建筑施工中混凝土裂縫控制原因及其預(yù)防

劉成國

摘要：變形作用會引起工程結(jié)構(gòu)中混凝土裂縫以及其他一些問題。文章憑借在大量的施工中積累的處理裂縫的經(jīng)驗(yàn)以及堅實(shí)的理論研究，提出了建筑工程結(jié)構(gòu)中混凝土裂縫原因及預(yù)防措施。

關(guān)鍵詞：工程結(jié)構(gòu)；混凝土裂縫；預(yù)防控制；裂縫限制標(biāo)準(zhǔn)

中圖分類號：TV641.2文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A文章編號：1009-2374（2009）02-0147-02

混凝土結(jié)構(gòu)的施工，需要在模板及其支架的支護(hù)下進(jìn)行，由于種種不良因素對這兩種不同系統(tǒng)的作用，常常誘發(fā)施工期混凝土結(jié)構(gòu)質(zhì)量事故。目前，在工程結(jié)構(gòu)領(lǐng)域中一個相當(dāng)普遍的問題是建筑裂縫，并且近年來日趨增強(qiáng)，它已影響到生產(chǎn)和生活，并困擾著大批工程技術(shù)人員和管理人員，是迫切需要解決的技術(shù)難題。

混凝土工程裂縫影響工程質(zhì)量的主要因素。裂縫產(chǎn)生的原因主要是變形作用，如溫度變形、收縮變形、基礎(chǔ)不均勻沉降變形等多因素，統(tǒng)稱為變形作用引起的裂縫問題。對于變形作用引起混凝土裂縫研究還很不成熟，國家缺乏相關(guān)規(guī)范及規(guī)程，它涉及結(jié)構(gòu)設(shè)計、地基基礎(chǔ)、施工技術(shù)、材料質(zhì)量、環(huán)境狀態(tài)等諸多因素，特別是泵送混凝土施工工藝的發(fā)展，使得混凝土裂縫控制的技術(shù)難度大大增加。

一、混凝土裂縫預(yù)防措施

（一）結(jié)構(gòu)方面

根據(jù)混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)程，為避免結(jié)構(gòu)由于溫度收縮應(yīng)力引起的開裂，采取永久式伸縮的方法，根據(jù)現(xiàn)場調(diào)查，引起結(jié)構(gòu)裂縫的原因是綜合性的，結(jié)構(gòu)長度是影響收縮應(yīng)力綜合因素之一，而不是惟一的因素。

根據(jù)現(xiàn)場實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，混凝土裂縫分為有害的及無害的兩類。有害與無害的界限由使用功能而定。施工單位應(yīng)當(dāng)采取必要的設(shè)計及施工措施，以控制有害裂縫的產(chǎn)生。由于估計不足等因素，即使出現(xiàn)少量有害裂縫，也要通過化學(xué)灌漿處理，使其滿足設(shè)計使用要求。結(jié)構(gòu)所受到的外部作用分為外荷載，可看作是第一類荷載；具有十分重要的外部作用是變形作用，即第二類荷載為間接荷載。變形作用包括溫度、濕度、地基不均勻沉降，在該作用下，結(jié)構(gòu)的抗力取決于混凝土的抗拉性能，即抗拉強(qiáng)度和抗拉變形。

（二）施工方面

由施工單位委托攪拌站向現(xiàn)場供應(yīng)商品混凝土?xí)r，委托的技術(shù)依據(jù)只有設(shè)計院確定的強(qiáng)度等級，卻忽略了工程特點(diǎn)對大體積混凝土性能的要求，這樣對控制混凝土裂縫是不利的。施工單位應(yīng)在混凝土澆筑部門對混凝澆筑、振搗、養(yǎng)護(hù)及坍落度控制做出技術(shù)方案，并嚴(yán)格執(zhí)行，特別是對坍落度的控制更應(yīng)得到攪拌站的同意。施工新澆筑混凝土養(yǎng)護(hù)方法有：（1）潮濕養(yǎng)護(hù)；（2）養(yǎng)護(hù)劑涂層；（3）自動給水養(yǎng)護(hù)；（4）保濕養(yǎng)護(hù)；（5）防風(fēng)；（6）實(shí)現(xiàn)信息化施工養(yǎng)護(hù)；（7）盡快回填。

