程的施工空间。由于口部墙体及拱板与围岩之间的间隙均要求填筑密实，在用混凝土一次进行浇筑的情况下，围岩不利于混凝土水化热的散发，如爆破质量不高，其不规则的岩石表面对口部混凝土约束力也相当大。

2.2 未合理应用施工工艺

为了保证工程的密闭性，口部工程只允许在拱板顶部留设80cm高的预留通道，进行墙及拱板混凝土浇筑作业。由于工作面过于狭小，操作人员只能半蹲着进行施工作业，施工过程中容易对混凝土进行不规范的振捣，导致混凝土振捣不足或者振捣过度现象出现，使得混凝土局部出现不匀质的状况，甚至出现离析泌水的情况，造成混凝土局部结构比较薄弱，在受到应力时，容易出现裂缝。

施工过程中施工人员为了减少移动混凝土泵送布料管的工作量，能在一个布料点浇筑尽量大面积的墙体或拱板。混凝土进入到施工现场后，相关施工人员盲目将水注入到混凝土中，人为提高混凝土塌落度，使混凝土达到流淌状态，加之对混凝土的过度振捣，致使混凝土容易沿着钢筋出现深浅不一的V字形的裂口[1]。

2.3 未施予有效的保温及养护措施

口部工程由于紧贴岩体，内侧混凝土散热困难。由于混凝土表面和内部的散热条件不同，温度外低内高，形成了温度梯度，使混凝土内部产生压应力，表面产生拉应力，表面的拉应力超过混凝土抗拉强度而引起混凝土表面产生裂缝。

口部外侧墙体及拱板混凝土厚度多在40cm以上，拱顶密闭段混凝土厚度多在120cm以上，混凝土截面较厚且厚薄不均匀。由于结构截面大，水泥用量多，水泥水化会释放大量的水化热积蓄在混凝土内部。当混凝土强度发展到一定程度，混凝土逐渐降温，这个降温差引起的变形加上混凝土失水引起的体积收缩变形，受到口部周边岩体和其他结构边界条件的约束引起的拉应力，超过混凝土抗拉强度时而产生的贯通整个截面的温度裂缝。[2]

口部混凝土在养护结束后的一段时间或是混凝土浇筑完毕后的一周左右较容易出现干缩裂缝。干缩裂缝的产生主要是由于混凝土内外水分蒸发程度不同而导致变形不同的结果：混凝土受外部条件的影响，如养护不周、时干时湿等，造成混凝土表面水分损失过快，变形较大，内部湿度变化较小变形较小，较大的表面干缩变形受到混凝土内部约束，产生较大拉应力而产生裂缝。相对湿度越低，水泥浆体干缩越大，干缩裂缝越易产生。干缩裂缝多为表面性的平行线状或网状浅细裂缝，宽度多在0.05～0.2mm之间，干缩裂缝通常会影响混凝土的抗渗性，引起钢筋的锈蚀影响混凝土的耐久性，在水压力的作用下会产生水力劈裂影响混凝土的承载力等等。

3 裂缝防治的措施

3.1 合理对结构进行设计

结构设计时，除采样室、三防洗消、过滤间及人员、车辆通道等口部工程必备的功能用房外，其他的功能用房尽量不设置于口部工程内，以减小口部工程的体量及简化口部工程的结构，且设计时宜设计成I字直通型，以尽量避免因结构断面突变带来的应力集中。

对于需进行爆破掘进的口部工程，其爆破应采用光面爆破，爆破外侧周边孔间距应减少至50cm以内，以尽量保证口部掘进岩面的平整度，截面突变处应处理成渐变化形式，减少口部周边岩石面对口部混凝土的约束力。对于利用已有毛洞进行施工的口部工程，除防护门至密闭门之间密闭段混凝土需一次浇筑成型外，其余部分拱顶施工通道及侧墙超挖部分的混凝土，可在口部混凝土浇筑完毕后，进行二次浇筑。对于侧墙内部无法进行二次混凝土浇筑的超挖部位，可采用片石砌筑填塞或混凝土填塞的方法，预先填塞处理。

