淺談建筑混凝土結(jié)構(gòu)中常見裂縫問題

沈云

（江蘇省通州建總集團(tuán)有限公司江蘇通州215004）

淺談建筑混凝土結(jié)構(gòu)中常見裂縫問題

沈云

（江蘇省通州建總集團(tuán)有限公司江蘇通州215004）

混凝土裂縫在工程施工中是一常見質(zhì)量通病。盡管在施工中采取各種防范措施，按程序操作，但裂縫仍然時有出現(xiàn)，裂縫一旦形成，特別是基礎(chǔ)貫穿裂縫出現(xiàn)在重要的結(jié)構(gòu)部位，危害極大，它會降低結(jié)構(gòu)的耐久性，削弱構(gòu)件的承載力，同時可能會危害到建筑物的安全使用。所以如何采取有效措施防止混凝土的開裂，是一個值得關(guān)注的問題。

裂縫；成因；預(yù)防措施；處理方法

混凝土結(jié)構(gòu)裂縫是極為普遍的現(xiàn)象，實踐證明，建筑混凝土結(jié)構(gòu)裂縫可以通過設(shè)計手段、施工措施來控制，筆者就常見裂縫的幾個問題及引發(fā)裂縫的原因，根據(jù)工程實踐進(jìn)行歸納，并提出相應(yīng)的預(yù)防措施。

1 常見混凝土裂縫原因分析

混凝土中產(chǎn)生裂縫有多種原因，有溫度和濕度的變化、混凝土的脆性和不均勻性，以及結(jié)構(gòu)不合理、原材料不合格（如堿骨料反應(yīng)）、模板變形、基礎(chǔ)不均勻沉降等。

1.1 設(shè)計原因

在設(shè)計時考慮不周，如截面不夠、梁的跨度過大、高度偏小，或者由于計算錯誤，受力鋼筋截面偏小或板太薄、配筋位置不當(dāng)、節(jié)點不合理、結(jié)構(gòu)構(gòu)件斷面突變或因開洞、留槽引起應(yīng)力集中，構(gòu)造處理不當(dāng)，現(xiàn)澆主梁在擱次梁處如沒有設(shè)附加箍筋，或附加吊筋以及各種結(jié)構(gòu)縫設(shè)置不當(dāng)?shù)纫蛩鼐菀讓?dǎo)致混凝土的結(jié)構(gòu)開裂。

1.2 地基變形

建筑工程基礎(chǔ)不均勻沉降是造成鋼筋混凝土開裂的主要原因：

（1）房屋建于土質(zhì)差別較大或軟弱土質(zhì)上。

（2）建筑物基礎(chǔ)深淺不一。

（3）房屋相鄰部分的高度、荷重、結(jié)構(gòu)剛度差別較大。

（4）建筑物平面形狀復(fù)雜、立面變化過大、長度過大等原因造成基礎(chǔ)不均勻沉降。裂縫的大小、形狀、方向與地基變形的情況有關(guān)，由于地基變形的應(yīng)力相對較大，使得裂縫一般是貫穿性的，危害較大。

1.3 施工原因

施工工藝不當(dāng)是造成鋼筋混凝土開裂的另一個主要原因。由于施工原因造成裂縫出現(xiàn)的因素很多，主要有：

1.3.1 材料質(zhì)量

材料質(zhì)量問題引起的裂縫較常見的原因是水泥、砂、石等質(zhì)量不好，所以說只有材料的質(zhì)量關(guān)把好了，工程質(zhì)量才會從根本上得到保證。

1.3.2 施工工藝

施工工藝涉及的面很廣，一般常涉及到的有：

（1）水分蒸發(fā)、混凝土干縮通常是導(dǎo)致混凝土裂縫的重要原因。

（2）混凝土是一種人造混合材料，其質(zhì)量好壞的一個重要標(biāo)志是成型后混凝土的均勻性和密實程度。因此混凝土的攪拌、運輸、澆搗、振實各道工序中的任何缺陷和疏漏，都可能是裂縫產(chǎn)生的直接或間接原因。

