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1、电缆沟墙身裂缝原因分析及控制上海市电力公司久隆集团电力电缆工程有限公司滕敏洪【摘要】本文主要阐述电缆构筑物之一电缆沟墙身裂缝，通过正反案例较全面分析了电缆沟墙身结构产生裂缝及变形的原因，指出产生裂缝及变形的危害性，介绍工程设计、地基处理、施工技术等一些可行性措施，如何控制电缆沟墙身结构裂缝及变形的产生。【关键词】电缆沟墙身裂缝原因分析控制措施前言在电缆构筑物的设计中，地下电缆沟设计的标高一般为-2 m左右。在上海的一些地区，通常会因为地基持力层变化，而导致基础超深超挖情况的出现，按正常施工顺序电缆沟将会置于很厚的填土地基之上。电缆沟大部分不与其它电缆构筑物（排管等）同时施工，施工期一般总是滞后
2、，导致工期较紧。由于电缆构筑物是以钢筋混凝土为结构，在整个施工过程中，因一系列设计、材料、施工、维护较易引发的电缆沟墙身结构裂缝产生。一、电缆沟裂缝产生原因及分析电缆沟墙身产生裂缝的原因主要有以下几大类：首先，地基(地质结构原因、填土地基方法等) 不均匀沉降引起的裂缝；其次，一些其他因素的变形变化也会导致裂缝的产生，例如温度、收缩、膨胀、徐变以及塑性收缩等；另外还有一些外荷载的直接应力以及结构次应力，也都会导致裂缝的产生。1、地基(地质结构、填土地基) 不均匀沉降引起的裂缝上海位于北纬30403153，东经1205112212。近年上海外环线以内中心城地面沉降量为7.8毫米/年，虽然上海市大部
3、分地区地面沉降量已控制在10毫米以内，但部分地区的沉降仍大于10毫米，尤其是上海地质结构的浅部软土层呈沉降速率不断增大的流变状态，目前有关地面沉降复合控制有效措施还在进一步研究。地基不均匀沉降表现在两方面：电缆构筑物施工先后顺序不同的不均匀沉降；沿电缆沟纵向长度方向上的不均匀沉降。通常情况下回填土都是沿着电缆沟的纵向，但是沿纵向电缆沟回填土的含水量、夯实密度以及回填土质都会因为施工安排、天气以及夯实等因素而不同，如果不对施工中的回填土施工质量进行有效控制的话，回填不紧实的情况就容易出现，会直接引起地基的不均匀沉降，从而导致电缆沟墙体裂缝。同时，由于沿电缆沟纵向回填土的厚度不一致,电缆沟的上方的
4、建筑物和构筑物不同，都会引起沿电缆沟填土地基上部、纵向线性上荷载的不均匀分布，从而导致沿电缆沟纵向的不均匀沉降，所以，其所造成的附加应力也就会引起电缆沟出现纵向弯矩或者是相对弯曲。2、干燥收缩所引起的裂缝混凝土的养护条件或者干燥条件不好的话，其中的水量蒸发也就比较大。水量从一些毛细孔缝中溢出，就会产生一定的毛细压力，这样也就引起了混凝土“毛细收缩”的产生。另外混凝土的干燥值一般为0.04%0.06%，但是其极限拉伸值却只是0.01%0.02%，混凝土干缩裂缝也就容易产生。3、温差收缩所引起的裂缝 混凝土的内部会因为温差而产生温度阶梯，并会产生一定的弹性约束。这样自由温度所产生的自由变形，再加上
