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即：水泥水化热的影响、砼的收缩、外界气温变化的影响

    为防止危害裂缝的产生，本文主要从大体积砼的骨料选择、设计、施工等方面提出了相关控制措施，

      　　【关键词】：桥梁工程；大体积砼裂缝；控制；防治  　　一、前言  　　 近年来，我国交通基础建设得到迅猛发展，各地兴建了大量的混凝土桥梁

    有关因出现裂缝而影响工程质量甚至导桥梁垮塌的报道屡见不鲜

    而目前，对于桥梁中大体积混凝土开裂这种现象的研究较少，重视程度不高，有关大体积砼内温度应力与裂缝控制大部分集中在水利工程中的大坝以及高层建筑的深基础底板上

    本文将对桥梁中大体积砼的裂缝出现原因进行分析，并就如何控制提出相关措施

      　　二、裂缝产生的原因  　　 裂缝的产生我们可以从两个方面来谈，其一，大体积砼为脆性材料，抗拉强度较低，只有抗压强度的1/10左右

    另一方面，水泥的水化热会使砼内部温度急剧上升，并且在以后的降温过程中，若存在一定的约束条件，会有相当大的拉应力产生，因而大体积砼的断面尺寸较大

    此外，由于大体积砼结构中通常只在表面配置少量钢筋，有时甚至不配钢筋，这使得拉应力要由砼本身来承担

    这些不利的结构特点均会造成大体积砼出现裂缝

    具体的发生机理如下：  　　 1、水泥水化热的影响  　　 水泥水化过程为放热过程，一般每克水泥可以放出500J左右的热量，释放热量大，且主要集中在浇筑后的7d左右

    如果用350Kg/m3～550 Kg/m3的水泥来制造1m³的砼，那么在制造过程中将放17500KJ～27500KJ的热量，从而使砼内温度升高

    这种现象对于大体积砼来讲，更加严重

    由于砼内部和表面的散热条件的差异，致使砼中心温度很高，外部较低，存在温度梯度

    这种温度梯度使砼内部产生压应力，表面产生拉应力，如果拉应力超过砼的极限抗拉强度，砼表面就会产生裂缝

      　　 2、砼的收缩  　　 砼收缩现象表现为：在空气中硬结时，砼的体积减小

    这种在不受外力的情况下的自发变形一旦受到外部约束（钢筋、支承条件等），就会在砼中产生拉应力，使得砼开裂

    干燥收缩、塑性收缩和温度收缩是引起砼产生裂缝的三种主要收缩方式

    在硬化初期的体积变化主要来自水泥石在水化凝固结硬过程的变化，后期主要是干缩变形，是由砼内部自由水分蒸发引起的

      　　 3、外界气温湿度变化的影响  　　 施工期间，对防止大体积砼裂缝的产生造成很大影响的因素之一为外界气温的变化

    砼内部的温度是各种温度叠加的结果，包括浇筑温度、水泥水化热的绝热温升和结构的散热温度等

    外界气温直接影响着浇筑温度，外界气温愈高，浇筑温度愈高；而外界温度降低则会使大体积砼的内外温度梯度增大

    若外界温度下降过快，会造成较大的温度应力，这较易引发砼的开裂

    此外，外界的湿度也是其中因素之一，若外界的湿度降低，则会使砼的干缩速度加快，同样也会引发砼裂缝的产生

      　　三、大体积砼裂缝的控制  　　 1、大体积砼中水泥的品种及用量  　　 理论研究表明水泥水化过程中释放的大量热量是造成大体积砼产生裂缝的主要原因

    因此，应该选择低热或者中热的水泥品种

    而水泥内矿物成分决定了水泥释放温度的大小及速度，铝酸三钙（C3A）在所有水泥矿物中，位居发热速率和发热量的榜首，然后依次为硅酸三钙（C3S）、硅酸二钙（C2S）和铁铝酸四钙 （C4AF）

    值得注意的是，水泥颗粒越细，其发热速率越快，然后却对最终发热量不造成影响

    因此，在施工中我们可以尽量使用矿渣硅酸盐水泥、火山灰水泥等来提高散热速率

    为减少水泥水化热，我们可以减少水泥的用量而充分利用砼的后期强度

    大体积砼施工期限长，可将试验砼标准强度的龄期向后推迟至56d 或者90d ，因为实验龄期为28d基本不可能达到

    国外很多专家也提出过这样的建议，这样可以充分利用后期强度而减少水泥的使用量，每m3 砼可大约减少水泥40 Kg～70 Kg，从而使得砼内部的温度相应降低4℃～7℃

