混凝土施工引起的開裂與對策

馬安，仲懷寶，李大周

（1. 南通市建設混凝土有限公司，高工；2. 南通友力混凝土有限公司）

本文對南通某小區(qū)人防地下室因施工因素導致混凝土結構開裂的問題進行分析并提出對策。

1 工程概況

該小區(qū)人防地下室于 2011 年夏季施工，屬于單建式人防工程，地下建筑面積 4350m2，外墻厚度 300mm。采用的是墻、柱、梁、板同時進行混凝土澆筑的施工方法，總長145m 的后澆帶將地下室分成了 3 個施工段，地下室外墻、頂板模板拆除后發(fā)現(xiàn)結構出現(xiàn)裂縫并滲水，并且距底板向上45～95mm 多處出現(xiàn)孔洞及麻面。

2 裂縫現(xiàn)象

裂縫表現(xiàn)為外墻 1.5～3m 之間且分布均勻，裂縫方向基本為垂直分布，上部直至外墻混凝土澆筑高度，下部離底板面 150～45mm 止，共發(fā)現(xiàn) 98 條。頂板裂縫多為不規(guī)則。裂縫寬度大部分在 0.2～0.5mm 之間，部分為貫穿裂縫。

3 裂縫、現(xiàn)孔洞及麻面原因分析

出現(xiàn)裂縫后，經(jīng)項目部、監(jiān)理方及時組織相關人員并邀請市級專家對產(chǎn)生裂縫的原因進行了分析與研究，對出現(xiàn)的裂縫從設計、施工、材料、管理上進行了現(xiàn)場分析與鑒定，總結后認為主要原因有以下幾點：

3.1 設計因素導致出現(xiàn)裂縫

從設計角度考慮，是否會因為剛度突變而產(chǎn)生裂縫，經(jīng)過專家對施工圖紙的剛度變化及鋼筋分析，設計上沒有發(fā)現(xiàn)缺陷。

3.2 混凝土不密實

根據(jù)當日見證取樣記錄，結合現(xiàn)場，如圖分析，從而可以判斷該批混凝土施工期間因為過振或漏振，導致混凝土離析（混凝土膠凝材料：主要為水泥和骨料（砂石）分離，混凝土中會出現(xiàn)孔洞，不密實，混凝土強度等級達不到要求的現(xiàn)象，對混凝土的質(zhì)量會產(chǎn)生很大的影響。繼而對混凝土和鋼筋之間的受力也產(chǎn)生很大的影響，造成整體結構的質(zhì)量安全隱患）。

對策：

（1）振搗應在澆筑點和新澆筑混凝土面上進行，振搗器插入混凝土或拔出時速度要慢，以免產(chǎn)生空洞。

（2）振搗器要垂直地插入混凝土內(nèi)，并要插至前一層混凝土，以保證新澆混凝土與先澆混凝土結合良好，插進深度一般為 50～100mm。

（3）插入式振搗器移動間距不得超過有效振動半徑的1.5 倍。表面振搗器移位間距，應使 振動器平板能覆蓋已振實部分 100mm 左右。

（4）當使用插入式振搗器時，應盡可能地避免與鋼筋和預埋構件相接觸。

（5）模板角落以及振搗器不能達到的地方，輔以插針振搗，以保證混凝土密實及其表面平滑。

（6）不能在模板內(nèi)利用振搗器使混凝土長距離流動或運送混凝土，以致引起離析。

（7）混凝土振搗密實的標志是混凝土停止下沉、不冒氣泡、泛漿、表面平坦。

（8）混凝土搗實后 1.5～24h 之內(nèi)，不得受到振動。

3.3 夏季混凝土澆筑，未及時采取有效措施進行防范

查閱施工日志，當日澆筑進行一半時，出現(xiàn)雷陣雨天氣且雨量較大。致使混凝土表面部分水泥漿被雨水沖走。同時施工人員很難保證混凝土振搗密實，特別是頂板，裸露面積大，易出現(xiàn)混凝土不密實。

