摘要：考虑钢筋混凝土U型槽结构产生裂缝的因素，结合武汉市东湖国家自主创新示范区有轨电车T2试验线U型槽结构的实际情况，分析U型槽裂缝产生的原因，并提出控制措施。
关键词：U型槽 裂缝 原因分析 控制措施
1.概况
1.1裂缝的发生
武汉市东湖国家自主创新示范区有轨电车T1、T2试验线工程，为华中地区首条有轨电车工程，其中T2线在下穿新武黄立交桥匝道时采用钢筋混凝土U型槽结构。该U型槽里程全长640m，分单线和双线两种布置，总长度为1008m。线路中心线两侧布置抗拔桩，底板、侧墙厚500mm，墙高1.2m～5.4m。侧墙和底板采用C35防水混凝土，抗渗等级P8。
我标段K7+440～K7+540段主体结构施工，在拆除模板后，陆续出现侧墙竖向裂缝和底板不规则裂缝，经现场测量裂缝宽度大约在0.05mm～0.3mm之间。裂缝的出现有一定的规律性，在浇筑后5d～10d出现，20d～35d左右基本稳定。
1.2裂缝调查
经过对K7+440～K7+540标段裂缝数量及分布情况进行现场调查，发现该段U型槽裂缝宽度＜0.2mm，长度＜2m，非贯穿性裂缝占主要部分，主要类型为：
①侧墙竖向裂缝：出现在U 形槽侧墙，在浇筑完毕后 5d～8d 左右开始出现，其形状呈垂直状，从墙顶至墙底， 位于每节 U 形槽的墙中位置，U 形槽内分隔墙也会出现此类情况。
②沿对拉杆延伸裂缝：此类裂缝出现在 U 形槽侧墙的个别对拉螺杆下方，其形状为垂直状，长度较短。
③底板裂缝：纵横向裂缝均有。
2.原因分析
U 形槽侧墙出现裂缝的原因是多方面的，如温度应力作用、砼的水化热作用、砼自身收缩作用、砼浇筑时振捣不充分、养护条件差、施工队伍质量意识不过关等，均有可能使U型槽侧墙和底板产生裂缝。
2.1温度应力作用
钢筋混凝土结构随着温度变化会产生热胀冷缩变形，如果混凝土表面与内部温度变化不一致，此变形会受到约束，在混凝土内部即会产生应力，当此应力超过混凝土抗拉强度，混凝土即会出现裂缝。
2.2混凝土的水化热作用
水化热大是造成混凝土内部温度过高的直接原因，从而引起 U 形槽温度裂缝。引起混凝土水化热大的原因主要是：a.水泥用量大，采用的骨料和水温度较高；b.混凝土浇筑施工时外界温度较高；c.混凝土入模前钢筋和模板的温度较高；d.侧墙混凝土浇筑时，分层浇筑的层高过高。
2.3混凝土自身收缩作用
U 形槽主体结构的混凝土强度为 C35，采用泵送技术进行施工。因混凝土需达到泵送要求，其坍落度要求在 160±20mm 左右，其同一强度的混凝土相对于传统的半干硬性混凝土水泥掺量多，碎石粒径小，水掺量多，这三大原因极易使混凝土产生收缩裂缝。
2.4混凝土浇筑时振捣不充分
骨料在振捣沉落过程中，若受钢筋及模板表面阻力的作用，部分骨料很难到达钢筋或对拉螺杆的下方，加上混凝土自身的收缩变形，使侧墙在局部的对拉螺杆下产生裂缝。在U型槽混凝土振捣时，如果某部分混凝土漏振或少振，也会产生裂缝。
2.5养护条件差
混凝土在拆模后，应根据天气状况及温度及时养护。拆模后，混凝土仍处在塑性状态时，没有及时覆盖，受风吹日晒，表面水分蒸发过快，产生急剧的收缩，而此时混凝土强度甚低，不能抵抗这种变形应力导致裂缝产生。
2.6施工队伍质量意识不过关
工人的质量意识及施工技术跟混凝土的质量有直接的关系。若施工队伍质量意识差，技术交底不到位，就会出现漏振、分层浇筑层太高或按侧墙高度一次浇筑等野蛮施工，极易使墙体产生裂缝。
2.7 U型槽跳仓法施工节长过长
由于设计计算时，U 形槽的节长考虑过长，混凝土浇筑完成后，混凝土水化热会很高，由于配筋过多，容易产生收缩裂缝。
2.8钢筋保护层过厚
因 U 形槽侧墙特殊环境的要求，钢筋保护层厚，一般为 50mm 左右，较厚的保护层使该部位混凝土收缩时不能获得钢筋的约束，形成裂缝，并可能进一步发展。
