三峡库区生态产业发展2023年收益权转让计划

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新闻资讯：

技术复杂，投资巨大，百年大计，混凝土除强度等级要满足结构要求外，还必须考虑混凝土,结构的耐久性和可靠性，渗漏就是一个重要的控制环节

    如何防治地铁工程渗漏已成为科研、设计、施工单位 研究 的重要课题

    从现浇混凝土结构渗漏机理来 分析 ：主要原因是由于混凝土自身的孔隙、裂缝、施工缝造成的，而裂缝的危害最大，因此，对混凝土结构的开裂原因及防治措施的研究就成为一个重要课题

     2地铁工程混凝土裂缝成因机理分析  　　　据国内研究资料，严格意义上的混凝土裂缝包括微观裂缝和宏观裂缝

    观裂缝是混凝土在硬结过程中形成的微观裂缝与微孔，可分为砂浆裂缝、黏结裂缝和骨料裂缝

    混凝土未受力之前，微观裂缝主要是前两种

    混凝土受力后，微观裂缝与微孔逐渐连通，形成宏观裂缝

    从裂缝尺寸上讲，宽度小于0.05mm的裂缝称为微观裂缝，大于0.05mm的裂缝称为宏观裂缝

    而据国内试验资料【3】，裂缝宽度小于 0.1mm时具有自愈、自封现象，当裂缝宽度在0.1mm～0.2mm之间时混凝土结构虽无自封现象，但却有自愈现象

    故从防渗角度而言，控制宏观裂缝的产生就成为地铁抗裂防渗的关键所在

      　　　地铁工程混凝土与其它混凝土结构一样，宏观裂缝是在两类荷载作用下产生并扩展的

    一类是由静荷载、动荷载与结构次应力组成的荷载，另一类是由温度、胀缩、不均匀沉降等因素产生的荷载

    这两种荷载引起裂缝的机理是有区别的，区别在于后者产生裂缝的起因是结构首先要求变形，当变形得不到满足才引起应力，而且应力尚与结构的刚度大小相关，只有当应力超过一定数值才引起裂缝

    另外，二者对地铁工程混凝土的开裂与渗漏的影响也不同

    国内资料统计【4】表明：由外部荷载引起的裂缝约占15%

    而由变形荷载引起的裂缝约占85%，所以，研究和解决由变形荷载引起的裂缝是解决地铁工程渗漏 问题 的重点

     3地铁工程混凝土开裂影响因素  　　　总的来说，地铁工程混凝土开裂是十分复杂的系统性问题，影响开裂的因素很多，主要有四个方面：材料选择、结构设计、施工技术、环境条件

    由于地铁工程混凝土属于大体积混凝土，所以环境条件对地铁混凝土开裂影响是大，尤其是温度与湿度两个环境因素

     3.1材料选择  　　　混凝土原材料质量不良或配合比设计不当，可以引起地铁工程混凝土的开裂与渗漏

    从混凝土原材料来看，水泥安定性不合格，砂石中含泥量或石粉含量过大，使用反应性骨料或风化岩，使用水化热过高的水泥等都可能引起混凝土开裂

    混凝土本身不均匀也会导致其产生变形，砂浆过多会使其产生较大收缩，在水化硬化过程中产生局部的约束效应，当该应力大于混凝土的抗拉强度时，便会导致宏观裂缝的出现与扩展

     3.2结构设计  　　　地铁结构设计一般包括结构选型、荷载 计算 、基坑围护结构设计、内衬设计、结构楼板和梁的设计、抗浮设计等【4】

    其中结构选型包括选择浅埋式矩形箱式结构还是深埋式圆形隧道式结构等，其它几个方面的结构设计主要是估算各种荷载的大小并对各主要构件作强度与抗裂的设计

    但如果选型不当或估算荷载与真实情况有较大的偏差，都会造成在选用混凝土等级和配筋设计方面出现失误，造成地铁混凝土抗裂性能不足而出现渗漏

     3.3施工技术  　　　从我国 目前 研究实践的现状来看，在施工技术方面影响混凝土开裂的环节主要有混凝土的拌制、振捣、运输、浇筑、养护，还有施工缝、变形缝、伸缩缝的设置，以及泄压装置的处理等方面

    具休来讲，混凝土的拌制、振捣等方面是为了改善混凝土本身的物理性质，尤其是增加其密实性，减少内部微裂缝与微孔洞，从而大大降低宏观裂缝的形成机率

    施工缝等人工缝的设置主要是体现“放”的防裂抗渗原则，实质上是为了尽量降低由温度、胀缩、不均匀沉降等因素产生的第二类荷载对大体积混凝土开裂的影响

    而一些泄压措施则体现了“排”的防裂抗渗原则，尤其是对于地下水压大，涌水量多的特殊环境，一般通过桩间埋设泄压管或在底板下设置排水盲沟，以静力释放地下水的浮力，这些泄压措施可使主体结构减少承受的水压，而降低混凝土结构开裂的可能性

