試探鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)物裂縫成因及防治措施

馮光

混凝土結(jié)構(gòu)是當(dāng)今建筑物的主要結(jié)構(gòu)形式，混凝土在現(xiàn)代工程建設(shè)中占有重要地位。實(shí)際施工中，鋼筋混凝土的結(jié)構(gòu)物出現(xiàn)裂縫的現(xiàn)象是較為普遍的，許多鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的破壞都是從裂縫開始的。因此，避免和控制有害貫穿性裂縫的出現(xiàn)，以確保結(jié)構(gòu)物的安全性、適用性、耐久性，最大程度地保證人們的生命和財(cái)產(chǎn)安全是施工工作的第一要?jiǎng)?wù)。重視鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)裂縫的成因、預(yù)防和處理，尤其是要避免和控制有害貫穿性裂縫的出現(xiàn)是十分必要的。實(shí)踐證明：根據(jù)鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)物裂縫成因，提出從設(shè)計(jì)、施工兩個(gè)方面做好鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)物裂縫的控制，對于鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)物裂縫的預(yù)防和控制具有一定的借鑒意義。個(gè)人己見，僅供參考。

一、鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)物裂縫原因分析

造成鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)物開裂、滲水的原因較為復(fù)雜，涉及的因素頗多，大致可分為三類：溫差過大引起的溫度裂縫;荷載過大引起的變形裂縫;混凝土干縮引起的變形裂縫。

1、溫度裂縫。溫度裂縫一般是由于大氣溫度變化、周圍環(huán)境溫度太高或者大體積混凝土施工時(shí)產(chǎn)生的水化熱等因素造成。有關(guān)研究表明，當(dāng)混凝土內(nèi)外溫差10℃時(shí)，冷縮值為0.01%，如果混凝土內(nèi)外溫差20℃～30℃時(shí)，其冷縮值為0.02%～0.03%，而混凝土的極限拉伸值只有0.01%～0.02%，所以當(dāng)其大于混凝土極限拉伸值時(shí)混凝土就開裂。

2、荷載裂縫。荷載裂縫是結(jié)構(gòu)物在荷載作用下變形過大而產(chǎn)生的裂縫。一般多出現(xiàn)在構(gòu)件的受拉區(qū)域、受剪區(qū)域或者振動(dòng)嚴(yán)重等部位。產(chǎn)生的主要原因是結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)不合理、施工方法錯(cuò)誤、承載能力不足、地基沉降不均勻等。

3、干縮裂縫。干縮裂縫一般是由于材料缺陷引起的。研究表明，水泥加水后變成水泥硬化體，絕對體積減小，毛細(xì)孔縫中水溢出產(chǎn)生毛細(xì)壓力，使得混凝土產(chǎn)生毛細(xì)收縮，由此引起水泥砂漿的干縮值為0.1%～0.2%，混凝土的干縮值為0.04%～0.06%，而混凝土的極限拉伸值只有0.01%～0.02%，所以當(dāng)其大于混凝土的極限拉伸值由此產(chǎn)生混凝土裂縫。

二、鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)物裂縫的防治措施

從微觀方面分析，混凝土有裂縫是絕對的，沒有裂縫是相對的。所以混凝土結(jié)構(gòu)物裂縫的防治，就是為了將其對結(jié)構(gòu)物的危害程度控制在允許范圍內(nèi)。為此，在實(shí)際工程中應(yīng)從設(shè)計(jì)和施工兩方面著手預(yù)防和控制混凝土結(jié)構(gòu)物裂縫。

一是設(shè)計(jì)方面：

1、減少地基的不均勻沉降?；A(chǔ)設(shè)計(jì)方面可以采取調(diào)整基礎(chǔ)的埋置深度、地基計(jì)算強(qiáng)度、墊層厚度等方法來控制地基的不均勻變形。同一軟弱土地基上，應(yīng)盡量采用同一種類型的基礎(chǔ)，否則容易造成沉降量大小不均勻，從而產(chǎn)生危害性裂縫。

2、沉陷裂縫裂縫多為深進(jìn)或貫穿性的，其位置與沉陷方向一致。較大的沉陷裂縫，往往有一定的錯(cuò)位，裂縫寬度與沉降值成正比。裂縫產(chǎn)生的原因是結(jié)構(gòu)構(gòu)件落在未經(jīng)處理的回填土或松軟地基上?；炷翝补嗪?，因地基侵水引起不均勻沉降而導(dǎo)致裂縫。特別是平臥生產(chǎn)的鋼筋混凝土構(gòu)件（如薄腹梁），由于側(cè)向剛度差，配筋少，最易引起弦、腹桿或梁的側(cè)面產(chǎn)生裂縫。另外因模板剛度不足，模板支撐間距過大或支撐底部松動(dòng)以及過早拆模，也常導(dǎo)致此類沉降裂縫出現(xiàn)。

