对地铁混凝土整体道床横向裂纹的思考
摘要：地铁混凝土整体道床横向裂纹普通存在，因其宽度多小于0.2mm视为对结构影响不大而未引起足够的重视。裂纹情况调查分析表明此类裂纹可以减少或消除，设计伸缩缝间距亦可加大。若如是则可提高砼施工质量，加快施工进度，减少工程投资。1 裂纹调查
1.1道床形式
地铁道床设计分为适应矩形、马蹄形及园形3种隧道断面形式的道床，车站及矩形区间为适应矩形矩形断面的道床，区间多为园形和马蹄形断面的，用适应圆形或马蹄形断面得道床。
1.2裂纹调查
对已完工的深圳地铁一期工程出入段线和会竹区间整体道床横向裂纹进行全面调查，调查部分结果按断面形式统计如表1：
表1 整体道床横向裂纹调查表（深圳地铁）
2原因分析
混凝土结构出现裂纹的主要原因包括静力荷载及由于基础不均匀沉降、温度变化和收缩作用引起的外加变形和约束变形和施工因素等。整体道床直接与隧道底板接触，因此静力荷载作用不会引起裂纹的产生，发生横向裂纹的原因可能是以下因素：
2.1基础不均匀沉降
主体沉降缝，尤其明挖与暗挖结合部的沉降缝附近，整体道床多出现横向裂纹，这与基础不均匀沉降有直接关系。
2.2温度变化
混凝土在硬化过程中产生大量的水化热使混凝土内部温度升高，当其与外部环境温度相差很大，温度应变超过当时混凝土的极限应变时即形成裂纹。但表1显示当天施工长度长，裂纹出现的频率反而小；出入段线由于洞内外温度差较大可能会引起温度裂纹，而从左、右出入段线出现裂纹的频率看温度的变化对裂纹的出现几乎没有影响。可以判定温度变化并不是影响裂纹的主要因素。
2.3收缩作用
影响混凝土收缩的因素主要有水泥等级、水泥用量、水灰比、骨料弹性模量、浇筑情况、养护条件及混凝土体积与表面积比值。混凝土结构体表比值越大，收缩越小。表2反映比值与裂纹出现额率的关系，这一关系基本吻合这一理论，因此可以判定出现横向裂纹的主要因素为混凝土的收缩作用，但体表比不是唯一的因素。
表2 体表比与裂纹关系
2.4 施工方面
2.4.1 商品混凝土
整体道床采用C30商品混凝土，其水泥等级，水泥用量，坍落度（水灰比）、骨料弹性模量对混凝土收缩影响很大，应对商品混凝土严格控制。主要指标为：水泥用量260~280kg/m3，粉煤灰80~100kg/m3，坍落度10~12cm，（泵送12~14cm），入模温度5℃~30℃。出入段线右线6/25、16/54二处集中出现裂纹，主要原因是坍落度大（18~20cm左右）造成。
2.4.2施工
浇筑情况、养护条件是影响混凝土收缩的重要因素。从裂纹出现的情况，作业队刚开始施工的整体道床裂纹出现较多，如右出入段线；随着操作人员熟练程度加强裂纹逐渐减少，如左出入段线、马蹄形地段。经验表明加强振捣，不允许出漏振、过振、振捣不足，是保证混凝土强度，防止裂纹的重要措施。承包商施工员、质检员应严格按浇筑方案施工，控制振捣方式和时间，监理旁站予以监督。同时养护要及时，当混凝土终凝之后2小时，要在混凝土表面喷养护液，喷淋均匀以减少表面裂纹。
3伸缩缝间距
伸缩缝处容易振捣不足，需要人工振捣才能弥补，这势必影响施工进度，因此整体道床伸缩缝间距需增大。从裂纹调查结果来看，出入段线宜为12.5m，其他线宜为25m或30m。考虑钢筋标准长度12m、9m，为有利于钢筋加工伸缩缝间距建议为12.1m、24m。表3列出了设计和建议的间距对照。
表3 伸缩缝间距设计与建议对照
鉴于加大伸缩缝间距有利于提高施工进度，减少排杂散电流铜排数量，降低造价，避免或减少伸缩缝附近振捣不实的通病，提高混凝土施工质量。可在修订设计规范时增加整体道床伸缩缝长度设计标准。