（3）模板構(gòu)造不當(dāng)，漏漿、支撐剛度不足、支撐的地基下沉、澆筑后過早受力荷載、過早拆模等都可能造成混凝土開裂。

（4）混凝土養(yǎng)護(hù)，特別是早期養(yǎng)護(hù)質(zhì)量與裂縫的關(guān)系密切，混凝土尚處于未完全硬化狀態(tài)時，如干燥過快，則產(chǎn)生收縮裂縫，通常發(fā)生在表面上，裂縫不規(guī)則，寬度小，且表面裂縫深度常在5mm以下。

1.4 結(jié)構(gòu)受荷

結(jié)構(gòu)受荷后產(chǎn)生裂縫的因素很多，施工中和使用中都可能出現(xiàn)裂縫。例如早期受震、拆模過早或方法不當(dāng)、構(gòu)件堆放、運輸、吊裝時的墊塊或吊點位置不當(dāng)、施工超載、張拉預(yù)應(yīng)力值過大等均可能產(chǎn)生裂縫。在鋼筋混凝土設(shè)計規(guī)范中，分別不同情況規(guī)定裂縫的最大寬度為0.2～0.3mm。對那些寬度超過規(guī)范規(guī)定的裂縫，以及不允許出現(xiàn)裂縫的，則應(yīng)認(rèn)為有害，需加以認(rèn)真分析，慎重處理。

1.5 溫濕度變化

混凝土硬化期間水泥放出大量水化熱，內(nèi)部溫度不斷上升，在表面引起拉應(yīng)力。后期在降溫過程中，混凝土發(fā)生收縮，由于受到基礎(chǔ)或先澆筑混凝土的約束，又會在混凝土內(nèi)部出現(xiàn)拉應(yīng)力。氣溫的降低也會在混凝土表面引起很大的拉應(yīng)力。當(dāng)混凝土收縮變形，拉應(yīng)力超出混凝土的抗裂能力時，即會出現(xiàn)裂縫。許多混凝土的內(nèi)部濕度變化很小或變化較慢，但表面濕度可能變化較大或發(fā)生劇烈變化，如養(yǎng)護(hù)不當(dāng)、時干時濕，表面干縮形變受到內(nèi)部混凝土的約束，也往往導(dǎo)致裂縫。

2 預(yù)防措施

2.1 設(shè)計構(gòu)造

建筑平面選型時，在滿足使用功能要求的前提下，力求簡單。平面復(fù)雜的建筑物，容易產(chǎn)生扭曲等附加應(yīng)力而造成墻體及樓板開裂。

控制建筑物長高比，長高比越小，整體剛度越大，調(diào)整不均勻沉降的能力越強。

合理地調(diào)整各部分承重結(jié)構(gòu)的受力情況，使荷載分布均勻，盡量防止受力過于集中。

2.2 改善基礎(chǔ)狀況

減少地基的不均勻沉降。在基礎(chǔ)設(shè)計中可以采取調(diào)整基礎(chǔ)的埋深度，不同的地基計算強度和采用不同的墊層厚度等方法，來調(diào)整地基的不均勻變形。

適當(dāng)加強基礎(chǔ)的剛度和強度。

合理設(shè)置沉降縫。沉降縫位置和縫寬的選定應(yīng)合適，構(gòu)造要合理，可以和其結(jié)構(gòu)縫合并設(shè)置。

2.3 施工措施

2.3.1 材料選用

水泥：水泥在使用前，除應(yīng)持有生產(chǎn)廠家的合格證外，還應(yīng)做強度、凝結(jié)時間、安定性等常規(guī)檢驗，檢驗合格方可使用。

骨料：用于混凝土的砂應(yīng)控制泥和有機質(zhì)的含量。石子進(jìn)場后應(yīng)做壓碎值試驗、篩分試驗、針片狀含量試驗、含泥量試驗、視比重試驗。