5、约束变形，也就导致了温差应力的产生。混凝土的自由内外温差在2030 时，那么理论上的冷缩值就应该是0.020.03，但是其极限拉伸值仅有0.010.02，所以比较容易出现结构开裂。但是如果混凝土的结构属于连续式，那么即使在以上温差作用下，混凝土所承受的也是连续式约束，所以其所引起的实际收缩值要小于理论值。4、塑性收缩所引起的裂缝塑性变形是混凝土在初凝前的沁水和水分的急剧蒸发，导致失水蒸发，骨料和水泥之间产生不均匀的沉降变形引起的。引起混凝土塑性变形的因素比较多，例如水泥量大、振捣不良以及变形、表面失水大等，其裂缝多出现在电缆沟的转角和预留孔洞等地。5、不对称回填引起的裂缝在电缆构筑物的回填中通
6、常采用的都是电缆两侧对称回填，要尽量避免在回填土上行驶大型机械，以免对侧向压力进行增加。不然侧壁纵向受压，侧向受弯裂缝和受弯裂缝也就会出现变形和损坏情况。6、现浇钢筋混凝土材料引起的裂缝有时一次性浇筑的电缆沟很长，那么增加混凝土水灰比、含砂率以及坍落度的方法，通常是加减水剂和泵送混凝土施工，但是这样去非常容易引起开裂。通过实验已经得知：混凝土中多余的水分会在成型的时候上升在粗骨料的底面，形成的水囊；另外再加上水泥石在出凝时的收缩，就会在水泥石和骨料的结合面上形成的界面裂缝。这种情况是无法避免的，如果再受到温差、荷载以及不均匀沉降等的作用，其裂缝会越来越大，对构件也就会产生巨大影响，甚至会导致坍
7、塌事故的出现。因此，在混凝土的制作过程中，水泥品种、水泥用量、单位用水量、粗骨料和细骨料质量是引起的裂缝的内因，只有从原材料品种、配制、搅拌、运输、浇灌、养生、综合考滤，才能控制混凝土不出现或少出现裂缝，做到不裂不渗。图1 钢筋混凝土材料引起的裂缝图7、工程中施工原因所引起的裂缝电缆沟在施工工序上通常会被安排进行二次或者三次施工，底板、顶板和侧壁，甚至是顶板和侧壁的浇筑要分开进行。底板和侧壁的浇筑间隙期比较长，通常需要半月或一月，这样新老浇筑的混凝土因为时间问题就会使底板和侧壁之间产生会收缩应力，造成自我约束力，一旦这种力超过钢筋混凝土的极限抗拉能力，裂缝就会出现。还有施工中的新浇筑早期拆模，
8、在表面引起很大的拉应力，出现“温度冲击”现象。在混凝土浇筑初期，由于水化热的散发，表面引起相当大的拉应力，此时表面温度亦较气温为高，拆除模板表面温度骤降，必然引起温度梯度，从而在表面附加一拉应力，与水化热应力迭加，再加上混凝土干缩，表面的拉应力达到很大的数值，就有导致裂缝的危险。图2 钢筋混凝土超强自约束力引起的裂缝图二、裂缝的危害性按照形状，裂缝通常被分为表面裂缝和贯穿裂缝；按照走向，裂缝被分为横向裂缝和纵向裂缝。其中裂缝不良后果中，渗漏水占到60%。裂缝通常情况下对混凝土安全性和耐久性没有影响，但是对其使用功能以及设施的安全性影响加大，裂缝小于0.10.2mm，即可认为是无害裂缝，只在表面
9、进行简单封闭就行，如果想确保万无一失，可以做柔性防水层。但是要对宽度较大以及贯穿裂缝进行高度重视。三、裂缝控制1、从设计方面进行控制（1）纵向受力角度和平面刚度等的考虑电缆沟的平面刚度在施工过程中的变化比较大，所以混凝土的温度、收缩能力是不同的，平面内沿电缆沟长度到达地基的沉降也是不同的，在一些刚性比较薄弱的地区会存在集中应力，这样混凝土开裂情况非常轻易出现。所以，在设计的时候，要对其结构突变进行避免，即使无法避免，也要在这些部位增加构造配筋或者是设置护角角钢，对其平面刚度进行加强。（2）超长混凝土无缝设计建筑结构裂缝控制与防水新技术一文中曾提到把伸缩缝采用UEA膨胀加强带代替。建筑物的裂缝控