    凝土顶板两面的温度场与湿度场都有很大的差异，另外地铁在采用单侧墙结构时，其两面的温度场与湿度场也有很大的差异

    由于地铁结构采用的是大体积混凝土，在凝结和硬化过程中，会释放出大量的热

    在外界的温度、湿度场的差异与混凝土自身产生的热量场的共同作用下，地铁混凝土将受到第二类荷载的作用，使变形超过混凝土的极限拉伸值而产生裂缝

    地铁结构属于超静定结构，在其基础为软土地基时，会因基础的不均匀沉降而使结构受到强迫变形，而使结构开裂 4我国地铁混凝土开裂实例 总结  　　　笔者对我国地铁工程混凝土结构开裂工程实例作了总结，得出地铁混凝土开裂具有以下特点：  　　　引起渗漏的宏观裂缝主要集中在顶板与侧墙，且顶板多于侧墙，底板开裂最少

    温度高时浇筑的混凝土出现宏观裂缝的机率高于温度低时浇筑的混凝土，冬季施工出现宏观裂缝的机率高于夏季

    水泥用量过大时混凝土宏观裂缝出现较多

    围护结构与主体没有分开的易产生宏观裂缝

    在同样施工环境下，对于区间隧道，矿山法施工段出现宏观裂缝较多，盾构和明挖段相对较少

     5地铁工程混凝土开裂综合防治  　　　国内对如何控制地铁工程混凝土裂缝已经作了大量的研究，但缺乏一套较为全面的控制措施

    笔者在目前研究的基础上，提出一套从材料、施工和结构设计三方面出发的裂缝控制措施

     5.1材料  　　　在材料方面，应从水泥、砂石和外加剂和掺和料四个环节对裂缝进行控制

     5.1.1水泥  　　　在水泥的选材环节上，主要从水泥品种的选择、水泥用量的确定以及水泥技术指标的要求等方面进行控制

    在选择水泥品种时，应尽可能优先采用水化热低、大厂旋窑生产的优质水泥,且不宜使用早强水泥

    在满足混凝土的强度和抗渗性条件下，尽量减少水泥用量是防止混凝土开裂的一条重要措施

    对水泥技术指标的要求，在细度上，要求水泥不宜过细，比表面积控制在4000cm2/g为宜

    此外还应控制对体积安定性有较大影响的游离石灰、三氧化硫和游离氧化镁的含量，以及水化速度快，水化热高，需水量大，体积收缩大的铝酸三钙(规范规定不超过8%)，而且还要严格控制水泥中含碱量（以Na2O计）不应大于0.6%

     5.1.2砂石方面的要求见表1

      　　　外加剂在外加剂中，对混凝土抗裂有重要 影响 的有膨胀剂、减水剂和防裂复合型外加剂

    膨胀剂可在水化和硬化阶段本身既可产生膨胀,也可与水泥中其他成分反应产生膨胀,以补偿混凝土硬化的体积收缩

    同时改善了混凝土的孔结构,使之更加密实,所以它是一种较理想的结构抗裂防渗外加剂

     目前 工程中较为常用的膨胀剂有U型膨胀剂(生熟明矾、石膏等组成)、复合膨胀剂(CEA)、铝酸钙膨胀剂(AEA-高强熟料、天然明矾石、石膏)、EA-L膨胀剂(生明矾石、石膏等组成)

    减水剂能降低混凝土的水灰比,增大坍落度和控制坍落度损失,赋予混凝土高密实度和优异施工性能，而增加混凝土的抗裂性能

    目前工程中常用的减水剂有普通减水剂、AE减水剂、高效减水剂和高效能AE减水剂

    由于地铁混凝土强度不能太高，所以只能选择普通减水剂与AE减水剂来增加混凝土的抗裂性能

    防裂复合型外加剂主要有防裂型FS系列混凝土外加剂，其中防裂型FS-H混凝土复合剂可用于地铁混凝土中,因它具有降低水化热,补偿混凝土冷缩的特点,从而提高了混凝土的抗裂、抗渗能力

     5.1.4掺和料  　　　目前在抗裂方面最为常用的掺和料是粉煤灰

    由于粉煤灰的颗粒呈圆球状，加入到混凝土中后，能起到润滑作用，可显著地改善混凝土的和易性，同时在满足强度要求下可代替部分水泥，以降低水化热，减小混凝土的温度应力，从而增加地铁混凝土的抗裂性能

