地下车站侧墙混凝土裂缝控制及处理应用

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摘要：混凝土工程裂缝是质量通病，受到建设和使用各方高度的重视，经过多年反复研究，在混凝土裂缝控制及处理及时上取得了巨大的进步，但是混凝土裂缝仍然是不可避免的存在。为缓解地面交通压力，各大城市掀起了轨道交通的建设高潮，车站大部分处于地下，地下水位高，水头压力大，裂缝的存在带来了巨大的安全和使用隐患，给车站混凝土结构的抗渗能力和如何减少裂缝以及出现裂缝后的处理提出了提出了更高的要求，同时也具有重要的现实意义和经济技术价值。

在东莞市轨道交通建设过程中，不少车站侧墙出现了相同形式的裂缝，本文仅结合某车站侧墙混凝土出现裂缝为例，浅谈地下车站侧墙裂缝出现的原因和处理的措施。

关键词：混凝土工程；轨道交通建设；措施

中图分类号：TU755文献标识码：A

一、工程概况

东莞市轨道交通某车站为明挖两层车站，标准段为双层单柱两跨框架结构，车站主体结构总长340.518m，标准段宽19.1米，曲线段宽19.5m~24.5m，深16.5~19.4m， 侧墙混凝土厚度700mm。

车站范围内地层主要为淤泥质粘土、砂质粘土和砂层，地下水位埋深1.0～4.8m，地层含水量丰富，车站周边为鱼塘，地下水补给及时充足。车站内漏水情况主要为侧墙施工缝、侧墙裂缝。

二、裂缝特征及主要原因分析

（一）裂缝特征

1.大部分裂缝层竖向（斜向）排列，大部分裂缝长度接近墙面高度，中部裂缝最宽，两端逐渐变细而逐渐消失。

2.数量多，每条裂缝间隔约2~4m，缝宽在0.1~0.2mm之间的较多，个别超过0.2mm。

3.多条裂缝出现大量渗漏水，可见裂缝存在贯通整个墙厚情况；裂缝无渗出白色物质，未能自行愈合。

（二）主要原因分析

1.从现场裂缝的主要特征分析，大多数均属于收缩裂缝，混凝土水化凝结过程中产生大量热量是造成混凝土内外温差应力引起开裂的主要原因。

2.混凝土结构浇筑时正处于6~8月，广东天气炎热，气温达到35℃以上，混凝土出厂温度偏高，混凝土入模温度过高也是造成开裂的原因之一。

3.混凝土结构侧墙和中板一起浇筑，分层较厚，浇筑时间长；现场施工拆模时间不当，混凝土养护不到位，混凝土早期脱水也将加剧混凝土开裂。

三、对混凝土结构侧墙裂缝处理措施

根据裂缝产生的机理和渗漏水情况原因的分析，选择采用IE-01高压堵漏灌注机将高渗透改性环氧树脂注入结构，通过高压机械灌注浆液可深入结构体极细微之裂缝，同时浆液与水快速反应硬化后，将裂缝永久性堵住。充分达到修补和补强的效果，使结构物恢复其整体性，达到止漏效果和满足使用功能的需要。

（一）材料选择

注浆材料为低黏度、双液型、常温硬化型的EP-02高渗透改性环氧树脂，由环氧树脂、改性液及二乙烯三胺组成。在催化剂的作用下，相分离成“海岛状”结构，具有橡胶相改性环氧树脂效果，是一种低粘度、高强度、有塑改性的环氧树脂灌浆补漏（补强）特种材料。主要用于混凝土结构物裂缝修补和堵漏止水，硬化后放热低，收缩性小，缝隙填充密实度高，与混凝土粘结性能良好。

堵漏材料性能参数

（二）主要机具选择

注浆机具采用IE-01高压灌注机，利用高压灌注机所产生的巨大压力，把浆液送至壁体裂缝的中间部位，使浆液以裂缝中间部位为中心向四周扩散。药剂与水快速反应硬化后，将裂缝永久性封堵，达到堵漏的效果。

正常工作压力不大于20MPa，注浆过程中二次启动压力不大于40MPa，最大压力不超过混凝土的承受能力。止水针头采用长度为10cm耐高压针头，固定于钻孔处，便于注入堵漏材料。

注浆机具 止水针

（三）施工工艺及流程

1.仔细查找裂缝：将侧墙面清理干净，沿着侧墙自下而上仔细寻找裂缝，用色笔沿裂缝作好记号并绘制裂缝简图，标出其位置、长度、宽度等参数；

2.钻孔：按混凝土结构厚度，距离裂缝约80～100mm，沿裂缝方向两侧交叉钻孔。孔距应按现场实际情况而定，以两孔注浆后浆液在裂缝处能交汇为原则，一般刚开始时孔距宜为300mm；孔径的大小，应按配套的止水针头大小而定，钻孔角度与裂缝断面应成45度～60度交叉。

