3.地铁工程混凝土裂缝抗裂性能评价方法

　　对材料的抗裂性能进行评价并以此作为设计单位设计方案选定、施工单位原材料选用以及检测单位验收评价的相关依据，已成为当今一些工业国家混凝土研究领域的热点。我国在这方面的研究还比较落后。关于混凝土开裂性能的测试方法主要有无约束条件下混凝土收缩测试方法以及约束条件下混凝土开裂性能测试方法，但是，目前国家标准中尚无评价混凝土材料在约束条件下开裂性能测试的统一标准方法。此外，混凝土抗裂性能的影响因素多且影响机理复杂，所以开裂评价的确有困难。长期以来，很多研究者在大量的研究与试验基础上也提出了很多混凝土抗裂性能评价指标，但是混凝土自身热学、力学性能参数的难以测定和预估，试验方法的局限性和计算结果试验数据的可利用性不高等，都限制了混凝土抗裂评价的发展。目前国内外广泛采用的混凝土抗裂性能评价方法有以下3种：

　　(1)单轴约束试验法

　　单轴约束试验法通常有开裂试验架法和温度应力试验机法。开裂试验架能够提供较高的约束，但是约束程度无法定量，温度应力试验机法能够提供提供0-100%的约束，能够测量混凝土早龄期弹性模量、抗拉强度、拉伸徐变等热学、力学和变形参数，也能够获取混凝土早龄期的开裂温度、开裂时间等参数。研究者采用开裂试验架法研究了配筋对早龄期抗裂性能的影响，利用温度应力试验机法开展了配筋对高强混凝土早龄期开裂时间的影响。

　　因此，利用温度应力试验机，可以评价地铁工程混凝土轴向约束条件下的抗裂性能。

　　(2)圆环法

　　圆环法是目前研究人员广泛采用的评价早龄期混凝土抗裂性能的方法，并已用于高强混凝土早龄期抗裂性能研究。我国《混凝土结构耐久性设计与施工指南》和《建筑工程裂缝机理与防治指南》提供了圆环开裂试验指导方法。与温度应力试验机提供轴向约束不同，圆环法提供均匀约束，可由钢环应变推算混凝土应变。目前的圆环法主要用于素混凝土抗裂性能的研究，可以利用圆环法确定混凝土的开裂时间和比较不同配合比混凝土的抗裂性能，也可以分析侧边约束条件下混凝土的抗裂性能。

　　(3)平板法

　　平板法也广泛应用于混凝土早龄期抗裂性能评价,也用于高强素混凝土抗裂性能研究。平板法是通过周边布置一些钢筋来提供约束使混凝土开裂，平板法更多的是用于评价塑性收缩引起的裂缝，因此，适用于评价混凝土前3天的开裂风险。

　　地铁工程由于结构型式复杂，混凝土受到单轴约束、侧边约束等情况，而且由于地铁工程施工工期要求紧，很容易产生由于施工振捣不到位或养护不到位的塑性裂缝。因此，在地铁工程中不能采用单一的抗裂性能评价方法如单轴约束法、圆环法和平板法，而是应该综合采用单轴约束法、圆环法和平板法，在必要时再辅以混凝土绝热温升测量、混凝土自收缩测量、混凝土热膨胀系数测量、混凝土徐变测量和混凝土约束系数测量等。

　　4.地铁工程混凝土裂缝控制措施

　　(1)改进设计措施

　　当计算的温度应力不能满足裂缝的控制条件时，用变形缝将较长的建筑物分割为较小的变形单元，可以缩小约束范围，减轻约束作用。后浇带是避免混凝土早期收缩应力和部分差异沉降的比较有效的方法，和永久性的伸缩缝相比优势是明显的，所以现在一般都是利用后浇带取代伸缩缝的。进行适当配筋，钢筋将约束混凝上的塑性变形，从而分担混凝土的应力，推迟混凝土裂缝的出现，亦即提高了混凝土的极限拉伸。在构造设计方面进行合理配筋，对混凝土结构的抗裂有很大作用。采取增加配置构造钢筋的方法，可使构造筋起到温度筋的作用，能有效提高混凝土的抗裂性能。避免出现应力集中的现象，在结构的变断面和转角部位，由于温度收缩的作用会引起应力集中从而导致裂缝的产生。当设计上不能避免结构突变时，应作局部处理，做成逐渐变化的过渡形式，同时加强配筋，在转角处增配斜向钢筋或网片。

　　(2)原材料选择和配合比优化

　　宜采用水化热较低的水泥，不宜采用早强水泥，以降低早期温升。宜掺加适量的粉煤灰等掺合物，降低混凝土的最高温升。宜采用级配良好的中、粗砂，细度模数宜在中粗砂范围内，孔隙率小，总表面积小，可以减少用水量和水泥用量。另一方面，要控制砂子的含泥量，含泥量越大，收缩变形就越大，裂缝就越严重。宜用级配良好的碎石或卵

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