拌和混凝土用水：拌合用水可使用自來水或不含有害雜質(zhì)的天然水，不得使用污水?dāng)嚢杌炷痢?/p>

2.3.2 混凝土的制備

（1）混凝土配合比：混凝土的配合比應(yīng)根據(jù)設(shè)計的混凝土強度等級、耐久性、坍落度的要求，按《普通混凝土配合比設(shè)計規(guī)程》經(jīng)過試配確定，不得使用經(jīng)驗配合比。

（2）混凝土攪拌：為了拌制出均勻優(yōu)質(zhì)的混凝土，除合理地選擇攪拌機外，還必須正確地確定攪拌制度，即嚴(yán)格規(guī)范一次投料量、攪拌時間和投料順序等。

（3）模板工程

模板構(gòu)造要合理，以防止模板各桿件間的變形不同而導(dǎo)致混凝土裂縫。

模板和支架要有足夠的剛度，防止施工荷載（特別是動荷載）作用下，模板變形過大造成開裂。

正確掌握拆模時間，拆模時間不能過早，側(cè)模拆除時的混凝土強度應(yīng)能保證其表面及棱角不受損傷，其他構(gòu)件部位的模板拆除應(yīng)符合混凝土強度規(guī)范要求。

（4）混凝土澆筑、養(yǎng)護(hù)

澆筑混凝土?xí)r，嚴(yán)格控制工藝流程。合理安排施工工序，分層、分塊澆筑。對已澆筑的混凝土，在終凝前進(jìn)行二次振動，提高粘結(jié)力和抗拉強度，并減少內(nèi)部裂縫與氣孔，提高抗裂性。二次振動完成后，板面要找平，排除板面多余的水分。

混凝土的澆筑，必須保證混凝土均勻密實，充滿整個模板空間，新舊混凝土結(jié)合良好，拆模后，混凝土表面平整光潔。為保證混凝土的整體性，澆筑混凝土應(yīng)連續(xù)進(jìn)行。當(dāng)必須間歇時，其間歇時間宜縮短，并應(yīng)在前層混凝土凝結(jié)前將次層混凝土澆筑完畢?；炷吝\輸、澆筑及間歇的全部時間不應(yīng)超過混凝土的初凝時間。

加強混凝土的早期養(yǎng)護(hù)時間。養(yǎng)護(hù)的目的是為混凝土硬化創(chuàng)造必要的濕度、溫度等條件。常采用的養(yǎng)護(hù)方法有：標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)、熱養(yǎng)護(hù)、養(yǎng)護(hù)，根據(jù)具體施工情況采用相應(yīng)的養(yǎng)護(hù)方法。

2.4 結(jié)構(gòu)合理受荷

施工中和使用中合理增加荷載。不得過早拆模，施工時構(gòu)件堆放不得超載、不得過于集中，張拉預(yù)應(yīng)力在合理的強度范圍內(nèi)施工，及時觀測、檢查裂縫的出現(xiàn)，發(fā)現(xiàn)裂縫立即整改。

2.5 及時控制溫濕度變化

為了防止裂縫，減輕溫濕度應(yīng)力，可以從控制溫濕度和改善約束條件兩個方面著手。

控制溫濕度的措施如下：

（1）采用改善骨料級配，用干硬性混凝土，摻混合料，加引氣劑或塑化劑等措施，以減少混凝土中的水泥用量。

（2）拌合混凝土?xí)r加水或用水將碎石冷卻，以降低混凝土的澆筑溫度。

（3）熱天澆筑混凝土?xí)r，減少澆筑厚度，利用澆筑層面散熱。

（4）規(guī)定合理的拆模時間，氣溫驟降時進(jìn)行表面保溫，以免混凝土表面發(fā)生急劇的溫度梯度。

（5）施工中長期暴露的混凝土澆筑塊表面或薄壁結(jié)構(gòu)，在寒冷季節(jié)采取保溫措施。

3 混凝土裂縫常見處理方法

表面處理法:包括表面涂抹和表面貼補法。涂抹適用范圍是漿材難以灌入的細(xì)而淺的裂縫，深度未達(dá)到鋼筋表面的發(fā)絲裂縫，不漏水的縫，不伸縮的裂縫以及不再活動的裂縫。表面貼補法適用于大面積漏水(蜂窩麻面等或不易確定具體漏水位置、變形縫)的防滲堵漏。