對策（混凝土雨季施工方法）：

3.3.1 施工原則

（1）做好應急準備（人、材、機），應對突發(fā)事件。

（2）雨季施工期間應密切關注天氣變化情況，盡量避開在雨天澆筑混凝土。

3.3.2 操作指導

（1）在多雨季節(jié)應密切關注天氣情況，對已澆混凝土要盡早覆蓋以防混凝土在終凝前遭雨水沖淋。

（2）當在混凝土澆筑過程中有小雨但尚不會直接影響混凝土質(zhì)量時，則混凝土澆筑可連續(xù)不間斷進行，但要對已澆混凝土立即進行覆蓋，以免雨水直接沖洗混凝土，并將澆筑區(qū)所積雨水及時排走。

（3）當混凝土澆筑時突降中大暴雨但其持續(xù)時間較短（2 小時左右），則應將已入模的混凝土立即予以覆蓋，并改為間斷地用混凝土進行覆蓋澆筑處理，混凝土澆筑間隔時間應小于混凝土的初凝時間，避免該處出現(xiàn)施工冷縫。雨停后及時清除積水并重新恢復混凝土正常澆筑施工。

（4）當混凝土澆筑時突降中大暴雨且其持續(xù)時間長，則應將已入模的混凝土立即予以覆蓋并改為間斷的進行混凝土澆筑，直至澆筑到符合規(guī)范規(guī)定的施工縫位置處停止?jié)仓Ａ?、板施工縫要求必須留設在 1/3 跨度內(nèi)。如雨停后重新澆筑混凝土時已過初凝期，則該處應按施工縫進行處理，其處理方法如下：

1）對于梁、板：施工縫位置應滿足設計及 GB50204—2011《混凝土結構工程施工質(zhì)量驗收規(guī)范》的規(guī)定，當梁、板厚度＜600mm 時，將該處混凝土面做成垂直施工縫；當梁、板厚度≥600mm 時，則應將該處混凝土面留設成斜面施工縫。另采取加插垂直于施工縫的抗剪鋼筋的辦法對該處予以補強，插筋為≥φ16＠500×500，插筋長度≥600mm，插入 300mm、外露 300mm。

2）對于墻體形成的水平施工縫和澆筑形成的斜坡部分作鑿毛處理。

3）施工縫的留設及處理必須征得設計、監(jiān)理及業(yè)主的同意，并出具工程變更，且所有施工縫處的混凝土在進行二次澆筑施工前，均須辦理隱蔽驗收等手續(xù)。

4）清理：在混凝土澆筑完畢后，及時清理有關施工機具及殘余混凝土等雜物，做到工完場清。

3.4 混凝土終凝前收面

混凝土終凝前的收面尤其重要，壓光抹面的作用有兩方面，一是提高澆筑構件表面的平整度和光滑程度，二是消除混凝土表面缺陷；而后者比前者更為重要。施工過程中對混凝土的表層收面工作，應隨著混凝土的凝結狀況調(diào)整收面間隔時間與次數(shù)；混凝土表面壓光抹面應做好以下工作：

（1）對于能夠有效預防泵送混凝土樓面開裂措施的收面工作，則須從兩方面加強：一方面加強多次收面作業(yè)（最少應保證三次收面工作），并且加大收面加壓力度；另一方面應注意收面間隔時間控制。收面間隔時間控制應根據(jù)混凝土凝結狀況進行；對于不同的氣候條件采取不同收面時間，一般混凝土收面時間為：① 第一次收面：在混凝土攤鋪后 1～2小時左右進行，此時梁板混凝土的沉降己基本完成，通過收面可對沉降收縮裂縫進行有效閉合；首次收面后混凝土表層狀況表現(xiàn)為：石子半露、粗糙不平；② 第二次收面：在攤鋪后 3～4 小時左右進行；二次收面后混凝土表層狀況表現(xiàn)為：表面砂漿層有不平整痕跡出現(xiàn)；如果收面加壓力度不夠，作業(yè)人員踩壓腳印處灰漿積聚，該灰漿多為水泥及部分粉煤灰的上浮漿，收縮遠大于砂漿，造成腳印痕跡處灰漿龜裂，且龜裂多呈環(huán)狀。③ 第三次收面：在攤鋪后 5～6 小時左右進行；此次收面處于混凝土終凝前，目的是封合已生裂縫，收面加壓使表層砂漿與內(nèi)部混凝土充分溶合。如遇有異常天氣（如大風、高溫、雨天等），應加強收面次數(shù)與調(diào)整收面間隔時間控制，并作好終凝（有時在初凝）后混凝土表面的覆蓋工作。

