城市軌道交通地下混凝土結(jié)構(gòu)耐久性實踐

1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上城市軌道交通地下混凝土結(jié)構(gòu)耐久性分析 摘要： 隨著城市軌道交通建設(shè)的普及，地下結(jié)構(gòu)耐久性越來越受到重視。地下結(jié)構(gòu)的質(zhì)量問題直接影響到軌道交通的運營，并且維修困難較大，費用較高?，F(xiàn)有的設(shè)計規(guī)范提出結(jié)構(gòu)使用年限為100年。北京、上海作為全國較早開展地鐵建設(shè)的城市，地下結(jié)構(gòu)耐久性已經(jīng)做了大量的研究。并形成了結(jié)構(gòu)設(shè)計的指導(dǎo)意見。本文旨在對地鐵車站和盾構(gòu)區(qū)間地下混凝土結(jié)構(gòu)耐久性進行分析，并將分析結(jié)果用于指導(dǎo)施工。關(guān)鍵詞：地鐵施工、混凝土結(jié)構(gòu)、耐久性、施工一、影響地下混凝土耐久性因素分析：1、地下水 地鐵建設(shè)中，盾構(gòu)和車站結(jié)構(gòu)深度一般集中在地下15-30米左右。絕大多數(shù)位于地下水

2、中。地下水中Cl離子對鋼筋有腐蝕作用，鋼筋銹蝕引起的體積變化會對混凝土結(jié)構(gòu)造成破壞，從而影響混凝土承受荷載的能力。特別是位于承壓水中的結(jié)構(gòu)，因壓力作用造成侵蝕離子加速擴散，加大對混凝土的不利影響。2、裂縫 由于施工中諸多不利因素，造成成品結(jié)構(gòu)有少量裂縫存在，微小裂縫會因為溫度變化和受力影響而擴大，在地下水中出現(xiàn)滲漏現(xiàn)象，從而影響結(jié)構(gòu)本身質(zhì)量。地下結(jié)構(gòu)因外界受力影響較大，會出現(xiàn)開裂現(xiàn)象。混凝土澆筑完成后有些結(jié)構(gòu)不能短時間內(nèi)回填，也會造成干縮裂縫。尤其是北方溫差較大地區(qū)。另外，在地鐵運營期間，盾構(gòu)區(qū)間隧道和附屬結(jié)構(gòu)之間因為動載也會造成裂縫的增大。盾構(gòu)區(qū)間的混凝土管片是弧形結(jié)構(gòu)，表面裂紋主要是由于混

3、凝土干縮和溫差變形引起。特別是蒸養(yǎng)構(gòu)建置于常溫過程中，降溫速率較大時，混凝土在溫差變形作用下易產(chǎn)生裂縫。細小的裂縫有時肉眼很難分辨，盾構(gòu)推進過程中由于推力過大或者盾構(gòu)機糾偏造成局部受力過大都會引起裂縫的擴大。3、結(jié)構(gòu)內(nèi)部CO2對混凝土碳化作用 混凝土施工過程中鋼筋保護層厚度難免會出現(xiàn)厚薄不均，一旦碳化厚度超過保護層厚度，就會破壞鋼筋表面鈍化作用，從而加速鋼筋銹蝕。在地鐵運行期間，車站人流量較大，空氣中CO2含量較高。碳化作用對結(jié)構(gòu)影響加大。通過測試發(fā)現(xiàn)，車站結(jié)構(gòu)碳化速度約為1mm/年。4、電化學(xué)腐蝕 由于地鐵行進需要靠鋼軌為回流線，車輛運行時電流較大，軌道與結(jié)構(gòu)之間由于滲水潮濕等因素不可能完全

4、絕緣，電流會造成軌道附近金屬結(jié)構(gòu)物的電流腐蝕。混凝土中的鋼筋會在電流腐蝕作用下破壞。結(jié)構(gòu)中預(yù)埋管和構(gòu)件也會受到影響。尤其是混凝土結(jié)構(gòu)本身存在裂縫問題時，滲漏水會加速電流對鋼筋的影響，從而引起結(jié)構(gòu)的破壞，影響到結(jié)構(gòu)的強度和耐久性。5、結(jié)構(gòu)施工工藝影響 地鐵車站結(jié)構(gòu)施工受地下地質(zhì)水文等條件因素的制約，往往會出現(xiàn)很多不同的施工工藝，各個工藝之間交叉部分和工藝操作性本身不穩(wěn)定部分也是影響結(jié)構(gòu)耐久性的因素。例如很多車站都是之前規(guī)劃預(yù)留的結(jié)構(gòu)，需要和現(xiàn)在施工的結(jié)構(gòu)對接。包括盾構(gòu)的端頭井和管片交接部分，隧道管片和附屬結(jié)構(gòu)、聯(lián)絡(luò)通道的交界部分?，F(xiàn)在很多松軟含水地層普遍采用凍結(jié)法施工聯(lián)絡(luò)通道和盾構(gòu)接收，凍土融化