3、避免應(yīng)力集中。合理增配構(gòu)造鋼筋提高抗裂能力。盡量避免結(jié)構(gòu)斷面突變產(chǎn)生應(yīng)力集中，在易產(chǎn)生應(yīng)力集中的薄弱環(huán)節(jié)采取加強(qiáng)措施，適當(dāng)增加附加筋，以增強(qiáng)其抗裂能力。設(shè)計(jì)人員應(yīng)重視構(gòu)造鋼筋的配置，選擇構(gòu)造鋼筋的直徑和數(shù)量要適宜。從設(shè)計(jì)上說，構(gòu)造鋼筋很重要，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)經(jīng)常忽略結(jié)構(gòu)約束性質(zhì)，從而產(chǎn)生構(gòu)造性裂縫。所以，配筋不但要滿足結(jié)構(gòu)承載的要求，而且還要滿足混凝土正常使用的要求，合理增配構(gòu)造鋼筋有利于提高抗裂能力。

二是施工方面：

1、嚴(yán)格控制混凝土原材料質(zhì)量。盡量采用粒徑級配良好的石子及中、粗砂，以減少混凝土的用水量，使混凝土的收縮和泌水隨之減少，同時(shí)應(yīng)控制含泥量不能超過規(guī)范要求。水泥宜選擇低水化熱、低收縮質(zhì)量穩(wěn)定的普通硅酸鹽水泥。外加劑和摻合料必須性能可靠，有利于降低混凝土凝固過程的水化熱。

2、使混凝土配合比有利于減少和避免裂縫。配合比中，在滿足配合比規(guī)范和混凝土技術(shù)指標(biāo)前提下，宜適當(dāng)減少水泥用量和用水量，降低水灰比，提高和易性。對泵送混凝土，不能單純用增加單位用水量的方法，來滿足泵送混凝土的可泵性要求。這樣不僅多用水泥，增加混凝土的收縮，而且還會(huì)使水化熱升高，易引起裂縫。為此，在施工中可滲入適量的粉煤灰或減水劑（如木質(zhì)磺酸鈣、mf等），以進(jìn)一步改善混凝土的特性。

3、控制入模坍落度，做好澆筑振搗工作。在滿足混凝土運(yùn)輸和布放要求前提下，要盡可能減小入模坍落度?；炷寥肽：?，要及時(shí)振搗，并做到不漏振，不過振。對重點(diǎn)部位可在混凝土振搗界限以前給予二次振搗，再次排除因泌水在粗集料，水平鋼筋下部生成的水分和空隙，提高混凝土的握裹力，并在混凝土初凝后、終凝前進(jìn)行混凝土表面多次抹壓，防止因混凝土的表面收縮而出現(xiàn)的細(xì)微裂縫，增加混凝土密實(shí)度。提高混凝土抗壓強(qiáng)度和抗裂強(qiáng)度。

4、避免混凝土結(jié)構(gòu)內(nèi)外溫差過大。首先，降低混凝土的入模溫度，且不應(yīng)大于25℃，使混凝土凝固時(shí)，其內(nèi)部在較低的溫度起升點(diǎn)升溫，從而避免混凝土內(nèi)部溫度過高。其次，采取延長拆模時(shí)間和外保溫等措施，使內(nèi)外溫差控制在一定范圍之內(nèi)，降低水化熱降溫引起的拉應(yīng)力，減少溫度裂縫。

5、加強(qiáng)混凝土養(yǎng)護(hù)。在每次混凝土澆筑完畢后，應(yīng)及時(shí)按溫控技術(shù)措施的要求進(jìn)行保溫養(yǎng)護(hù)。不同施工季節(jié)應(yīng)選擇不同的混凝土養(yǎng)護(hù)方法。夏季施工時(shí)，要采用草簾覆蓋、蓄水、灑水、噴水等溫降方法進(jìn)行養(yǎng)護(hù);正常氣溫時(shí)，可噴刷養(yǎng)生液養(yǎng)護(hù);冬季施工時(shí)，可使用保溫材料來提高混凝土的表面溫度，也可用薄膜養(yǎng)生液、塑料薄膜等封閉料對混凝土保溫、保濕，在寒冷季節(jié)可搭設(shè)擋風(fēng)保溫棚。混凝土的養(yǎng)護(hù)時(shí)間根據(jù)水泥的品種確定，一般來講，普通水泥的養(yǎng)護(hù)時(shí)間為14天，礦渣水泥、粉煤灰粉水泥、火山灰水泥及摻加摻和料后的混凝土的養(yǎng)護(hù)時(shí)間為21天。

綜上所述，在充分了解混凝土裂縫產(chǎn)生的種種原因基礎(chǔ)上，適當(dāng)采取科學(xué)、合理、切實(shí)有效的防治措施，把混凝土裂縫控制在建筑規(guī)范容許的范圍內(nèi)。實(shí)踐證明，只有從原材料、設(shè)計(jì)、施工等方面加強(qiáng)質(zhì)量控制，才能最大限度的預(yù)防和控制混凝土裂縫的產(chǎn)生，具體施工中要靠我們多觀察、多比較，出現(xiàn)問題后多分析、多總結(jié)，結(jié)合多種預(yù)防處理措施，混凝土的裂縫是完全可以避免的。才能保證結(jié)構(gòu)物混凝土結(jié)構(gòu)安全、適用、可靠和耐久的要求，才能保障人們的生命和財(cái)產(chǎn)安全。（作者單位：黑龍江省寒地建筑科學(xué)研究院）