10、制一文中也曾指出长度和混凝土的最大约束应力没有关系，在理论上材料的强度只要没有超过其最大约束应力，任意长度内就可以不对施工缝进行设置，也不会开裂。2、从地基处理上进行控制（1）置于深厚的回填土上的电缆沟一般情况下都是在深厚的回填土上，其细长的结构对于长度方向上的沉降特别的敏感，尤其是不均匀沉降，所以说对回填土进行有效的处理，也可以减少裂缝的产生。通常采用的方法就是重锤强夯法或灰桩挤密发法等。在地基处理过程中，还要注意防止雨水及施工用水浸泡地基，否则会加剧电缆沟裂缝的产生。（2）置于坚硬混凝土上的电缆沟一条电缆沟通常都是一部分处在坚硬的混凝土上，其坚硬的混凝土其收缩性比新浇筑的要小，所以这种处在
11、坚硬混凝土上的地基收缩变形大。混凝土的拉裂是由于两者之间所产生的收缩应力造成的。其处理措施3、电缆施工上的处理施工中导致电缆沟构筑物结构裂缝产生的人为因素主要有：技术管理不严、偷工减料、抢赶速度以及浇筑粗糙等。下面就来讨论混凝土的二次振捣技术以及混凝土的养护与维护。（1）混凝土的二次振捣技术。二次振捣技术的主要作用是对混凝土中的微裂缝进行减少，以提高混凝土的密实度和强度，对其抗裂和抗渗性能进行提高。通常二次振捣所添加的是缓凝性减水剂，其坍落度主要是控制在1216 mm，并且要保证两次振捣间隔时间不要超过混凝土的初凝时间；（2）混凝土的养护以及维护。混凝土的养护以及维护最主要就是保湿养护，可以尽
12、量延长混凝土的拆模时间，另外在混凝土建筑的最初几天一定要加强保湿养护。正面论证案例：长治路-吴淞路电缆排管工程。浇筑中采用二次振捣技术、浇筑后混凝土的养护与维护”等等措施应用效果也是比较好的。从设计、材料、施工、维护四个方面综合解决，保证混凝土结构的安全性、稳定性、耐久性和无渗漏水。采取多种科学的、可行的预防手段和处理措施，电缆构筑物结构混凝土的裂缝是完全可以避免的。四、结束语通过以上对电缆构筑物的电缆沟墙身结构产生裂缝之间的关系,进行了理论和实践上的初步探讨。虽然，学术界对于建、构筑物的混凝土裂缝的成因和计算方法有不同的理论，但，对于具体的预防和改善措施（设计上处理、地基的处理、施工的技术处
13、理）种种技术手段，还是比较统一的。同时在电缆沟的施工实践中，本文详细介绍的“设计上从纵向受力角度及平面刚度等考虑、超长混凝土无缝设计、置于深厚的回填土上的地基各种处理方法、置于坚硬混凝土上的减小收缩应力、浇筑中采用二次振捣技术、浇筑后混凝土的养护与维护”等等措施应用效果也是比较好的。在电缆构筑物（电缆沟、排管管道、电缆工井等大开挖土建设施）混凝土的浇筑施工中，结构裂缝控制主要是从设计、材料、施工、维护四个方面来进行综合解决，保证混凝土结构的安全性、稳定性、耐久性和无渗漏水。这就要靠我们结合本地区的实际情况，在施工中多观察、多比较，出现问题后多分析、多总结，采取多种科学的、可行的预防手段和处理措施，电缆构筑物结构混凝土的裂缝是完全可以避免的。【参考文献】：1游宝坤.建筑结构裂缝控制与防水新技术M.中国建材出版社. 1998.2王铁梦.建筑物的裂缝控制M.中国建筑出版社. 1997. 2012年10月