5、速度較慢，往往需要4-6個月時間。在此過程中混凝土結(jié)構(gòu)處于低溫向高溫過渡狀態(tài)。土體的融沉和溫度變化造成的熱脹冷縮都會對尚未達到設(shè)計要求強度的結(jié)構(gòu)產(chǎn)生影響。二、技術(shù)措施 地下結(jié)構(gòu)混凝土耐久性影響因素有很多，后期修補處理比較麻煩。這就對前期土建施工提出了更高的要求。根據(jù)以往經(jīng)驗和后期研究數(shù)據(jù)分析。需要做好以下幾個方面：1、原材要求 混凝土配比試驗要嚴(yán)格按照要求進行試配，鋼筋、防水材料等原材需做好進場抽檢工作。2、混凝土澆筑要求 車站圍護墻必須做到滴水不漏，保證內(nèi)襯墻施工不受滲水影響。模板接縫嚴(yán)密、防止跑模漏漿。做好防水層的施工。嚴(yán)格控制混凝土澆筑時間，做好冷縫處理。振搗密實，不漏振、不過振?？刂苹?/p>

6、凝土入模溫度，做好冬雨季節(jié)施工保障措施。混凝土鋼筋保護層厚度要均勻。3、養(yǎng)護 混凝土的養(yǎng)護時間要達到設(shè)計要求，根據(jù)現(xiàn)場環(huán)境把握拆模時機。車站混凝土一般都有抗?jié)B、抗裂的要求，其養(yǎng)護時間不得低于21d。寒冷地區(qū)混凝土澆筑要及時采取保溫措施，防止凍害。4、注漿 盾構(gòu)區(qū)間管片的二次注漿也是施工重點，盾構(gòu)機推進過程中不可避免會對管片造成擠壓或者受力損傷。及時壁后注漿會減小管片損傷帶來的影響。施工后發(fā)現(xiàn)滲漏點的處理也尤為關(guān)鍵，現(xiàn)有的止水工藝大都采用聚氨酯來進行封堵。但聚氨酯的止水耐久性由于環(huán)境不同也是千差萬別。很難保證百年地鐵的要求。研發(fā)新型可靠的堵漏材料也是迫在眉睫。 5、抑制鋼筋銹蝕 在環(huán)境十分惡劣的

7、情況下，對鋼筋直接加以處理,抑制鋼筋的銹蝕。除了可以改變鋼筋的材質(zhì),如使用耐蝕鋼筋、不銹鋼筋外，還可以采取以下措施: (1)鋼筋阻銹劑 (2)陰極保護技術(shù) (3)電化學(xué)趨氯和電化學(xué)再堿化 (4)鍍層鋼筋和涂層鋼筋6、建立監(jiān)控系統(tǒng) 地鐵健康監(jiān)控信息是掌握地鐵結(jié)構(gòu)耐久性狀況和進行耐久性評估的先決條件，也是正確維護和管理的基礎(chǔ)，建立健康監(jiān)控信息數(shù)據(jù)庫，從根本上提高地鐵結(jié)構(gòu)耐久性管理水平。針對地鐵結(jié)構(gòu)的耐久性損傷機理，具體包括以下幾個方面: (1)襯砌裂損記錄(裂縫、變形、腐蝕等各項檢查記錄) (2)襯砌漏水記錄(漏水量測量、排水溝流量流速檢查觀測記錄) (3)滲漏水水質(zhì)化驗(侵蝕性及侵蝕性程度) (4)氣體含量記錄 (5)地鐵結(jié)構(gòu)內(nèi)外氣溫 (6)地鐵結(jié)構(gòu)內(nèi)外風(fēng)速 (7)地鐵結(jié)構(gòu)內(nèi)外濕度三 結(jié)語： 影響地鐵工程耐久性的因素非常多，各因素之間交錯發(fā)展、互相影響，地鐵結(jié)構(gòu)的耐久性問題是一個十分重要也是迫切需要解決的問題，目前國內(nèi)外學(xué)者對這一方面的研究很少。本文對混凝土結(jié)構(gòu)的耐久性劣化因素和技術(shù)措施進行了闡述，。結(jié)合地鐵結(jié)構(gòu)形式和所處環(huán)境特點，分析了地鐵結(jié)構(gòu)耐久性損傷機理,并從混凝土施工、抑制鋼筋銹蝕、建立地鐵健康監(jiān)控信息系統(tǒng)等幾個方面提出了提高地鐵結(jié)構(gòu)耐久性措施。今后，針對地鐵結(jié)構(gòu)形式和所處復(fù)雜環(huán)境，應(yīng)展開相應(yīng)的耐久性基礎(chǔ)