浅谈地铁车站结构裂缝成因及防治
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浅谈地铁车站结构裂缝成因及防治
一、地铁车站结构中裂缝产生的原因
1.温度变化及荷载引起的裂缝
地铁车站结构中的裂缝的根本是混凝土的裂缝。众所周知，所有的混凝土在施工过程中都会出现不同程度、不同级别的裂缝，近代通过对混凝土强度的研究及在工程中的实践经验，总结出混凝土出现裂缝原因主要可归结为两类：结构性裂缝和非结构性裂缝。结构性裂缝，又称为荷载裂缝，指的是由外在的荷载引起的裂缝。主要原因是结构的承载能力不足或者就是设计的结构不合理。非结构性裂缝主要是由外界温度的变化、混凝土收缩、地基不均匀沉降等引起导致结构变形而引发的裂缝。变形时会在结构内部产生一种应力，这个应力足够大时就会引起混凝土的裂缝。
这两类裂缝也是地铁车站中结构裂缝的两种形式。但是这两类裂缝有明显的区别，危害大小也不相同。这两类裂缝融合在一起，使得许多裂缝无法用其中的一种原因解释。在正常设计、正常施工和正常使用条件下，荷载的直接作用往往不是形成过大裂缝的主要原因。根据工程人员的调查，这两类裂缝中，变形引起的裂缝占出现裂缝的80%，占裂缝的主导地位。
通过工程实践及试验数据分析，荷载直接作用所产生裂缝宽度的主要原因是：受拉区纵向钢筋的应力，应力越大，裂缝宽度也越大；纵向受拉钢筋的直径越大，裂缝会越大；纵向受拉钢筋的保护层厚度，保护层厚度越大裂缝宽度也越大；受拉区钢筋的表面形状等因素。
2、混凝土材料质量不符合施工标准引起的防水混凝土裂缝
混凝土材料的质量对于地铁施工质量起着决定性作用，所以对混凝土材料的选择是极其重要的。影响混凝土材料的因素主要由以下几点：沙石的级配，如果级配不好，就需要在其使用过程中加入更多的水泥和水，这容易造成施工过程中对钢筋的腐蚀，从而引起日后的防水混凝土裂缝；水泥的比例，如果使用成品的混凝土材料，就要注意其中水泥的分量，如果水泥分量过大，易产生龟裂，这显然会造成混凝土的裂缝。
3、地基变形引起的混凝土裂缝 车站地铁结构的设计主要考虑的就是因为变形作用引起的裂缝。这主要是因为混凝土的抗拉强度低，使得结构的变形超出了预期设计的极限拉伸，才出现裂缝。车站中混凝土分段结构就会大大增加混凝土的收缩量，还有车站为了让模板更好的周转，施工单位会过早地将模板拆除，这在一定程度上会导致混凝土的早期失水，增加混凝土的干燥，从而加快混凝土的收缩，导致出现裂缝现象的发生。
二、地铁车站结构裂缝的防治方法
通过分析，我们了解了地铁车站结构裂缝出现的原因，下面我们就根据原因来找对付结构裂缝的方法和措施。
1.对地铁车站结构进行科学合理设计
地铁车站结构出现裂缝原因之一是由于设计的不合理，致使结构出现的应力超出允许值导致地铁结构变形出现裂缝。为了防止这种现象的发生，我们设计单位一定要加强设计人员的专业素养，加强对工程设计人员专业知识的培训，避免结构设计人员设计出不符合国家规范标准的施工图，给国家、给工程带来损失。在地铁车站结构设计中，在钢筋截面面积不变的情况下，要尽量采用较小直径的钢筋或采用变形钢筋，或增大钢筋截面面积和增大构件截面尺寸等措施。对地铁车站结构的设计，还要因地制宜，要对不同城市的环境进行研究，根据不同的地质水文情况设计确定混凝土结构的耐久性。当然，还要加强对设计图纸的审核力度，严格按照审核流程来办理审核，避有问题的设计图纸流出。