（2）刮去表面水分：對于泵送混凝土，因其流動性較大，混凝土振搗后表層易出現(xiàn)泌水或泌漿，使表層混凝土具有較大的水灰比，尤其是混凝土中粉煤灰有可能隨著水份而帶到混凝土表面?；炷劣不锌赡艹霈F(xiàn)多方面不利：如表面較大干縮變形而產(chǎn)生表面裂縫；表面強度太低而起砂起塵。因此，必須將表面水份刮去，將浮漿壓入混凝土中，減少表面泌水與浮漿現(xiàn)象。

（3）壓實表面混凝土：對混凝土表面采取抹壓處理，消除表面缺陷，使表面混凝土進一步密實。

（4）抹壓混凝土表面裂紋：混凝土澆筑完成后其表面可能會因收縮而出現(xiàn)裂縫；對于此類裂縫，應在混凝土尚未硬化前及時通過抹壓收面來消除并使其閉合；對于較寬裂縫或硬化后的裂縫，抹壓則難以使其閉合。因此，抹壓只是一個不得已的補救措施，而不是根本解決辦法。建議采用機械抹壓，從而有效地壓實面層混凝土，防止面層因抹面而產(chǎn)生裂縫。

3.5 混凝土養(yǎng)護、拆模

（1）混凝土養(yǎng)護工作應做到以下要求：① 加強早期養(yǎng)護：在正常情況下，澆筑完畢后 12 小時內(nèi)（或混凝土硬化后）對混凝土加以覆蓋，適時澆水；一般來說初凝后可以覆蓋，終凝后開始澆水；如遇高溫、大風、干燥天氣，應及時覆蓋；對于較大面積的澆筑，覆蓋工作應隨工作面同步進行，確?；炷猎缙诓皇?。② 混凝土表面覆蓋可采用麻袋、草席、鋪砂等方式，覆蓋物應保持濕潤，以防覆蓋物從混凝土表面吸水；澆水養(yǎng)護時，應以保持混凝土表面潤濕為準，而不能單純以澆水次數(shù)為衡量依據(jù)；澆水時不得直對混凝土表面沖刷，以免混凝土表面受損；大面積水平結構可采用蓄水養(yǎng)護。③ 混凝土在養(yǎng)護過程中，如發(fā)現(xiàn)遮蓋不全，澆水不足，以致表面泛白或出現(xiàn)細小干縮裂縫時，應立即仔細遮蓋，充分澆水，加強養(yǎng)護，并延長澆水養(yǎng)護時間加以補救。對于已硬化混凝土裂縫，可向裂縫內(nèi)填入水泥，加水濕潤，覆蓋養(yǎng)護。④ 對不便于澆水養(yǎng)護的直立結構，應延遲拆模（木模）時間，并使模板與構件適當脫離，在模板與構件空隙間進行澆水養(yǎng)護，依靠木模板自身的吸水性與隔熱性進行養(yǎng)護。

混凝土如果養(yǎng)護不善將會造成強度不足、產(chǎn)生裂縫、表面粉化；因此，正確的養(yǎng)護是防止混凝土表面出現(xiàn)裂縫的關鍵；必須說明的是：水是水化反應的一個反應物，沒有水的存在，再高的溫度也不能使膠材水化；因此提高環(huán)境溫度必須與保溫同步。