    我国水泥产量世界第一,粉煤灰的排放量也占首位,充分地利用粉煤灰资源的意义深远、前景广阔

     5.2施工  　　　在施工中，施工环境、参数控制、施工注意事项、拆模时间及养护都会影响到地铁混凝土的抗裂性能，此方面 研究 较多【5】～【7】，不赘述

     5.3结构设计  　　　当混凝土直接承受外部作用或自身变形受到限制时，将引起相应部位垂直主拉应力方向的微细裂纹扩展，直到形成引起地铁渗漏的宏观裂缝

    混凝土自应力、预应力对拉应力效应有抵消作用，普通钢筋对宏观裂缝有阻断与约束作用，不同种类或直径的纤维对不同尺度裂纹的扩展有限制作用

    所以针对具体的工程，在进行地铁混凝土抗裂设计时，首先需要弄清造成拉应力产生的因素及分布特征，然后分别设计预应力筋解决荷载平衡与整体传力 问题 ，设计普通钢筋缓解拉应力局部峰值，同时以试验为指导，加入 经济 性与抗裂性都较好的一种或几种不同直径的纤维解决细观与微观裂纹的扩展问题

    这些结构设计实质上是增强混凝土的自防水功能，因为地铁混凝土的抗裂的最终目的是防渗，所以结构设计是和抗裂的最终目标紧密联系的

     6结论  　　　1)地铁混凝土开裂是因为受到两类荷载的作用：第一类是由外荷载作用而引起的裂缝，即结构性裂缝；第二类是由变形变化而引起的裂缝，即非结构性裂缝 　2)由于地铁工程混凝土属于大体积混凝土，所以环境条件是造成开裂的最重要的影响因素，尤其以温度与湿度场的影响最大

      　　　3)基于地铁混凝土开裂影响因素的复杂性，本文提出一套分别从选材、施工和结构设计三方面进行综合防治的措施

      　　　4)目前国内已在选材与施工方面做了大量地研究，但在抗裂机理方面研究较少，尤其是对地铁工程混凝土结构在各主要影响因素下应力场的研究，以及预应力筋和纤维混凝土抗裂效果与机理的研究尚不成熟，有待作进一步地深入研究

      (引自网络) 【 参考 文献 】  【1】赵国藩,李树瑶，等.钢筋混凝土结构的裂缝控制【M】.北京:海洋出版社,1991. 【2】王铁梦.工程结构裂缝控制【M】.北京: 中国 建筑 工业 出版社,1997. 【3】何克文.地铁主体结构裂缝控制的技术措施【J】.新型建筑材料，2004，（5）. 【4】张庆贺.地铁与轻轨【M】.北京:人民 交通 出版社,2002. 【5】GB50299-1999地下铁道工程施工及验收规范【S】. 【6】崔玖江.施工技术北京地铁新线工程地下结构【J】.防水技术,2004,33(3):9～13. 【7】温竹茵,陈宝.地铁车站的裂缝 分析 与防水技术研究【J】.施工技术,2002,31(3):30～32.    针对高填方路基的概况和高填方路基软基处理方法两方面进行详细的解析，并且结合工程案例来进行阐述与分析

      关键词：高填方路基；软基；处理方法；案例分析  　　一、概述高填方路基  　　高填方路基在公路施工中占有非常重要的地位，是指用土或石料在冲沟、水塘、稻田或常年积水地带填筑的路基

    目前，高填方路基主要采用两种方式，一是路基高度要达到6米以上，主要是细粒土填筑路基；二是路基高度达到12米以上，主要是砾石或者砾石填筑

    高填方路基很容易出现沉降问题，给公路质量带来了严重不良影响，路基沉降主要表现为以下三种问题：一是路基整体下沉或者部分出现沉降；二是路基纵横方向开裂；三是路基出现滑动或者边坡出现了塌陷

    这些问题在实践中很常见，严重影响公路的使用寿命

    一直以来，公路设计人员和施工人员都注意到这些问题，并进入了深入研究，但没有找出切实可行的方法给予解决

    其实，仔细分析之后会发现，地质不稳定的地方容易出现高填路基沉降现象，地表水严重流失或者地形地貌比较复杂的地方也容易出现沉降现象，即是说这些地段的地貌地质不稳定

    同时高填方路基在投入使用后又受到水文、气候及其他因素的影响，还有车辆载重的影响，多种因素综合在一起很容易出现沉降现象

    所以，高填方路基施工中，应把防治与解决沉降问题放在第一位，只有这样才能确保公路质量

    现在对高填方路基的处理主要是软基，应提高施工技术，避免高填方路基沉降问题出现

      　　二、高填方路基软基处理方法的分析  　　1.高填方路基软基处理中需注意一些问题，一般来说高填方路基选用的是较好的粗粒土，路基填料主要是选用砾土或砾类土

    而路基底部要给予特别重视，必须用土壤比较细的细粒土，对于水侵蚀比较严重的路堤不能直接选用粉质土填筑

      　　2.高填方路基软基处理前，要结合实际制定出合理的施工方案，确定施工地面清理的深度与压实度，结合实际地质的承载力与地质条件等进行设计

    一般情况下，受地表水、浅层地下水等因素的影响，公路路堤的稳定性会发生变化，所以要采取一定的措施给予解决，如拦截、基底填筑透水性较好的材料等，确保公路路堤的稳定性，从而提高公路质量