2.施工材料的正确选取
在地铁车站结构施工中，材料的选取决定着工程的质量，因此，我们必须选用优质的原材料，提升整个工程的质量。
1）选用优质的混凝土，混凝土中的单位用水量要降低。国内的资料显示，混凝土中的水泥在水化的过程中，仅仅需要其自身重量25%左右的水，再多的水将会被残留在水泥中的空隙里，对水泥的干缩性产生影响。因此，减少混凝土中的单位用水量会大大增加水泥的干缩比。在施工过程中，我们可以在混凝土中掺少量的减水剂，一般常用的减水剂为P621麦斯特，掺入少量的减水剂，不仅能减少单位用水量，还能减少水泥的用量，增强混凝土的强度，增加混凝土的抗渗性，既能节约原料，又能保证质量，可谓是一举两得。还有就是我们在施工过程中要选用质量好的水泥，选用那些需水量少的水泥，这些水泥在经过水化作用后，强度大，伸缩性好，能有效地减少地铁车站结构中裂缝的出现。在施工的过程中，如遇到下雨天，一般不进行混凝土的浇筑施工，如果工期短，必须要施工，那就必须做好相应的技术措施，保证雨中的施工质量不打折扣。浇灌好混凝土后，还要及时的铺盖塑料薄膜或者喷洒混凝土养护剂对混凝土进行保温和保养。
2）严格控制水泥的用量
混凝土的干缩比是随着单位用水量的改变而变化的。用水量增加，混凝土的干缩比就会增大，根据国内外处理裂缝的经验，混凝土在5个月左右的龄期时，其强度会提升1.3左右。为了防止出现不必要的裂缝，我们在施工过程中要严格控制水泥的用量。另外，水泥应选用水化热低的品种，要严格的控制水化热的升温，使得混凝土结构中心的温度和外表面的温差不能高于二十五度，还要控制降温的速率。
3.混凝土施工中的预防
在车站的施工期间，要按照规定严格控制砂面中的杂质以及含泥量，要选择合宜的时间将混凝土振捣密实。在拆模过程中，内衬墙要防止风吹日晒，要严格遵守拆模的时间，还要对其进行16天左右的养护工作，将内衬墙的质量保证做到最好。在施工完顶板的防水层之后要及时的填土来养护混凝土，能最大的减少地铁车站结构中的收缩，减少裂缝的出现。具体做法如下：
1）采用质量可靠、配比科学的混凝土材料，在选购混凝土材料时要对其质量进行严格把关，要对材料的砂石的级配，砂石含水及含泥量，以及材料的稳定性进行认真的检测，以确保混凝土材料的质量。
2）严格控制混凝土浇注成型过程中的温度，要保证混凝土表面和内部的温差不高于25 摄氏度，并且对混凝土施工的时间进行科学的控制，尽量避免天气多变的时间段和一天中温差较大的日子，以保证混凝土施工的环境较为稳定。
3）注意严格控制混凝土浇注的速度，减小施工分段长度等能够帮助减少混凝土裂缝的技术因素。
4）加强对地铁施工中混凝土施工工作的监管力度，保证施工人员能够认真负责地按照科学的施工方法进行施工，最大程度地避免因人为失误造成的混凝土裂缝。
5）注意对混凝土结构的养护，以确保裂缝能够被及时发现和修补，以避免裂缝的扩大造成更严重的问题。 结束语
总之，在地铁车站结构的建设中，无论设计的图纸、施工的原材料、施工时的技术手段都会对结构中出现的裂缝产生一定的影响，因此，我们在施工过程中，一定要对工程进行实施的跟踪和监控，保证各项施工技术和要求都能达到国家相关的规定，确保地铁车站结构中不会出现裂缝。
参考文献
[1]王力学.地铁车站盾构法与矿山法联合施工技术及地铁车站施工防渗漏控制要点的探析[J].建筑设计，2013，（17）：82—84.