（三）混凝土材質(zhì)方面

泵送商品混凝土對原材料供應(yīng)有很高的技術(shù)要求。由于泵送混凝土的流動性要求與抗裂的要求相互矛盾，所以應(yīng)當(dāng)選取在滿足泵送的坍落度下限條件下盡可能降低水灰比。目前國內(nèi)攪拌站對砂石骨料的含水控制波動很大，影響了混凝土的水灰比。利用較精確的含水率測定儀或傳感器，測出配料過程中的含水率，進(jìn)行計算機(jī)處理，自動調(diào)整配料的水灰比，對于控制混凝土的收縮和提高抗裂是必要的。

砂石的含泥量對混凝土的抗拉強(qiáng)度與收縮影響很大。我國對含泥量的規(guī)定比較寬，但現(xiàn)在實(shí)際施工中還經(jīng)常超標(biāo)。有的攪拌站，雖然檢驗(yàn)資料是合格的，但在澆搗中發(fā)現(xiàn)有大量泥塊和雜質(zhì)，這樣就會引起結(jié)構(gòu)嚴(yán)重開裂。因此在實(shí)際施工中，砂石骨料的粒徑應(yīng)盡可能大一些，以達(dá)到減少收縮的目的。

（四）環(huán)境影響

混凝土的裂縫與環(huán)境條件（施工期和施工后）有很大關(guān)系。施工過程中應(yīng)注意氣溫和濕度的變化，采取有效措施控制高溫、低溫沖擊和激烈干燥沖擊，此時，應(yīng)力狀態(tài)接近彈性應(yīng)力狀態(tài)，混凝土應(yīng)力松弛效應(yīng)無法發(fā)揮出來，特別注意澆筑后經(jīng)過一定時期養(yǎng)護(hù)的混凝土仍然需要保護(hù)（維護(hù)），不宜長期裸露。注意與氣象站的密切聯(lián)系（降溫及降雨預(yù)報），不得在雨中澆筑混凝土，否則會嚴(yán)重改變水灰比。

結(jié)構(gòu)施工后驗(yàn)收投入使用，由于環(huán)境變化（如生產(chǎn)使用條件、房屋裝修改變條件），承受了新的溫度、濕度、振動（包括相鄰振動）、化學(xué)腐蝕及荷載變化影響等，都可能引起后期開裂。

二、混凝土裂縫限制標(biāo)準(zhǔn)

混凝土裂縫是不可避免的，其微觀裂縫是本身物理力學(xué)性質(zhì)決定的，但它的有害程度是可以控制的。有害程度的標(biāo)準(zhǔn)是根據(jù)使用條件決定的，如從結(jié)構(gòu)耐久性要求、承載力要求及正常使用要求，最嚴(yán)格的允許裂縫寬度為0.1mm。近年來，許多國家已根據(jù)大量試驗(yàn)與泵送混凝土的經(jīng)驗(yàn)將其放寬到0.2mm。

如果結(jié)構(gòu)所處的環(huán)境正常，保護(hù)層厚度滿足設(shè)計要求，無侵蝕介質(zhì)，那么混凝土裂縫寬度可放寬至0.4mm；在溫氣及土封號為0.3mm；在海水及干濕交替中為0.15mm。當(dāng)沿裂縫有害程度高時，必須處理。

近年來，由于房屋產(chǎn)權(quán)體制的改變及生活水平的提高，對房屋質(zhì)量要求更加嚴(yán)格，雖然經(jīng)鑒定認(rèn)為沒有影響安全的有害裂縫，但從美觀和精神作用的要求，應(yīng)用適當(dāng)?shù)脑试S范圍；當(dāng)觀察人距離結(jié)構(gòu)20～50cm時，可看清0.05mm寬度的裂縫，是最嚴(yán)格的要求；距離1～2cm時可看清0.1～0.2mm的裂縫，是一般要求；距離5～10cm時可看清0.5～1.0mm的裂縫，是必須修補(bǔ)的裂縫，有時雖然裂縫不寬，但是呈網(wǎng)狀密布，給人一種精神上的不愉快的感覺，需要修補(bǔ)；對有滲水的任何寬度裂縫必須處理。上述這類裂縫經(jīng)處理后滿足正常使用要求，不應(yīng)據(jù)此降低評定等級。

三、結(jié)語

混凝土結(jié)構(gòu)的施工，絕對安全是不可能達(dá)到的，但在可接受的概率水平上可以得到保證，該水平可以通過可靠性理論的應(yīng)用得到。當(dāng)前，可靠性理論應(yīng)用于混凝土結(jié)構(gòu)施工期質(zhì)量控制的基礎(chǔ)工作，是開展與施工期荷載、抗力有關(guān)的參量統(tǒng)計參數(shù)的觀測調(diào)查和統(tǒng)計分析，以獲取基于全國范圍數(shù)據(jù)的分析結(jié)果。

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