（2）模板的濕潤與拆除：① 澆筑前濕潤模板：模板吸水是產(chǎn)生收縮裂縫的主要因素，為了防止干燥模板從混凝土吸取水分，在澆筑前應對模板進行濕潤。② 正確掌握拆模時間，避免過早拆模，敲擊過重：控制模板能否拆除的條件不是看混凝土是否凝結，而是要依據(jù)混凝土是否有能力抵抗施工時的荷載；這種荷載包括構件自重、施工人員重量、構件上堆積物、上層模板支撐物重量、拆模時產(chǎn)生的沖擊力等。因此，拆模必須在混凝土達到一定強度后方可進行。

4 結語與建議

本文主要闡述了混凝土工程是一個系統(tǒng)工程，混凝土質(zhì)量的保證除建立在結構設計、配合比設計、生產(chǎn)過程控制外，施工質(zhì)量占極其重要一環(huán)。施工質(zhì)量控制，與技術因素息息相關。對施工人員要進行全面、詳細的施工技術交底，在施工的全過程，要建立符合技術要求的工藝流程、質(zhì)量標準、操作規(guī)程，并在施工過程中加強質(zhì)量檢查，才能確保工程質(zhì)量。不是造成本工程產(chǎn)生裂縫的主要原因。從設計圖紙規(guī)劃上看，D 區(qū)雖然完工后有園林綠化等作為保溫隔熱措施，但設計人員沒有考慮到施工期間的幾個月內(nèi)，該區(qū)頂板一直是處于露天狀態(tài)的，必須按露天結構來考慮。加之地處南方的順德夏季炎熱多雨，溫差變化劇烈，因此在未澆筑后澆帶時，樓板也在約束力較大的人防墻附近和應力集中的預留洞口處產(chǎn)生了裂縫。

由于地下室頂板的工作環(huán)境比底板惡劣，結構超長太大，頂板結構應該摻加膨脹劑來補償混凝土收縮，以減少裂縫出現(xiàn)的幾率。但該工程頂板結構長度達 110m，設計僅采取了后澆帶一項措施，這存在了非常大的風險。因為后澆帶的作用是減少混凝土自收縮對整體結構的影響，所以設置了后澆帶從理論上說可以適當增大伸縮縫間距（如室外由35m 增大到 55m，室內(nèi)由 55m 增大到 75m），但絕不可能呈數(shù)倍的增大。后澆帶澆筑填補后，整塊樓板形成整體，并不能改變混凝土熱脹冷縮的特性。該地下室頂板室內(nèi)部分雖然暫時未發(fā)現(xiàn)裂縫，但由于較大的施工分塊可能會使結構處于臨近開裂的狀態(tài)，如遇強冷空氣南下急劇降溫，同樣不能排除出現(xiàn)裂縫的可能性。

5 混凝土收縮裂縫預防措施

要避免或減少混凝土收縮裂縫的出現(xiàn)，不僅混凝土本身質(zhì)量需要把好關，而且與施工和設計息息相關。

混凝土材料本身從原材料到配合比設計到生產(chǎn)各項都要進行嚴格控制，盡可能降低混凝土自身收縮值。

設計方面要根據(jù)不同的結構情況采取不同的措施，降低結構內(nèi)部所產(chǎn)生的拉應力，減少裂縫出現(xiàn)的幾率。例如：結構長度室外 55m 或室內(nèi) 75m 以內(nèi)的可僅設后澆帶；室外 75m或室內(nèi) 100m 以內(nèi)的需要采用后澆帶與補償收縮混凝土結合的措施；室外大于 75m 或室內(nèi)大于 100m 的必須采用后澆帶與微膨脹混凝土結合的措施。此外，室內(nèi)結構必須做好效果良好的保溫隔熱措施，以減少因結構熱脹冷縮而引起的溫度應力。

施工方面要合理組織施工，做好養(yǎng)護工作，使混凝土達到應有的設計性能。盡可能結合本地氣候情況，合理掌握后澆帶的澆筑時機。當室內(nèi)結構因故需要長時間露天或露天結構較長時間未能做好保溫隔熱墊層時，應做好有效的臨時遮蓋措施，以防開裂。