淺談建筑工程施工中混凝土裂縫的成因與治理

耿 濤

周口市建設(shè)工程質(zhì)量安全監(jiān)督站（466000）

1 裂縫產(chǎn)生原因分析

混凝土結(jié)構(gòu)或構(gòu)件往往是帶裂縫工作的。裂縫發(fā)展會使結(jié)構(gòu)或構(gòu)件的承載能力、耐久性和抗?jié)B能力降低，同時會使建筑物的外觀變差，建筑物的使用壽命降低，甚至嚴(yán)重時會威脅到人們生命和財產(chǎn)的安全。從多方面統(tǒng)計數(shù)據(jù)來看，很多工程混凝土的質(zhì)量事故都是由于混凝土裂縫的發(fā)展所致。我們必須要采取有效控制的措施，將其混凝土裂縫的發(fā)展造成的危害程度嚴(yán)格控制在規(guī)范范圍之內(nèi)，保證建筑物對人們生命和財產(chǎn)的安全。

2 混凝土裂縫的成因分析

從實踐來看，引發(fā)建筑工程施工混凝土裂縫的原因很多，總結(jié)之，主要表現(xiàn)在以下幾個方面∶

1）材料問題

最常見的材料問題就是水泥和粗細(xì)骨料因過期或品種選擇不當(dāng)、配合比例不符合要求而引起的裂縫。此外，骨料與水泥中還可能含有的一些有害物質(zhì)，或外加劑選用不當(dāng)、酸堿物質(zhì)相互反應(yīng)以及鋼筋結(jié)構(gòu)的性能限制等，這些都可能引發(fā)混凝土裂縫。

2）設(shè)計問題

由于建筑工程施工設(shè)計上存在著問題，比如地質(zhì)報告有誤、鉆探勘測數(shù)據(jù)不準(zhǔn)確、施工圖紙設(shè)計方法有問題等，這些都會引發(fā)混凝土施工裂縫。比如居民樓客廳樓板出現(xiàn)垂直裂縫，原以為是因溫度原因造成的收縮性裂縫，經(jīng)詳查，實際上是因地下車庫一道墻的主體下沉而產(chǎn)生的應(yīng)力裂縫。

3）混凝土材料的配制問題

從實踐來看，混凝土施工裂縫在很大程度上是因配置上的混合比例控制不當(dāng)引起的，標(biāo)準(zhǔn)水灰配比是0.24～0.38，最低限度也要保持在0.6以下。如果使用同樣的水泥，水灰比例就直接決定著混凝土強(qiáng)度等級，水泥攪拌過程中，所需水量僅是水泥總重量的1/4。但為保證其流動性與混凝土澆灌的質(zhì)量，水灰的比例也應(yīng)當(dāng)相應(yīng)的提高一些，因水泥水化熱后會產(chǎn)生過多的水分從而殘留在混凝土材料中形成水泡,因此大大降低了混凝土的抗荷載能力。從力學(xué)的角度分析，混凝土材料中的水泡及氣孔在荷載的作用下，會因過度集中而產(chǎn)生裂縫。

4）環(huán)境問題

混凝土材料一般都具有熱脹冷縮的特點，當(dāng)施工環(huán)境、溫度發(fā)生變化時，混凝土結(jié)構(gòu)就會隨之產(chǎn)生溫度變形，建筑結(jié)構(gòu)將會在溫度變形下產(chǎn)生一定的溫度應(yīng)力。當(dāng)該種應(yīng)力超過了混凝土本身的抗裂強(qiáng)度時，裂縫就會產(chǎn)生。一般而言，裂縫寬度總是隨溫度的變化而有所改變，而且可以通過肉眼直接觀察到。鋼筋結(jié)構(gòu)在受到了腐蝕、火災(zāi)等侵害時其表面就會被侵蝕，因這種物理和化學(xué)作用而造成的影響也是不可忽視的。

5）施工操作不當(dāng)引起的裂縫

混凝土過早拆模，或者混凝土未達(dá)到終凝時間承受荷載等都可直接造成混凝土裂縫；在施工中板的上層鋼筋一般較細(xì)，在交叉作業(yè)中，施工人員不采取措施對上層鋼筋踩踏，使鋼筋彎曲變形、下沉，保護(hù)層過大，導(dǎo)致板面裂縫；在施工中混凝土水灰比過大，多余的水形成水泡或蒸發(fā)后形成氣孔，減少混凝土實際有效斷面，在荷載作用下，使空隙周圍產(chǎn)生應(yīng)力集中，導(dǎo)致板面裂縫；混凝土砂石含泥量超標(biāo)或級配差，會使混凝土產(chǎn)生網(wǎng)狀裂縫或側(cè)面裂縫，混凝土組成材料質(zhì)量不合格，導(dǎo)致結(jié)構(gòu)裂縫。