设计时，口部外墙应该尽量选择直径较小的钢筋，缩小钢筋间距，使结构筋达到温度筋的效果，提升口部混凝土结构抗裂能力。在截面突变和转折处，底、顶板与墙转折处，孔洞转角及周边，增加斜向构造配筋，以改善应力集中处的混凝土强度，防止裂缝的出现。

3.2 严格控制混凝土配合比

选用低水化热值的水泥，并对单位水泥用量进行控制。使用一级粉煤灰来替代百分之三十的水泥，降低混凝土的水化热峰值，对细粉料进行补充，提高包浆率及和易性，减小泵送难度，增加混凝土的耐久性、密实度，减小开裂的风险。使用粒径较大、级配良好的粗骨料，并控制好砂石含泥量。此外，泵送剂选用萘系高效减水剂，使混凝土的单位用水量有效降低，提高低含水量下混凝土拌合物的和易性、坍落度及混凝土的流动性，防止水分缺失引起的开裂。混凝土中掺入UEA型膨胀剂，以补偿混凝土的收缩量。[2]在混凝土中加入缓凝剂，减缓浇筑速度，以便于混凝土散热。

3.3 规范施工工艺

模板系统应保证支撑的牢固性，适当增加截面变化处模板支撑及对拉螺栓的数量，混凝土浇筑过程中，加强对模板进行检查、加固，确保施工过程中模板不变形。模板之间拼接处应使用封缝胶填塞，避免混凝土出现漏浆现象。

混凝土浇筑时，需严格控制混凝土的塌落度，除严禁随意在泵送混凝土中加水外，还应增加施工过程中对混凝土塌落度的抽查次数，并根据现场混凝土塌落度的实际情况，及时跟搅拌站沟通，对混凝土配合比进行微调。浇筑侧墙时，需对拌和物的自由落差进行严格控制，加设简易溜槽，以避免混凝土在浇筑过程中发生离析。混凝土侧墙及拱顶需对称、分层、分段进行浇筑，使混凝土在浇筑过程中均匀上升，避免混凝土拌合物堆积过大高差。合理控制各层、各段之间的浇筑时间，避免出现施工缝。浇捣时，振捣捧要快插慢拔，根据不同的混凝土坍落度正确掌握振捣时间，避免过振或漏振，采用二次振捣、二次抹面技术，以排除混凝土内部的水分和气泡。由于拱顶工作面狭小，有部分侧墙混凝土不易进行振捣，需在侧墙模板上开设振捣孔，混凝土振捣完毕后，应及时进行封堵。

3.4 加强混凝土养护工作

口部工程完成混凝土的浇筑施工后，应该立即实施保湿措施，将塑料薄膜覆盖于混凝土拱板Y构上并覆盖草袋，并在混凝土浇筑后12内，进行浇水养护。侧墙模板则需在混凝土浇筑24h后，将模板上固定支撑拆松后，沿口部内侧拱角及外侧拱顶布设直径20mm铝塑管，铝塑管上每50mm钻两个对称布置的直径3mm喷水孔，水管接供水管道。随后对口部表面进行2周左右的湿润养护。口部内、外侧通道则用模板全部封闭，模板外部覆盖草袋，使口部混凝土处于一封闭空间进行养护，减少口部内部空气流动，减少水分蒸发及减少养护期内混凝土温度变化，以减少混凝土养护期间温度裂缝及干缩裂缝的产生。

4 结语

我公司通过对岩石山体人防口部工程混凝土结构施工经验进行总结，不断对施工工艺进行改进，基本杜绝口部工程混凝土结构裂缝的发生，在提高工程质量的同时，也为我公司承接此类工程奠定了良好的基础。

参考文献

[1]袁二键，宋春晖.地下人防工程结构设计浅析[J].河南科技，2014，（10）：36-37.

[2]李雪.混凝土裂缝的形成和控制[J]. 建筑工程质量安全网，2013，03-05.