      　　 2、掺加外加料和外加剂  　　 要降低大体积砼的水泥水化热引起的内部温升，防止结构出现温度裂缝，最有效的方法之一是利用粉煤灰作砼的掺合料

    掺入一定量的粉煤灰后，砼的密实度以及抗渗能力有所提高，并且能有效改善砼的工作度，使最终收缩值有所降低，同时也可以减少水泥的用量

    对于外加剂，可从UFA 膨胀剂和减水缓凝剂出发

    ①UFA 膨胀剂：可使砼产生适度的膨胀，可与水泥等量替换

    并且，在保证砼的密实度的基础上可使砼内部产生压力，以抵消砼中产生的部分拉应力

    ②减水缓凝剂

    保证一定的坍落度的同时使用减水缓凝剂，可以延缓水化热的峰值期并改善砼的和易性，通过降低水灰比从而达到减少水化热的目的

      　　 3、大体积砼的骨料控制  　　 为减少水泥的用量，降低水化热，减少干缩，减小了砼裂缝的开展，应选取粒径大、强度高且已配好的骨料

    这种骨料的孔隙率及表面积均较小

      　　 4、优化大体积砼的设计  　　 尽管大体积砼通常不布置钢筋或者布筋较少，为有效的控制裂缝的发展，我们也可以在裂缝易发生部位如孔洞周围以及转角处布置一些斜筋，让钢筋代替砼承担拉应力

    在设计中采用中低强度的水泥并充分利用砼的后期强度，可避免裂缝的出现

    工程结构设计中，要高度重视如何降低结构的约束度，将砼中钢筋保护层的厚度尽可能的降到最小值，厚度越大，对易发生裂缝

      　　 5、大体积砼的施工  　　 砼的施工对于保护大体积砼使其免于温度裂缝起到关键作用，其过程由生产、运输、浇筑和温度及表面保护构成

    热应力的控制手段主要体现在对砼的内外温差△T的控制上：△T＝Tp＋Tr－Tf式中：Tp ―起始浇筑温度；Tr ―水泥水化温升；Tf―天然或人工冷却后浇筑块的稳定温度

      　　 在施工温度较高的情况下，需要注意降低砼浇筑时的温度

    降低砼的入模温度可采取如下措施：①在施工现场，用布覆盖堆在露天的砂石，以减少阳光辐射，同时冷水对浇筑前的砂石进行降温

    ②搅拌过程中向砼中添加冰水

    ③为加快砼内部的热量散发，可采用循环法保温养护即在砼的内部通入冷却循环水

    ④为降低砼内外温差，防止表面产生裂缝，砼表面应该覆盖一些织物进行保温、保湿养护

    这样也能有效防止砼因骤然降温而产生贯穿裂缝，也可使水泥顺利水化，防止产生湿度裂缝

    ⑤在砼内埋设一定量的测温点用来及时掌握砼内部温升与表面温度变化值，从而可以更好的掌握砼的温度变化情况，可及时采取措施有效的防治内外温差超过允许值25℃

      　　 若是在冬季进行施工，砼稳定温度较低，往往超过允许的温差，出现早期砼被冻问题，为避免此类问题的出现，在砼浇筑时要求有较高的浇筑温度，在冬季施工时一般以5℃～10℃为宜

    在浇筑砼以前须用蒸汽对基础及新砼接触的冷壁进行预热，并根据气温高低对原材料进行加热

    对石料进行加热时，最高温度不应超过75℃，以避免过热和过分干燥

    另外，在运输中的注意保温，并且尽量减少浇筑过程中热量的损失，做好保温养护工作

      　　 6、大体积砼的裂缝检查与处理  　　 砼裂缝主要是以预防为主，需要精心设计、施工

    但是，实际工程中还是不可避免的出现一些裂缝，究其缘由，是因为目前采用的防止裂缝的方法安全系数较小，外加实际情况复杂多变

    表面裂缝、深层裂缝、贯穿裂缝是大体积砼的裂缝的三种形式

    对表面裂痕一般不作处理，因为其对结构应力、耐久性和安全基本没有影响

    可以用风镐、风钻或人工将裂缝凿除，当看不见裂缝且凿槽断面为梯形时，再将砼浇注在上面

    对深层裂缝和贯穿裂缝也才采用限裂钢筋法，对较深的裂痕，通常的处理方法是：待砼充分冷却后，在裂缝上铺设1～2层的钢筋后再继续浇筑新砼

    而对与比较严重的裂缝，可以采取水泥灌浆和化学灌浆

    裂缝宽度在0.5mm以上时，可采用水泥灌浆；裂缝宽度小于0.5mm时，应采取化学灌浆，其材料一般选用环氧－糠醛丙酮系等

      　　四、结束语  　　 大量的科学研究以及成功的工程实例都表明，我们在设计、施工工艺、材料选择以及后期的养护过程中，如果能够对各种因素的影响进行充分考虑，我们是完全可以避免大体积砼因为极易产生裂痕而造成的危害