      　　3.对高填方路基软基进行处理是应注意，除了必须要进行的软基处理，地上1～2米范围内要填筑硬度比较高的石料，多选用石屑或者小碎石进行处理

    施工中为了避免高填方路基沉降，一般会采用低液限粉土或粘土分层进行填筑，每层厚度都要达到10～20cm

    应注意的是高填方路基使用石料填筑时，底层填料的最大粒径不能超过分层厚的2/3，并要分层碾压，厚度控制在20～30厘米

      　　三、结合实例分析高填方路基软基处理方法  　　1.工程概况  　　某工程K159+610～K159+890施工段为填方路基，路基最大填土高度达13m

    工程高填方路基施工路段主要集中在两个山谷低洼处，地形上表现为中间低、两侧高的特征，通过现场勘察发现，原地势是U形状，填方基底为水田

    高填方路基软基施工前，仔细勘察、分析了路基施工段的地形、地质状况，目的是要了解高填方路基基底的具体情况

    勘察发现施工段路基基底水分较多，土质是承载力较低的软塑状黑色淤泥质土，经过挖探发现，内部渗水严重，在路基近山体的部位地表水渗出严重，且位于K159+618路基处有一个当地村民饮水井，水源量较大

    结合勘察分析发现，该地段高填方路基软基施工主要是要解决水的问题，对渗水比较严重路段要特殊处理，只有这样才能确保公路质量

      　　2.施工方案  　　高填方路基软基施工前，应结合实际勘察情况制定合理的施工方案：高填方路基施工段的土质承载力较弱，地下水侵蚀现象较为严重

    公路路基对稳定性、承载力有较高要求，为了满足这些要求，避免水带来的不良影响，可以采用换排相结合的方式能进行处理

      　　3.分析高填方路基软基处理方法  　　（1）清淤排水  　　因为高田坊路基施工段地下水较为丰富，土质承载力又低，必须进行清淤排水施工

    结合现场实际制定出总体施工方案，其具体做法如下：  　　①清淤排水前应做好相应的准备工作，如：排除地面水、筑埂，其中筑埂是在清淤段两侧进行施工，埂内挖排水沟做临时用，并且所挖的排水沟应结合相关规定和设计要求挖掘深度，各排水沟必须相互连接起来

      　　②完成清淤工作后要进行测试，如果测试的承载力满足了设计要求，就可以停止开挖工作，如果不能满足设计要求，则需要急需开挖

      　　③开挖后，测量开挖清淤方量，同时保证地面横坡满足设计要求，并且要结合实际采取不用的处理方式，确保满足设计要求

      　　（2）回填、碾压清淤  　　回填必须满足以下要求：高填方路基软基施工材料要选择透水性较好的石料，一般在施工中直接应用石方开挖的石料，这种石料透水性好、强度满足施工要求，并且不容易风化

    回填时要进行碾压，这样能确保每层填筑的石料充分压实，碾压时，遵循“先慢后快、先弱后强”的原则，要进行多次碾压，直到满足设计要求

    检验的标准是顶面出于一种稳定的状态，不再产生下沉的问题，石料之间要达到密实没有缝隙

      　　（3）铺筑砂砾垫层  　　K159+610～K159+650施工段富含地下水，根据工程实际情况，决定在顶层铺设砂砾垫层，厚50cm，并以此作为反滤层，还应在在反滤层上面设置土工布，其具体施工要求如下

      　　①砂砾垫层的施工材料要求较高，如粘土、有机质等，这些材料耐久性好、硬度高，杂质少

      　　②砂砾层采用分层铺筑，每层厚度要小于200毫米；在分层铺筑砂砾层后，还要对其进行碾压，确保含水量达到施工设计要求

      　　③土工布铺设采用全断面铺设的方法，其铺设位置应在下承层上

    土工布铺设时拉直、表面平整，不得有凸起

      　　④土工布铺设完毕后，要进行填筑填料施工，填料位置应在距离土工布80mm以内，填筑时将填料强度高的方向置于垂直于路堤轴线方向

      　　（4）基底排水  　　基底排水主要是通过设置盲沟的方式进行，盲沟是沿着山体坡脚的位置设置，有纵向和横向盲沟两种

      　　四、结语  　　总之，高填方路基软基处理应抓住施工重点环节，结合实际认真做好排水、回填等工作，确保公路质量

    

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