鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)工程裂縫問題探討

李大明 萬 里

（1、沈陽蒲河新城管委會建設(shè)局，遼寧 沈陽 110000 2、沈陽蒲河新城管委會安監(jiān)局，遼寧 沈陽 110164）

建筑結(jié)構(gòu)產(chǎn)生裂縫是很普遍的現(xiàn)象，大量科研和實踐都證明了鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)出現(xiàn)裂縫是不可避免的。裂縫對于鋼筋混凝土來說是一種可以接受的材料特性，問題是如何使其有害程度控制在允許范圍之內(nèi)。為此，本文主要就材料、施工、設(shè)計和施工、設(shè)計等原因進行分析，歸納為以下幾種：

1 鋼筋混凝土裂縫主要原因

1.1 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，若工程上用了這些不合格的材料就會產(chǎn)生“豆腐渣工程”。所以說只有材料的質(zhì)量關(guān)把好了，工程質(zhì)量才會在根本上得到保證。

1.2 施工工藝

1.2.1 水分蒸發(fā)、水泥結(jié)石的砼干縮通常是導(dǎo)致砼裂縫的重要原因。

1.2.2 混凝土是一種人造混合材料，其質(zhì)量好壞的一個重要標志是成型后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。

1.2.3 模板構(gòu)造不當，漏水、漏漿、支撐剛度不足、支撐的地基下沉、過早拆模等都可能造成混凝土開裂。施工過程中，鋼筋表面污染、混凝土保證層太小或太大，澆筑中碰撞鋼筋使其移位等都可能引起裂縫，施工控制不嚴，超載堆荷，也可能導(dǎo)致出現(xiàn)裂縫。

1.2.4 養(yǎng)護，特別是早期養(yǎng)護質(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，另外水泥在水化及硬化過程中，散發(fā)大量熱量，使砼內(nèi)外部產(chǎn)生溫差，超過一定值時，因砼的收縮不一致而產(chǎn)生裂縫。

1.2.5 避免在極端天氣條件下施工，可以減少混凝土結(jié)構(gòu)的開裂情況。

1.3 地基變形

在鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)中，造成開裂主要原因是不均勻沉降。裂縫的大小、形狀、方向決定于地基變形的情況，由于地基變形造成的應(yīng)力相對較大，使得裂縫一般是貫穿性的。

1.4 溫度變形

混凝土具有熱脹冷縮的性質(zhì)，其線膨脹系數(shù)一般為1×10-5/℃。當環(huán)境溫度發(fā)生變化時，就會產(chǎn)生溫度變形，由此產(chǎn)生附加應(yīng)力，當這種應(yīng)力超過混凝土的抗拉強度時，就會產(chǎn)生裂縫。在工程中，這類裂縫較多見，譬如現(xiàn)澆屋面板上的裂縫，大體積混凝土的裂縫等。

1.5 濕度變形

混凝土在空氣中結(jié)硬時，體積會逐漸減小，一般謂之干縮。收縮裂縫較普遍，常見于現(xiàn)澆墻板式結(jié)構(gòu)、現(xiàn)澆框架結(jié)構(gòu)等，通常是因為養(yǎng)護不良造成。混凝土的收縮值一般為0.2～0.4‰，其發(fā)展規(guī)律是早期快、后期緩慢。因此對于超長的建筑物或構(gòu)筑物，通常是摻加微膨脹劑等，這樣可基本解決混凝土的早期干縮問題。

1.6 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、構(gòu)件堆放、運輸、吊裝時的墊塊或吊點位置不當、施工超載、張拉預(yù)應(yīng)力值過大等均可能產(chǎn)生裂縫。而最常見的是鋼筋混凝土梁、板受彎構(gòu)件，在使用荷載作用下往往會出現(xiàn)不同程度的裂縫。普通鋼筋混凝土構(gòu)件在承受了30～40%的設(shè)計荷載時，就可能出現(xiàn)裂縫，肉眼一般不易察覺，而構(gòu)件的極限破壞荷載往往是在設(shè)計荷載的1.5 倍以上，所以在一般情況下鋼筋混凝土構(gòu)件是允許帶裂縫工作的。在使用過程中，改變原來使用功能，如將辦公室改為倉庫、屋面加層、使用不當、增大荷載等均可能會引起出現(xiàn)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)裂縫則應(yīng)認為有害，需加以認真分析，慎重處理。

1.7 設(shè)計欠周全。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、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，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?shù)纫蛩鼐菀讓?dǎo)致混凝土開裂。