填充法:用修補材料直接填充裂縫，一般用來修補較寬的裂縫，作業(yè)簡單，費用低。寬度小于0.3mm，深度較淺的裂縫，或是裂縫中有填充物，用灌漿法很難達(dá)到效果的裂縫，以及小規(guī)模裂縫的簡單處理，可采取開V型槽，然后作填充處理。

灌漿法:此法應(yīng)用范圍廣，從細(xì)微裂縫到大裂縫均可適用，處理效果好。

結(jié)構(gòu)補強法:因超荷載產(chǎn)生的裂縫、裂縫長時間不處理導(dǎo)致的混凝土耐久性降低、火災(zāi)造成的裂縫等影響結(jié)構(gòu)強度，可采取結(jié)構(gòu)補強法。

此外，還有斷面補強法、錨固補強法、預(yù)應(yīng)力法等。

4 結(jié)論

裂縫是混凝土結(jié)構(gòu)中普遍存在的一種現(xiàn)象，它的出現(xiàn)不僅會降低建筑物的抗?jié)B能力，影響建筑物的使用功能，而且會引起鋼筋的銹蝕，混凝土的碳化，降低材料的耐久性，影響建筑物的承載能力，因此施工技術(shù)人員必須要認(rèn)真學(xué)習(xí)技術(shù)規(guī)范，在實踐中要不斷總結(jié)經(jīng)驗，提高發(fā)現(xiàn)問題、分析問題、解決問題的能力。對混凝土裂縫要采取以預(yù)防為主的方針，盡量杜絕出現(xiàn)問題后的修補。

責(zé)任編輯：余詠梅

施工經(jīng)驗

新型止水穿墻螺栓的應(yīng)用

在全現(xiàn)澆鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的工程中，地下室混凝土墻體使用的傳統(tǒng)止水穿墻螺栓，部分在混凝土拆模時用氣焊槍切斷，因長度太短無法再利用而成為廢鋼筋頭。這樣，就等于這根穿墻螺栓的鋼筋用量全部消耗，其成本進(jìn)入工程總成本。

某工程中使用了一種新型止水穿墻螺栓，此穿墻螺栓是一種分體式穿墻螺栓，其中，A為澆筑在墻體內(nèi)的止水部分，B為帶內(nèi)絲扣的錐形筒，C為卡具，D為可拆卸重復(fù)使用的螺栓部分。A與D均帶絲扣，現(xiàn)場可加工。

另一組為裝好的螺栓全貌，其中部分為澆筑在墻體內(nèi)，在拆除墻體模板時，只要松開卡具，把D部分從錐形筒中旋出，撬出B筒，其中B、D兩組件都可重復(fù)使用，這樣，相當(dāng)于節(jié)省了部分的鋼筋用量，在施工中也不增加難度與人工。

通過工程實踐，新型止水穿墻螺栓施工便捷，并且降低了鋼材的消耗量，降低了成本，現(xiàn)場可以自行加工制作。此止水穿墻螺栓根據(jù)螺栓直徑與止水鋼板的不同規(guī)格可用于地下室混凝土工程中的柱、梁、墻體等構(gòu)件。

（摘自：《建筑工人》）

On Cracks Commonly Found in Architectural Concrete Structures

Concrete crack is a common quality problem during constructions.Though various preventive and protective measures have been taken with standard operations,the crack problems are still commonly found in constructions.Cracks in concrete buildings are extremely threatening,especially those seen penetrating the important parts of the foundation structures.For they lower the durability of the structure,reduce supporting capacity of components,and even threaten the safety usage of the building.Hence,how to take effective solutions to avoid the cracks is well worth paying great attention to.

cracks;causes;preventive measures;solutions

TU746.2

A

1671-9107（2010）12-0027-03

10.3969／j.issn.1671-9107.2010.12.027

2010-11-11

沈云（1979-），女，助理工程師，主要從事施工現(xiàn)場施工技術(shù)方面的工作。