【摘 要】就我国目前所能达到的技术水平，人防地下工程混凝土结构裂缝问题是较难得到良好解决的质量问题，同时也是建筑行业普遍关心与担忧的热点问题。要克服这一质量通病，对混凝土结构中裂缝产生的原因的精准把握以及如何采取合理科学又经济易行的防治措施来控制裂缝尤为关键。本文结合在工程实践中总结的经验以及对人防地下工程混凝土结构裂缝产生原因的浅析，提出合理的防治方法。
【关键词】地下工程；混凝土；裂缝
混凝土裂缝问题是人防地下工程中的常见问题，同时研究与实践证明，混凝土结构裂缝不可避免。究其本质，混凝土有多种不同属性的材料混合而成，本身就是一种脆性材料。在一定的温度、压力或者不同的外部条件的作用下，裂缝极易出现。而在人防地下工程中，混凝土结构的防水问题一向被视为施工的关键控制要素，渗透质量的提高有赖于工程过程中对裂缝的有效预防和及时控制，这对人防地下工程混凝结构的稳定性和持久性具有重要意义，同时是现在摆在建筑行业面前亟待解决的问题。
一、人防地下工程混凝土结构裂缝成因浅析
1. 施工工艺不合理
当混凝土倒振不足或过振时，会使得混凝土局部出现不匀质的状况，甚至出现离析泌水的情况，这造成混凝土局部塑性收缩不均匀，以致出现裂缝。而在一些工程的前期，往往就出现混凝土裂缝，这种裂缝往往沿着钢筋开裂，V字形的裂口深浅不一。这通常是由于施工过程中过度关注混凝土坍塌度的提高，使其易于摊平铺展，在混凝土运抵施工现场后，工人私自向混凝土中注入水，同时混凝土过振使得混凝土的盖板部位出现了裂缝。[1]
2. 养护措施不完善
通常来说，混凝土浇筑完毕的前几个小时是进行养护的关键时期，尤其对于高温环境下的混凝土，及时的保湿养护可以有效避免由于混凝土早期失水过多而产生的收缩性裂缝，这是一种表面开裂，也是施工过程中常遇到的。
二、地下工程混凝土结构裂缝的分类
1. 以裂缝成因为依据
（1）变形引发混凝土开裂：前面对混凝土结构裂缝成因的浅析中提到，一定的温度、压力或者其他外部条件下混凝土容易产生收缩、膨胀和局部的沉陷。这种裂缝的主要特点是发生变形，外部的约束或限制使其产生一定的内应力，这种内应力不断增大达到一定的数值后裂缝产生，变形的要求得到满足，同时内应力减小。这种裂缝通常具有较大的宽度，较小的内应力，不影响荷载但会使耐久性大大降低。
（2）由外部的动、静荷载直接或次应力引发的裂缝。国内外的调查研究均显示，在人防地下工程中，变形引发的混凝土开裂和荷载引发的混凝土开裂比例达到8：2。
2. 根据裂缝的形状不同
混凝土的裂缝形状往往大相径庭，既有表面的裂缝，又有深入的裂缝，有连续的裂缝也有断开的裂缝，按照方向还有横向、纵向与斜向，根据对角线来看还可以分为上宽下窄、上窄下宽、外宽内窄和外窄内宽等。
3. 裂缝所处的状态不一
不同环境下，裂缝所处的状态往往不一样。它可能是运动着的、不稳定的，也可能是闭合的、极为稳定的。当裂缝处于运动着不稳定的状态时，通常考虑对其周围的加固来补救和控制，而通常来说，闭合的稳定的裂缝是可以持久应用的。
三、管窥混凝土抗裂能力的影响因素
在工程的实践过程中，浇灌的混凝土的体积往往非常庞大，拥有足够的用量和较大的厚度，由于必须符合结构设计的要求，因而不同地方的厚度跨度较大。像这样的地下工程，主要有以下几个方面的因素会对其混凝土的抗裂能力产生影响。
1. 抗拉指数
对于大体积的混凝土来说，抗拉指数是衡量其抗裂能力的重要参数，它主要由两部分组成，一是水泥浆的抗拉指数，二为与骨料的胶结能力的强弱。从理论上来说，混凝土结构的抗拉指数与混凝土的抗裂能力成正相关。[2]
2. 弹性模量
所谓混凝土的弹性模量，事实上是混凝土产生形变时单位面积内需要的应力大小。骨料的弹性模量和混凝土的灰浆率是决定混凝土的弹性模量的重要因素。理论来上讲，混凝土拥有越高的弹性模量，混凝土的抗裂能力反而越低。在实践总结中我们发现，我们可以基本假定混凝土的拉伸弹性模量与压缩弹性模量是相同的，而事实上，前者略小与后者。