      　　参考文献：  　　【1】岳锐强. 桥梁混凝土裂缝成因分析 《公路》，2010, (5)  　　【2】彭圣浩.建筑工程质量通病防治手册【M】 中建筑工业出版社，2009  　　【3】王华生，赵慧如.混凝土技术禁忌手册【M】 机械工业出版社，2009  我国社会经济取得了突飞猛进的发展，而随着经济的迅速发展，使得我国的地铁建设进入了一个快速发展的阶段

    然而不同区域修建地铁的施工技术不尽相同，因为不同区域有不同的地质条件，其中有些地质条件是不利于地铁的修建的，例如较软弱土质、断面不变以及富含流沙等复杂的地质条件就会给地铁修建带来施工技术上的难题

    通过多年实践和多方学习研究，本文将对不同复杂地质条件下的地铁施工技术方法进行有效的选择，同时阐明地铁在不同复杂地质条件下的具体施工技术方法，其中包主要括盾构法和浅埋暗挖法及混合法等，从而不断提高地铁的施工技术，并积极有效的推动我国地铁建设事业的快速发展

     　　关键词：地铁,复杂地质条件,施工技术,浅埋暗挖,盾构,混合法 　　随着我国社会经济的不断发展，使得我国对地铁的建设步入了一个快速发展的阶段

    目前我国已有十多个城市正在建设或已经建成了城市地铁，通过实践证明地铁具有节能环保、高效运输及节省空间等多种优点，同时能够有效的缓解城市的交通压力

    然而不同区域修建地铁的施工技术不尽相同，因为不同区域有不同的地质条件，其中有些地质条件是不利于地铁的修建的，例如较软弱、断面不变以及富含流沙等复杂的地质条件就会给地铁修建带来施工技术上的难题

    通常地铁的修建有明挖、暗挖、浅埋暗挖、盾构及矿山等多种施工方法，其中的明挖法通常是在无交通、无管道线路的情况下使用，但对于较软弱、断面不同及富含流沙等复杂地质条件下，就要根据具体情况使用盾构法、浅埋暗挖法或混合法来进行施工

    本文将详细有效的阐明在较为复杂地质条件下，盾构法、浅埋暗及混合法挖法等施工技术在地铁修建中的具体应用，从而不断完善我国的地铁在不同地质条件下的施工技术水平

     　　一、 复杂地质条件下地铁工程修建概况

     　　在我国地铁施工技术发展的初始阶段，地铁的修建方法主要采用明挖法，然 　　而随着社会需要的不断发展，以及地铁的修建范围逐渐扩大，从而引起地铁修建施工技术的难度越来越大，其中难度最大的就是在复杂的地质条件下的地铁修建施工技术

     　　通常在进行地铁修建过程中，不免会因地区不同、土质不同及环境不同等各种因素而形成地铁施工过程中的复杂地质条件

    复杂的地质条件包括松散土质、较软弱、断面不变及富含流沙等施工区域，由此复杂的地质条件将给地铁施工技术带来较大的难题

    通过多年来的实践和研究学习，到目前为止我国已由先前地铁施工中单一的明挖发，发展成为现如今的明挖法、暗挖法、浅埋暗挖法、盾构法及矿山法等多种施工技术方法共存的地铁施工技术体系

    以此来提高我国在复杂地质条件下的地铁施工技术，进而推动整个地铁事业的快速发展

     　　二、 复杂地质条件下地铁的施工技术方法

     　　复杂地质条件下，地铁的整个修建过程中大体包含地铁隧道的施工技术 　　、地铁车站的施工技术以及地铁修建过程中的其他辅助施工技术，其中地铁隧道的施工和地铁车站的施工技术方法相差不多

    不同施工过程中的不同施工技术都具有其独特的特点，并且分别适用于不同的地质条件，以下本文将明确阐明在复杂地质条件下地铁施工的不同技术方法： 　　1、 复杂地质条件下地铁隧道的施工技术方法

     　　在地铁隧道的修建过程中，通常在无人无交通及管道线路较少的区域采用明挖法进行施工，但是由于此种施工方法对周围环境及人群的影响很大，所以在比较复杂的地质条件下通常不被采用