6）荷載作用引起的裂縫

鋼筋混凝土的結(jié)構(gòu),在使用荷載的作用下，截面的混凝土拉應(yīng)變是大于混凝土極限拉伸值，作用于截面上的彎矩、剪力、軸向拉力及扭矩等荷載效應(yīng)會引起結(jié)構(gòu)構(gòu)件產(chǎn)生裂縫，這種情況下結(jié)構(gòu)是帶裂縫工作，是設(shè)計允許的；由于基礎(chǔ)不均勻沉降，使混凝土結(jié)構(gòu)出現(xiàn)的裂縫，也屬于荷載作用引起的的裂縫，這種裂縫大多是由于地勘不準(zhǔn)確或施工控制不到位造成的，是不允許發(fā)生；由于在施工中過早對結(jié)構(gòu)構(gòu)件承受荷載，使結(jié)構(gòu)構(gòu)件達(dá)不到設(shè)計強(qiáng)度，迫使混凝土產(chǎn)生裂縫，這是可以避免的；混凝土結(jié)構(gòu)構(gòu)件在使用過程中,超過設(shè)計的允許最大荷載，導(dǎo)致混凝土裂縫。這種破壞性裂縫是不允許的。

7）非荷載作用引起的裂縫

混凝土的收縮?；炷猎谟不^程中，由于水分蒸發(fā)、體積逐漸縮小而產(chǎn)生收縮。根據(jù)力學(xué)分析，由于結(jié)構(gòu)構(gòu)件受到支座的約束，當(dāng)其收縮所引起結(jié)構(gòu)構(gòu)件的約束應(yīng)力超過一定程度時，必然引起結(jié)構(gòu)構(gòu)件的開裂。

力學(xué)形變及溫度應(yīng)力裂縫。溫度裂縫多發(fā)生在大體積混凝土表面，由于水泥的水化將產(chǎn)生并釋放大量的水化熱,造成混凝土構(gòu)件內(nèi)外部溫差較大，膨脹不一致，混凝土表面產(chǎn)生拉應(yīng)力，內(nèi)部產(chǎn)生壓應(yīng)力，當(dāng)這種拉應(yīng)力超過了混凝土抗應(yīng)力時便產(chǎn)生裂縫。溫度變化較大的地區(qū)，溫度裂縫通常無規(guī)律，大面積構(gòu)件裂縫?？v橫交錯,受溫度變化影響明顯，裂縫冬寬夏窄。

1）改善結(jié)構(gòu)設(shè)計

在建筑工程結(jié)構(gòu)設(shè)計過程中，可選用中低強(qiáng)度混凝土材料，也可在承臺的表面增加鋼筋的用量。實踐中為避免因溫度的變化而引起的混凝土施工裂縫，可采取永久式的伸縮方式進(jìn)行設(shè)計；建筑工程結(jié)構(gòu)裂縫產(chǎn)生的原因很多，結(jié)構(gòu)長度問題是產(chǎn)生收縮應(yīng)力主要影響因素之一。根據(jù)建筑工程項目建設(shè)的實踐情況，施工單位一定要采取有效的設(shè)計方案，尤其要考慮混凝土施工中可能產(chǎn)生裂縫這一問題。

2）加大混凝土澆筑過程的監(jiān)管力度

建筑工程施工過程中，為有效的防止出現(xiàn)混凝土施工裂縫，筆者認(rèn)為要先確定混凝土材料的一次澆筑量、易產(chǎn)生裂縫的位置以及構(gòu)造和施工縫之間的間距、混凝土運輸過程以及振搗澆筑時間等相關(guān)因素?；炷敛牧献陨砭陀忻谒裕夜橇舷鲁燎胰菀桩a(chǎn)生塑性收縮裂縫，因此在初凝至終凝前這段時間內(nèi)要對混凝土材料的表面進(jìn)行二次壓抹處理。當(dāng)樓層建筑中的混凝土澆筑完一天內(nèi)，其余施工工作只是限于定位、測量和彈線等前期準(zhǔn)備工作，施工材料吊卸一律禁止，以免對尚未完成的終凝混凝土帶來沖擊振動。一般而言，二十四小時后可分批次的組織吊運小型的施工材料，同時要注意輕卸、輕放以及分散放置。第3天以后方可進(jìn)行樓層墻板或樓面模板正常支模施工。為增強(qiáng)混凝土材料的剛度和減少彈性形變以及增強(qiáng)其抗沖擊振動能力，可在新澆筑混凝土材料表面鋪設(shè)舊木模板或腳手板，以適當(dāng)?shù)臄U(kuò)散應(yīng)力，進(jìn)而減少樓板裂縫問題的出現(xiàn)。

3）混凝土材料配制過程控制

混凝土材料配制過程中，如果有吸收率比較大的施工骨料，而且骨料中的含泥量、干縮量也比較大，那么混凝土的干縮性會增加。為增強(qiáng)混凝土材料的和易性、抗?jié)B性、可泵性以及抗離析能力，可在混凝土材料中摻一些粉煤灰或高效的減水劑，以減少滲水現(xiàn)象，進(jìn)而減少混凝土裂縫問題的出現(xiàn)。同時，混凝土材料在配比設(shè)計時，工作人員和管理人員一定要到施工現(xiàn)場進(jìn)行實地考察，綜合分析施工現(xiàn)場混凝土澆搗工藝和構(gòu)件截面等因素，并及時的調(diào)整砂石等施工原料的配比。