3. 关于徐变
混凝土的徐变通过对混凝土温度应力的影响来改变其抗裂能力。混凝土的徐变与温度应力成反比。当徐变增大时，温度应力随之减少，此时混凝土的抗裂能力增强。而影响混凝土的徐变的因素也是多样的，诸如混凝土的温度、水泥的品种类别、灰浆率以及粉煤灰掺量等。与混凝土的弹性模量相似，其拉伸徐变略小与压缩徐变。若之看其早龄期时，拉伸徐变通常保持在压缩徐变的0.8。
4. 线膨胀系数的影响
混凝土线的膨胀系数影响其温度形变，相应的温度应力发生改变以此来影响混凝土的抗裂系数。一般来说，混凝土的线膨胀系数变小时，温度变形也减小，温度应力随之减小，此时混凝土的抗裂能力增强。而混凝土的线膨胀系数与骨料的线膨胀系数密切相关。骨料的线膨胀系数根据岩性的不同而不同，按照从大到小可以排序为石英质、砂岩、花岗岩、玄武岩、石灰岩。通常来说，水泥净浆的线膨胀系数要大于骨料的线膨胀系数，由此来说，用较多的水泥时混凝土的线膨胀系数大，而若用较多的骨料相应的混凝土的线膨胀系数较小。[3]
四、地下工程混凝土裂缝的防治
1. 关于设计结构
首先，混凝土膨胀加强带的设置不容忽略，使用混凝土膨胀加强带的连续浇筑，换句话说，将混凝土膨胀加强带浇筑在收缩应力相对较大的地方，以增大该地的膨胀量，对混凝土的收缩进行补偿，以提高混凝土的抗裂能力。其次，防裂钢筋的设置可以有效防治混凝土裂缝的产生。构造筋的增加可以有效地提高混凝土的抗裂性能。对于人防地下室的外墙筋的采用要注意直径小、间距小，以使得构造筋达到一定的条件发挥温度筋的功效，从而提高抗裂性能。
2. 把握好混凝土的配合比
首先是水泥的选用，选用低水化热值的水泥，以复合硅酸盐为主要材料，对单位水泥用量进行控制。第二，对粉煤灰的选用。使用优质的矿物掺合料的一级粉煤灰来替代百分之三十的水泥，可以降低混凝土的水化热峰值，对细粉料进行补充，提高包浆率，对混凝土的和易性进行改善，为泵送减小难度，同时对增加混凝土的耐久性、密实度具有重要作用，减小开裂的风险。此外，泵送剂的使用首选萘系高效减水剂，可以将混凝土的单位用水量有效降低，从而提高混凝土拌合物的和易性，加大坍落度与混凝土的流动，防止水分缺失引起的开裂。最后，膨胀剂的选择。将掺UEA型混凝土膨胀剂掺入混凝土，不仅有效降低了水热化温度，同时完成了补偿收缩。
3. 控制好施工工艺
加固模板，强化支撑避免模板的变形；控制浇筑时拌合物的自由落差，注意分段进行，避免出现施工缝；保湿养护措施必须及时的进行，塑料薄膜顶浆覆盖可以使膨胀剂的功效得到更好的发挥；最后要重点强调的是对关键部位的控制，首先是对施工缝的处理技巧，采用混凝土膨胀加强带的方法，对施工缝进行一次性施工，同时将止水钢板设置在水平施工缝，橡胶止水带置于止水钢板两侧，在浇筑新的混凝土前不要忽视清理工作。其次，对于每一个预埋件都要加焊止水环，不能出现漏浆现象，混凝土的浇筑过程中，将混凝土振捣好，以防蜂窝现象的发生。
五、结语
分析研究来看，人防地下工程混凝土结构裂缝的产生原因是多元的，也是不唯一的。裂缝的产生机理复杂又多样。伴随着我国经济的腾飞与科技水平的不断提高，人们对这一课题的认识与探究定会不断深入，混凝土裂缝问题的解决也会在实践的丰富中不断成熟。这对于我国地下工程的完善和发展具有非凡的意义。
参考文献：
[1]富文权， 韩素芳. 混凝土工程裂缝分析与控制[ M]. 中国铁道出版社，2008.
[2]王铁梦. 超长大体积混凝土裂缝控制， 混凝土工程新技术[M]. 北京： 中国建材工业出版社， 2009.
[3]吴中伟. 补偿收缩混凝土的新动向， 建筑物裂渗控制新技术[ M]. 北京： 中国建材工业出版社， 2010.