1.8 徐變。砼徐變造成開裂或裂縫發(fā)展的例子工程中也和很常見。據(jù)文獻記載受彎構(gòu)件截面砼受壓徐變，可以使構(gòu)件變形增大2～3 倍，預(yù)應(yīng)力結(jié)構(gòu)因徐變會產(chǎn)生較大的應(yīng)力損失，降低了結(jié)構(gòu)的抗裂性能。

2 預(yù)防鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)工程裂縫的措施。通過以上分析，在工程裂縫中有很大一部分是可以通過設(shè)計手段、施工手段來克服。

2.1 材料選用

水泥：應(yīng)選用水化熱較低的水泥，嚴禁使用安定性不合格的水泥。

粗骨料：宜用表面粗糙、質(zhì)地堅硬的石料、級配良好、空隙率小、無堿性反應(yīng)；有害物質(zhì)及粘土含量不超過規(guī)定。

細骨料：宜用顆粒較粗、空隙較小、含泥量較低的中砂。

外摻加料：宜采用減水劑等外加劑，以改善混凝土工作性能，降低用水量，減少收縮。

2.2 配料。配合比設(shè)計：應(yīng)采用低水灰比、低用水量，以減少水泥用量。

禁止任意增加水泥用量。配制混凝土?xí)r計量應(yīng)準確，要嚴格控制水灰比和水泥用量，攪拌均勻，離析的混凝土必須重新拌勻后，方可澆筑。

2.3 配筋。鋼筋的配置應(yīng)嚴格按施工圖施工，尤應(yīng)重視以下各點：鋼筋品種、規(guī)格、數(shù)量的改變、代用，必須考慮對構(gòu)件抗裂性能的影響。鋼筋的位置要正確，保護層過大或過小都可能導(dǎo)致砼開裂，鋼筋間距過大，易引起鋼筋之間的砼開裂。

2.4 模板工程。鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)裂縫的預(yù)防，在模板工程中應(yīng)注意以下幾點：

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)致砼裂縫。

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。

合理掌握拆模時機，拆模時間過早，應(yīng)保證早齡期砼不損壞或不開裂，但也不能太晚，盡可能不要錯過砼水化熱峰值，即不要錯過最佳養(yǎng)護介入時機。

2.5 澆筑

砼澆筑時應(yīng)防止離析現(xiàn)象，振搗應(yīng)均勻、適度。

加強砼的早期養(yǎng)護，并適度延長養(yǎng)護時間，在氣溫高、濕度低或風速大的條件下，更應(yīng)及早進行噴水養(yǎng)護，在澆水養(yǎng)護有因難時，或者不能保證其充分濕潤時，可采用覆蓋保濕材料等方法。

2.6 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。

合理布置縱橫墻，縱墻開洞應(yīng)盡可能小。控制建筑物有長高比，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。減少地基的不均勻沉降，除了前述的措施外，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。適當加強基礎(chǔ)有剛度和強度。層層設(shè)置圈梁、構(gòu)造柱，可以增加建筑物的整體性，提高磚石砌體的抗剪、抗拉強度，防止或減少裂縫，即使出現(xiàn)了裂縫，也能阻止其進一步發(fā)展。正確地設(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。限制伸縮縫間距。對體形復(fù)雜、地基不均勻沉降值大的建筑物更應(yīng)嚴格控制，同樣，也可以和其它結(jié)構(gòu)縫合并使用。

2.7 施工技術(shù)

加強地基的檢查與驗收工作，基坑開挖后應(yīng)及時通知勘察及設(shè)計單位到現(xiàn)場驗收，對較復(fù)雜的地基，設(shè)計方在基坑開挖后應(yīng)要求勘察補鉆探，當探出有不利的地質(zhì)情況時，必須先對其加固處理，并經(jīng)驗收合格后，方可進行下一步施工。

開挖基槽時，要注意不擾動其原狀結(jié)構(gòu)。合理安排施工順序。當相鄰建（構(gòu)）筑物間距較近時，一般應(yīng)先施工較深的基礎(chǔ)，以防基坑開挖破壞已建基礎(chǔ)的地基礎(chǔ)。當建（構(gòu)）筑物各部分荷載相差較大時，一般應(yīng)施工重、高部分，后施工輕、低部分。

總結(jié)

綜上分析，鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)裂縫應(yīng)針對成因，貫徹預(yù)防為主的原則，加強設(shè)計施工及使用等方面的管理，確保結(jié)構(gòu)安全和避免不必要的損失。

[1]凌新明.混凝土結(jié)構(gòu)裂縫及控制分析[J].企業(yè)科技與發(fā)展，2009-06-20.