南昌市政工程大体积混凝土施工裂缝综合控制技术研究可行性研究报告江西中捷工程建设有限公司二0一二年五月第一节.选题的必要性目前我市正处于市政基础设施建设高速发展期，过去的一年，滕王阁隧道完工、洛阳路火车站下穿隧道、沿江中南大道改造正在进行紧张的施工，拟建项目有青山湖隧道二期、朝阳大桥、红谷隧道等正在进行前期研究论证工作，所有这些市政项目的必然涉及到地下大型混凝土施工，最具代表性的是南昌市轨道交通地铁工程建设。以目前开工建设的南昌地铁工程轨道交通Ⅰ号线为例，工程大部分地段穿越南昌市老中心城区，建筑物多且时间早，人口稠密，道路两侧地下管线非常密集，交通流量集中。沿除经中山路、八一广场、北京路、紫阳大道等城市主干道和彭家桥互通立交、铁路立交等既有高架线路，并穿越赣江、抚河、东湖、玉带河、瑶湖等地表水系。同时拟建线路经过赣江冲积平原Ⅰ、Ⅱ阶地，场区大地构造隶属我国东部华南扬子淮准地台南缘，紧邻华南加里东褶皱带，地质构造复杂，断裂及其裂陷盆地均很发育，地下水类型及埋藏条件较为复杂，有上层滞水、空隙水‘裂隙溶蚀水三类，其中尤以孔隙水（含水层为第四系上更新统冲积砂砾石层，西段局部为第四系全新统冲积砂砾石层）变化较大；而下部基岩裂隙溶蚀水，含水段分布不均，水量变化大；各层地下水之间互为补排，水力联系密切，具有统一的地下水位。以万寿宫站为例，该站所处位置上部杂填土厚2-6.8米，地下水位很高，埋深为1.2-2.8米，且上层滞水与地下潜水连通。同时，南昌市地处亚热带季风气候区，气候温暖，雨量充沛，四季分明，多年平均气温17.8℃，最低气温-9.9℃，最高气温43.2℃。年降雨量具有分配不均的特征，每年4-6月份降雨量较集中，降水量占全年降水量的51.3%，为丰水期；11月至翌年2月为枯水期，降水量占总量的9.6%，其余为平水期。丰水期时地下水得到补充，水位上升明显。由于市政基础设施地下结构工程的侧墙、顶板、中板、底板，暗挖法施工期间的衬砌等均采用混凝土泵送现浇方式成型，结构尺寸较大，具有大体积混凝土浇筑的特性。混凝土浇筑后可产生水化反应释放大量热能，并且混凝土本身热传导性差。大体积混凝土一次浇筑量常以数百立方米计，产生大量的热量使混凝土升温，在升温阶段，水化热大量积聚在结构内部，不易散发，导致混凝土内部温度不断升高，而混凝土表面散热较快，表面温度降低，从而形成较大的内外温差。浇筑初期混凝土处于塑性状态，弹性模量低，变形变化所产生的应力较小，混凝土体积逐渐收缩，与此同时，在混凝土硬化过程中，内部水泥水化，水分蒸发以及胶质的胶凝等作用促使其体积减小，也可产生收缩变形，当这两种应力叠加超过混凝土的抗拉极限强度时，则在混凝土中产生收缩裂缝，极易出现施工裂缝，同时，南昌地处亚热带，夏季时间长，年平均气温较高，混凝土更易由于早期水化过于剧烈而产生细微裂缝。由于南昌市水网密布，湖泊众多，丰水期雨量丰富，地下水位高，地下环境特殊，导致地下工程的大部分地下混凝土结构是长期“泡在水中”。由于混凝土是一种脆性非匀质合成材料，抗拉强度只是抗压强度的1/10，要使混凝土不出现任何裂缝在工程上是难以达到的，但应防止影响正常结构的有害裂缝出现，这种有害裂缝的出现不仅会降低结构物的抗渗能力，影响其使用功能，而且可引起钢筋锈蚀，混凝土的碳化，降低结构物的耐久性，因此必须将裂缝控制在规范允许范围内。国内外工程技术界都认为，规定钢筋混凝土结构的最大裂缝宽度的目的主要是为了保证钢筋不产生锈蚀，不同规范中允许最大裂缝宽度的具体规定虽不完全一致，但基本原则相同。混凝土结构自身的抗裂性能和防水性能如何，是决定地下结构物工程耐久性和使用寿命的主要因素，因此必须加以重视。地下工程大体积混凝土施工所产生的裂缝问题历来是工程建设领域的重要研究领域，工程中有“无遂不裂”的说法，在南昌市青山湖湖底隧道的修建过程中，有21节箱涵结构，每节高7.5米，宽27米，长43米，边墙厚1米，设计水平钢筋16＠150.施工时先浇筑底板，33天后浇筑侧、中、顶板。侧墙浇筑后3天拆模，发现十多条裂缝（端头倒八字），宽0.4-0.5毫米，一直延伸到顶板，裂缝贯通，严重影响了隧道体结构耐久性。目前，国内各市政基础设施工程普遍偏重于对混凝土强度指标和抗渗性能的控制，缺乏对地下工程大体积混凝土抗裂性能的系统研究。因此，由必要结合南昌市政基础设施的建设实际，对大体积混凝土的裂缝防治和质量控制进行深入研究，为南昌市政基础设施的建设质量和安全使用保驾护航。2、项目所处技术领域产业政策随着我国经济社会的发展，大体积混凝土结构施工技术应用越来越频繁，对于大体积混凝土施工国家始终未制定相应的施工、验收标准，给相应的构筑物施工、验收带来了很大的不变。在此形式下，2009年，中华人民共和国住房和城乡