3.埋设止水针头：止水针头为配套部件，是浆液注入裂缝内的连接件，埋设时应用工具紧固，并保证针头的橡胶部份及孔壁在未使用前干燥，否则在紧固时容易引起打滑。

4.渗漏封堵：灌注浆液应从第一枚针头开始（结构立面由下往上灌注），当浆液从裂缝处冒出，应立即停止，移入第二枚继续灌注，依次左右交叉向上进行。在灌注过程中如果浆液已灌满相邻针头位置，可以跳开不注；如注浆后发现裂缝两端仍有裂缝延伸，或有裂缝与其交叉，应在该位置补孔，重新注浆。为达到良好的封堵效果，应进行二次注浆。第二次灌注应与第一次间隔一段时间，但必须在浆液凝固前完成。如二次灌注后，仍有渗漏水现象，应在该位置重新钻孔注浆。一般重复注三次可达到堵漏效果。

5.注浆封堵完成后，用砂轮将外露在结构外面的针头切除，并将裂缝处渗出的杂物清理干净，达到缝满外平的效果。

高压灌浆施工流程图

注浆处理前 注浆处理后

四、地下车站混凝土裂缝控制建议

（一）设计方面

1.利用先进的概念设计理念，从总体上控制混凝土结构裂缝。

2.依据《混凝土结构设计规范》设计，并合理设置变形缝。

3.设置小直径、小间距水平防开裂钢筋。

（二）施工方面

1.合理设置浇筑长度，施工缝位置作好防水处理措施。

2.合理安排混凝土浇筑时间，尽量避开中午炎热高温时段，尽量选择气温较低的傍晚开始进行浇筑。

3.合理设置浇筑分层厚度，既有利于散热又满足施工能力，且层间浇筑时间间隔不能大于混凝土初凝时间，相邻两层间加强振捣，保证密实。

4.加强钢筋保护层的控制，确保钢筋保护层满足设计要求，水份、大气不与钢筋接触，防止生锈膨胀产生裂缝，甚至保护层剥落。

5.对于外露面积较大的混凝土可以选择木模板，浇水湿润，有利于保湿和散热，并根据当地的气温确定合理拆模时间，保证混凝土内外温差不超过25℃。

6.加强结构混凝土养护工作，侧墙采用雾化喷淋系统或者全面积覆盖养护，须在混凝土浇筑后12h内进行养护，夏季炎热天气根据混凝土终凝时间提前进行养护，以期达到最佳养护效果。

（三）原材料及配合比方面

1.正确选择水泥品种。一般采用低水化热、铝酸三钙含量低、细度不过细的水泥。尽可能降低水泥用量，降低水化热和混凝土收缩性能。

2.严格控制粗细骨料的质量。宜选择空隙率较小、级配良好的粗骨料。当处于潮湿环境中应采用非碱活性骨料抑制碱—骨料反应。骨料强度、含泥量、泥块含量以及氯离子含量满足要求。

3.掺入适量的聚羧酸高效减水剂，以减少混凝土拌合用水量，改善混凝土和易性，达到减少混凝土收缩的目的。

4.在混凝土中掺入符合掺量规定的掺合料，替代部分水泥用量，能够降低混凝土收缩开裂趋势，改善混凝土抗裂性能。

5.加强混凝土配合比的管理。根据混凝土原材料、使用环境、工程部位及要求进行配合比试验，确定常用配合比，并对配合比进行验证，验证合格后方可使用。

五、结束语

目前，商品混凝土大部分情况是用水量偏高，坍落度大、砂率过大，粗骨料用量偏少，再加上施工、养护等因素加大了混凝土的收缩，使混凝土容易出现裂缝。在了解了裂缝产生的机理后，再对症下药，首先加强对原材料、优化配合比的管控，再对施工过程加强管理，思想上高度重视，落实相应措施，减少裂缝的产生。若产生裂缝，也不必惊慌，要系统分析产生的原因，确定裂缝的危害程度，采取相应的治理措施。

参考文献：

[1]混凝土与砌体结构裂缝控制技术 罗国强罗刚罗诚编著.

[2]混凝土质量控制手册韩素芳王安岭主编.

[3]混凝土结构裂缝预防与修复徐至钧等编著.

[4]混凝土工程裂缝预防与控制富文权韩素芳编著.