    目前我国地铁隧道修建中，通常采用浅埋暗挖法和盾构法两种方法进行施工，此两种施工技术方法可以有效适应不同的复杂地质条件，所以在我国地铁的修建过程中被广泛使用

     　　1.1、浅埋暗挖施工技术方法

    此种施工技术方法是由中国人自行研究发明的，又被称为矿山法，具有优点是能够以较小的地表沉降来完成地铁隧道的修建

    浅埋暗挖法适用于城市地铁隧道修建时，松散土介质围岩的施工环境下，隧道直径大于等于隧道深埋的地质条件下，并且能够在施工过程中灵活运用

     　　浅埋暗挖法实质是一种边开挖边浇注的施工技术方法，除了适用于松散土介质围岩的情况外，还适用于砂卵层、淤泥质及粘性土层等复杂的地质条件

    由于在进行地铁隧道修建时，利用土层在开挖过程中短时间的自稳能力，适时适当的对其采取支护措施，从而形成密贴型薄壁支护结构的不开槽施工技术方法，与此同时浅埋暗挖施工方法还建立了属于自身的应力监测系统，并有效的将劈裂注浆法应用到施工过程中，从而在地铁隧道施工中被广泛应用

    例如广州地铁5号线及上海地铁2号线在进行隧道修建时，都曾采用浅埋暗挖施工的技术方法

     　　1.2、盾构施工技术方法

    盾构施工是一种既能支撑地面土层压力，又能实现在地层中推进的钢筒结构

    随着盾构施工方法在地铁隧道修建过程中的广泛应用，目前我国据不完全统计已有60多台盾构机，盾构施工方法适用于既有坚硬岩石又有软弱土质、富含流沙或断裂等复杂地质的地铁隧道修建中

     　　盾构施工方法的具体操作如下，首先在进行盾构施工前，修建一竖井，然后再竖井内安装盾构;其次是在盾构在地层中每推进一环距离，就立即的在盾尾的支护下现浇一环衬砌，同时向一环衬砌外围的空隙中压注水泥砂浆;最后盾构的再次推进由一环衬砌来承担，并将挖出的土体通过竖井运送出来

    如此循环推进，来实现地铁隧道的修建

    盾构具体工作原理如下图所示： 　　1.3、 钻爆施工方法

    钻爆法主要适用于施工区域处于坚硬岩石地层的地质条件下，进行对地铁隧道钻爆开挖及喷锚支护的施工，例如我国重庆、青岛等城市在地铁隧道修建过程中都曾使用钻爆法进行施工

    钻爆法首先可依据具体的施工环境，采取管棚、钢架等支护手段，其次是对要修建隧道区域进行钻爆，然后运出钻爆的土石，进行喷锚支护、灌注衬砌的施工

     　　1.4、混合施工方法

    混合施工方法，即根据地铁隧道修建的具体情况，在复杂地质条件下施工过程中采用两种或两种以上的施工技术方法

    此种施工技术方法能够有效灵活的应用在地铁隧道的修建中，例如盾构法与暗挖法的有效结合、浅埋暗挖法与明挖法的有效结合等

     　　2、复杂地质条件下地铁车站的施工技术方法

     　　在复杂的地质条件下，地铁车站的施工通常采用人工挖孔桩护壁的施工技术

    采用人工形式挖孔桩不但施工方便、不需要大型机械的进入，而且进行人工挖桩可直接明确的检查桩的外形尺寸，并了解持力层的情况，从而保证桩受力性能的可靠度，进而保证整个地铁施工的安全性和可靠性

     　　3、复杂地质条件下地铁修建的辅助施工技术方法

     　　2.1、注浆法

    注浆这种辅助施工方法，主要对于施工区域软土层的地质条件下具有加固地层及防水的重要作用，从而防止隧道挖掘中出现坍、陷、沉等状况

     　　2.2、高压旋喷法

    高压旋喷法主要辅助于浅埋暗挖施工及盾构施工，用于对地层的加固，特别是针对于隧道施工中的软弱地层

     　　综上文所述，我国的地铁建设已经进入了一个快速发展的阶段，然而随着地铁建设越发的广泛，对地铁建设的施工技术及方法的要求也会随着增高

    由于地域的差异，复杂的地质条件将对地铁的施工造成影响，因此本文就复杂地质条件下地铁工程的施工技术进行了科学有效的分析，盾构法和浅埋暗挖法成为目前应对复杂地质条件的主要选择

    复杂地质条件下的地铁隧道施工过程中，对于施工技术方法的选择及操作至关重要，所以应不断探索研发出更多的施工技术方法，来应对施工中不同的复杂地质，从而促进我国地铁建设的深度发展

     　　参考文献： 　　【1】、梁孟孟.浅析地铁施工技术.建筑工程报告.2011.10. 　　【2】、丁阳.复杂地质条件下隧道结构的设计与施工.地铁隧道工程技术.2005.01. 　　【3】、地铁车站复杂地质条件下人工挖孔桩施工.中国城市轨道交通研究会.2008.05. 　　【4】、洪三金.复杂地质条件下地铁深基坑优化设计与施工技术.广东土木与建筑.2010.08 　　【5】、张涛.地铁工程施工技术纵览.中国易修网.2006. 07.

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