裂縫原因調查分析

　　為了分析水泥混凝土路面的力學響應，找出混凝土路面開裂的原因，需要深入了解路面的施工情況，鉆孔取芯是調查路面施工情況比較常用和有效的方法。

　　路面現場取芯

　　取芯目的和方法。為了進一步直觀地了解隧道水泥混凝土路面使用現狀，為路面破壞成因分析提供依據，對典型路段進行現場取芯。取芯機鉆頭內徑為100mm，能取芯樣最大長度為150cm，根據隧道的路面結構，能滿足芯樣取透基層的要求。

　　現場取芯的主要目的包括了解芯樣完整性；了解水泥混凝土板的厚度和強度狀況；了解典型病害處混凝土板破壞情況；了解混凝土板下的基層狀況。

　　1.根據取芯目的確定取芯位置，對于破壞板可同時取2個芯，一個取在開裂處觀測裂縫狀況，另一個取在裂縫附近表面無縫處，取出芯樣檢測其強度狀況。

　　2.為了查找是否存在切縫時間不及時的原因，在縱向切縫和橫向切縫處進行了取芯，看切縫處是否預裂。

　　3.用取芯機將芯樣取出，主要考察芯樣完整性、板的狀況和基層狀況。具體包括面層混凝土質量如何，芯樣厚度是否達到要求，基層是否完整等。

　　取芯結果分析。取透基層的芯樣共3個(見圖一)，將取出的芯樣狀況與路面板表面狀況比較，可得到以下結論:

　　（1）部分發生斷裂的水泥混凝土板，板表面質量較差。

　　（2）基層成型狀況與板塊斷裂與否沒有明顯的相關性，部分斷裂板下的基層完整，而表面無破損板下基層也有松散的情況。

　　（3）縱向開裂位置取芯結果顯示，基層是開裂的。

　　（4）施工單位沒有按設計要求在面層與基層之間設置0.6cm厚熱灑改性瀝青撒布瓜米石滑動封層。

　　原因分析

　　隧道水泥混凝土路面產生裂縫的過程比較復雜。從本項目情況來看，與以下幾個環節都有著一定的關系。

　　存在切縫不及時的現象。切縫施工主要是要把握好切縫的時間。新建橫向縮縫鋸縫分兩次進行，要嚴格控制第一次鋸縫時間，第一次橫向縮縫頂部應鋸切槽口深度為設計縫深的2/3，寬度為3mm；第二次鋸縫寬度為5mm，深度達到設計深度。切縫時間采用度時積來控制，一般切縫時間的度時積在200℃h，最遲切縫時間不得超過24h。

　　根據施工記錄顯示，現場工人施工順序是先進行橫向切縫，然后再進行縱向切縫，但是由于切縫機偏少、切縫作業不連續等原因，大部分橫向切縫時間比較及時，而大部分縱向切縫時間比較滯后，為了進一步進行驗證，分別在出現縱向開裂的路段縱向切縫處（切縫不及時）和橫向切縫處（切縫及時）進行了取芯，其中縱向切縫處取了4個芯樣，結果顯示縱向切縫處混凝土板均沒有預裂，橫向切縫處取芯1個，結果顯示橫向切縫處混凝土板預裂，由此說明切縫及時會在混凝土板切縫處產生預裂,見圖二。

　　下承層存在缺陷。基層、底部基巖存在松散現象，同時基層縱向施工縫與面層縱向裂縫較為吻合，基層狀況與原設計情況差異較大，基底滲水嚴重，加上基層存在開槽排水處理的現象，在車輛荷載的作用下，加速了縱向裂縫的形成。

　　沒按要求設置滑動封層。混凝土板和基層的連接狀況不同，會使板內產生的應力狀況有所不同，沒有按設計要求在面層與基層之間設置0.6cm厚熱灑改性瀝青撒布瓜米石滑動封層，給隧道水泥混凝土路面留下了質量隱患。

　　水泥混凝土的養護不到位。混凝土的養護對其早期強度增長和防止收縮裂縫極為重要。目前普遍存在忽視混凝土養生的現象，促使溫縮裂縫和干縮裂縫的發育，造成隧道水泥混凝土路面過早出現裂縫。隧道路面混凝土澆筑后，逐漸開始凝結硬化。當空氣中相對濕度較小時，混凝土中水分就會不斷地被蒸發掉，造成混凝土由表到里逐漸失水，出現干縮裂縫；而水泥水化熱引起的溫度變化隨混凝土的齡期按指數關系增長，一般在3～6天達到最高溫度。隨著齡期的增長，彈性模量的增高，對混凝土內部降溫收縮的約束也愈來愈大，以至產生了很大的拉應力，當混凝土抗拉強度不足以抵抗這種拉應力時，便開始出現溫縮裂縫。

　　干濕變化較大。出現縱向裂縫的路段地下水較為豐富，隧道內干濕變化比較大可能也是加速縱向開裂的原因之一。

　　處治措施及建議

　　目前,水泥混凝土路面裂縫修補的主要方式有化學壓力灌漿表面處理法、填充密實法等。結合本項目的實際情況，采納了如下措施及建議：

　　1.根據合同要求，混凝土的斷板塊數要求為0,裂縫位置均應整塊板進行更換處理。

　　2.換板時發現A1號隧道水泥混凝土路面返工路段左幅K36+020、A3號隧道左幅K38+445、K38+925、K39+055、K39+190附近基底滲水較多，抽檢最大水深達28cm，根據現場滲漏情況，綜合分析論證，采用以引為主的方法處理該滲漏水問題，方案具體如下：對于路面基層施工縫有滲漏水部位，沿路面基層施工縫走向，鑿開寬150mm、深200mm的矩形槽；矩形槽底按路面橫坡引至隧道低側的縱向暗溝，槽內埋設φ100HDPE雙壁打孔波紋管；HDPE管打孔大小Φ3＠30mm，環向范圍270度，要求機械打孔及外裹無紡土工布，以防淤塞；在槽中用10mm-20mm的潔凈碎石填筑至盲管兩邊并埋住盲管，上方用無紡布通長覆蓋、水泥膠封閉，再用細石混凝土與路面基層面找平。

　　3.加強對未施工水泥混凝土面層的下承層檢查，對不符合要求的基層應返工處理。

　　4.加強對水泥混凝土路面切縫的管理，加大投入，及時對水泥路面進行縱橫向切縫。

　　5.對下承層工作進行徹底清理，確保施工程質量。

　　6.督促施工單位完善質量保證體系,落實質量責任制,按照規定要求加強對原材料、實體工程質量的自檢工作；嚴格各工序質量檢查，按設計要求在面層與基層之間設置0.6cm厚熱灑改性瀝青撒布瓜米石滑動封層，對關鍵工序制定有效的質保措施，嚴格按批準的施工方案施工。

　　經過對隧道水泥混凝土路面質量問題進行分析并采取相應的控制措施后，該高速公路隧道水泥混凝土路面沒有再發生類似的裂縫現象，說明該控制措施能較好地解決隧道水泥混凝土路面裂縫問題。