2.9膨胀带间距设置不合理
为减少混凝土收缩、防止混凝土开裂，采用跳仓法的同时考虑采用膨胀带，间距30～60m，带宽2m。
3.混凝土裂缝的控制措施
控制混凝土水化升温，延缓降温速率，减少混凝土收缩，改善约束条件，提高施工单位的质量意识，能有效防止和控制U型槽混凝土裂缝的产生。
3.1 原材料的控制措施
①水泥选用较低水化热的普通硅酸盐水泥，来降低混凝土的绝对温升值。②采用 5～40mm 颗粒级配的石子，控制含泥量小于1%，在拌和混凝土前应采用措施降低粗集料的初始温度。③采用级配良好的中、粗砂，砂率宜为 38%～45%，控制含泥量小于 1%，同样要求采用措施降低细集料的初始温度。④合理使用掺合料及外加剂。⑤水宜采用低温自来水，水质符合要求。⑥严格控制水灰比和坍落度。每次拌制混凝土之前，要现场实测砂、石的含水率，便于严格控制水灰比。混凝土泵的料斗、混凝土缸及布料管采用与混凝土同配比的砂浆进行了润滑，但不得集中浇筑在同一处；严禁在混凝土运输车上加水。坍落度应控制在14cm～18cm。
3.2施工过程控制措施
①U形槽采用分层浇注方案，每层浇注厚度不超过30cm，选择较薄厚度的浇筑层有利于水化热的释放，上一层混凝土浇注在下一层混凝土初凝之前完成。②混凝土振捣采用插入式振捣棒振捣，振捣过程中应采用二次振捣，排除混凝土因泌水，粗集料、水平钢筋下部的水分和空隙，以及上下层混凝土结合不良现象，提高混凝土与钢筋的握裹力，增加密实度，提高强度，从而提高抗裂性。③控制好混凝土入模温度，最高温度不大于30℃。对材料的温度及泵送管道进行有效的控制，做好保温措施。浇筑混凝土尽量避开中午最热的这段时间。④混凝土浇筑过程中，要随时检查模板和支架情况，出现不利情况时，马上进行补救措施，以防混凝土大面积弹模。
3.3混凝土养护及温度控制措施
①混凝土浇注完成后，做好混凝土的保温、保湿养护工作，使它缓缓降温，充分发挥徐变特性，减低温度应力。②拆模时间不可过早，应等其具有一定强度后才能拆模，延缓降温时间和速度，充分发挥混凝土“应力松驰效应”。拆模后，及时回填土是控制早期、中期开裂的有利因素。养护时间采用长时间养护，不得低于14天。③加强测温和温度检测管理，实行信息化控制，随时控制混凝土内的温度变化，保证内外温差在25℃以内。超过时，应及时调整保温及养护措施，有效地控制裂缝的出现。
3.4合理设置U型槽跳仓法施工浇筑节段长度及膨胀带间距
可以通过跳仓法施工来解决大体积混凝土及超长结构引起的的温度应力及裂缝问题。跳仓法按照分块规划、隔块施工、集体成型的原则施工，底板、侧板分段长度不宜大于16m，相邻两段间隔时间不少于7天。膨胀带采用后浇带，间距和带宽要满足设计及规范的要求。
3.5做好技术交底工作
在浇筑混凝土前，施工单位技术负责人要做好技术交底和质量意识教育，以免在现场出现野蛮施工，影响侧墙混凝土的浇筑质量。
3.6浇筑前检查模板强度
浇筑混凝土之前，检查模板和支撑是否具有足够的强度、刚度和稳定性，防止模板支撑弹模产生的裂缝。
4结束语
U 型槽裂缝控制的得当与否，将直接影响整个 U 型槽的整体外观。裂缝一旦产生，虽可采用本文中提到的方法修复，但将会消耗工期，增加成本。因此在施工实践中，要根据工程所处的环境条件，认真分析每一个影响因素，采取相应的对策和措施，有效地控制U 形槽施工裂缝。
参考文献
[1]《地下铁道工程施工及验收规范》GB 50299-1999（中国计划出版社出版 2003）
[2]《建筑工程施工实用技术手册》（中国建材工业出版社 2007.4）
[3]王铁梦：《建筑物的裂缝控制》(上海科技出版社 1987 年)
[4]《混凝土结构工程施工质量验收规范》GB 50204-2002（中国建筑工业出版社 2011）