4）對成型的混凝土要加強(qiáng)養(yǎng)護(hù)

混凝土施工過程重要注意保溫養(yǎng)護(hù)，這是混凝土施工過程中非常關(guān)鍵的一個環(huán)節(jié)，可有效的降低混凝土澆筑塊體內(nèi)外的溫差值，同時還能降低混凝土塊體自身的約束應(yīng)力。對成型的混凝土采取保溫措施，可有效的減少內(nèi)外的溫差，緩和降溫的速度，減小溫度應(yīng)力，同時對混凝土的強(qiáng)度增大和應(yīng)力松弛作用的發(fā)揮也非常有利，可緩沖混凝土材料因表面的干裂而造成的大面積塑性收縮。因此，筆者建議應(yīng)當(dāng)加強(qiáng)對混凝土材料的養(yǎng)護(hù)，尤其是在遇到雨雪天氣時，可組織施工人員搭設(shè)一些防雨設(shè)備遮蓋其表面；同時還要注意排水，防止雨水流入到基坑之中，影響混凝土的澆灌連續(xù)性、最終影響建設(shè)工程的施工質(zhì)量。

5）對現(xiàn)存裂縫進(jìn)行修補

加強(qiáng)建筑工程混凝土裂縫治理,不僅要預(yù)防，而且還要對現(xiàn)有的裂縫進(jìn)行有效修補,以免病害蔓延。對于當(dāng)前我國建筑工程施工過程中存在的混凝土裂縫問題,應(yīng)當(dāng)及時的組織相關(guān)人員進(jìn)行修補，以免病害進(jìn)一步擴(kuò)大，進(jìn)而影響到整個建筑工程的結(jié)構(gòu)的安全性及其使用耐久性。對于已有的裂縫，可從以下幾個方面處理∶①組織施工人員對裂縫進(jìn)行灌漿，利用壓力設(shè)備將預(yù)先配置好的適量修補漿液壓入到混凝土裂縫位置,通過物理修補法使裂縫閉合；②將裂縫表面做涂層封閉處理，再利用混凝土材料對細(xì)微的裂縫或網(wǎng)狀的裂紋可產(chǎn)生的毛細(xì)作用，使其吸收修補膠液，這樣就可以有效封閉混凝土施工裂縫；③對施工裂縫做封堵處理，及利用水泥砂漿對建筑工程施工裂縫進(jìn)行填充和封堵，必要時可對施工裂縫進(jìn)行有效的事先處理（比如將裂縫處的碎石料或者粉塵清理干凈）,再通過填充一些材料進(jìn)行封堵。

3 裂縫的預(yù)防控制

3.1 從施工過程進(jìn)行控制和預(yù)防

加強(qiáng)控制混凝土施工配合比，嚴(yán)格控制水灰比和水泥用量，嚴(yán)格選擇砂石級配，減少混凝土孔隙率及收縮量，提高混凝土抗裂強(qiáng)度；加強(qiáng)混凝土澆搗和養(yǎng)護(hù)，使混凝土在硬化過程中及時補償有效控制裂縫。在裂縫容易發(fā)生部位和負(fù)彎矩筋區(qū)域采取措施，避免上層鋼筋踩踏變形，導(dǎo)致板面裂縫；避免混凝土在零強(qiáng)度下沖擊振動，防止樓板裂縫。

混凝土裂縫的預(yù)防，在模板工程中其構(gòu)造要合理、模板及支架要有足夠的剛度，以防止模板各桿件間的變形不同而導(dǎo)致混凝土裂縫；在混凝土澆筑時應(yīng)防止離析現(xiàn)象，振搗應(yīng)均勻、適度；在混凝土的養(yǎng)護(hù)中適當(dāng)延長養(yǎng)護(hù)時間。

3.2 從混凝土自身應(yīng)力的角度對溫度裂縫進(jìn)行控制和預(yù)防

混凝土內(nèi)部的溫度與混凝土厚度與水泥品種、水泥用量有關(guān)，混凝土越厚，水泥用量越大。水化熱越高的水泥，其內(nèi)部溫度越大。防止大體積混凝土產(chǎn)生裂縫是控制混凝土內(nèi)部和表面的溫度差，從而減小混凝土因水泥水化產(chǎn)生溫度應(yīng)力造成的混凝土裂縫。

4 結(jié)語

在工程中，現(xiàn)澆混凝土結(jié)構(gòu)特別是板面的裂縫現(xiàn)象是不可避免的，要求我們在現(xiàn)場施工中要盡量做到科學(xué)合理，采取有效的措施是能夠減少裂縫現(xiàn)象產(chǎn)生的；對于施工中已經(jīng)產(chǎn)生的裂縫，在分析其發(fā)生的原因后,進(jìn)行科學(xué)的處理和加固補強(qiáng)措施，使現(xiàn)澆混凝土結(jié)構(gòu)能夠滿足正常使用條件下的安全性和耐久性要求。

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