土木工程中混凝土裂縫的成因與防治對(duì)策研究

呂大剛

摘 要：混凝土裂縫形成的主要原因是混凝土結(jié)構(gòu)內(nèi)外部的作用產(chǎn)生的物理結(jié)構(gòu)變化，裂縫會(huì)造成混凝土結(jié)構(gòu)物承載力、防水性以及耐久性降低，也會(huì)影響到建筑施工質(zhì)量，從而給人民群眾的正常生活帶來嚴(yán)重的安全隱患。鑒于此，針對(duì)性分析了房屋建筑行業(yè)在實(shí)際應(yīng)用過程中產(chǎn)生的不同程度上結(jié)構(gòu)性破壞、溫度收縮變形等現(xiàn)象，針對(duì)這些情況從材料選擇和設(shè)計(jì)方面出發(fā)提出相應(yīng)處理方法與策略。

關(guān)鍵詞：土木工程；混凝土裂縫；成因；防治對(duì)策

中圖分類號(hào)：TU755? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文章編號(hào)：2096-6903（2023）04-0037-03

0 引言

混凝土裂縫是一種常見的施工質(zhì)量問題，影響著建筑整體性能，因此研究建筑工程中出現(xiàn)的混凝土裂痕有著非常重要意義?；炷亮芽p是建筑工程施工中常見的問題，在建筑項(xiàng)目工程建設(shè)過程當(dāng)中，其影響也非常大。因此要想保證建筑物能夠安全、穩(wěn)定地運(yùn)行，就必須重視對(duì)房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和材料選擇等方面進(jìn)行嚴(yán)格把控[1]。

1 土木工程施工中混凝土技術(shù)

混凝土施工技術(shù)是建筑工程中最重要的環(huán)節(jié)之一，其質(zhì)量好壞對(duì)整個(gè)工程有很大影響。在實(shí)際施工過程中會(huì)出現(xiàn)各種問題，例如振搗不均勻、漏漿等，而這些都是由于施工人員沒有按要求進(jìn)行嚴(yán)格把控造成的后果。要提高混凝土施工效率，就必須加強(qiáng)相關(guān)人員素質(zhì)和技能水平，通過規(guī)范性工作來確保建筑行業(yè)健康發(fā)展。

在實(shí)際施工過程中，由于受到外界環(huán)境因素影響，造成建筑結(jié)構(gòu)出現(xiàn)開裂現(xiàn)象。為了能夠有效防止這種情況，需要采用相關(guān)措施，嚴(yán)格按照規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行控制和管理工作，從而保證建筑工程整體性得到提升，并且降低工程質(zhì)量問題產(chǎn)生概率。

2 混凝土裂縫分類及各種裂縫對(duì)結(jié)構(gòu)的影響

2.1 表面裂縫

混凝土表面裂縫通常是混凝土施工后養(yǎng)護(hù)不到位、表面干縮、混凝土配合比設(shè)計(jì)不科學(xué)等。表面裂縫的危害性相對(duì)來說是比較小的，只是對(duì)混凝土結(jié)構(gòu)外觀影響較嚴(yán)重。在水泥混凝土中的氫氧化鈣與空氣和水中的CO2發(fā)生碳化作用時(shí)，表面細(xì)微裂縫會(huì)因?yàn)樘妓徕}的析出逐漸被密閉恢復(fù)[2]。如果在裂縫出現(xiàn)在長(zhǎng)期負(fù)荷的結(jié)構(gòu)界面，再加上雨水侵蝕滲透，其便會(huì)影響建筑質(zhì)量的問題。

2.2 深層裂縫

深層裂縫是指裂縫深度已經(jīng)觸及混凝土結(jié)構(gòu)應(yīng)力斷面，在混凝土結(jié)構(gòu)承重、負(fù)荷的情況下，該類裂縫還會(huì)不斷發(fā)展擴(kuò)大，對(duì)建筑結(jié)構(gòu)的耐久性產(chǎn)生更大的危害。深層裂縫一般也被視為動(dòng)態(tài)裂縫，即會(huì)繼續(xù)發(fā)展的裂縫。對(duì)于深層裂縫要仔細(xì)檢查研究裂縫出現(xiàn)的原因，并及時(shí)進(jìn)行處理。如果長(zhǎng)時(shí)間不處理，受到溫差、雨水沖刷或凍融侵害，深層裂縫會(huì)影響主體結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性，造成大的安全隱患。

2.3 貫通性裂縫

貫通性裂縫是最嚴(yán)重的裂縫形式。它已經(jīng)貫穿整個(gè)混凝土結(jié)構(gòu)層，會(huì)導(dǎo)致混凝土結(jié)構(gòu)層已經(jīng)無法形成整體性的承重結(jié)構(gòu)，對(duì)混凝土建筑的穩(wěn)定性、安全性、耐久性和承載力產(chǎn)生不良影響?；炷两ㄖ绻霈F(xiàn)貫通性裂縫，要對(duì)裂縫影響進(jìn)行科學(xué)的評(píng)估，判斷是否具備加固修復(fù)的價(jià)值。較為復(fù)雜處理貫通性裂縫問題關(guān)鍵是要治本，要找到造成這種嚴(yán)重裂縫的關(guān)鍵原因，從根本上解決問題。

3 土木工程中混凝土裂縫的成因

3.1 混凝土自縮因素的影響

在混凝土結(jié)構(gòu)中，混凝土很容易產(chǎn)生相應(yīng)的自收縮。若無法有效管理，混凝土就會(huì)產(chǎn)生裂縫。其自收縮具體表現(xiàn)為：一是混凝土作用下的自收縮。在混凝土構(gòu)造的原料中，混凝土占有比重比較大，澆制混凝土?xí)r伴隨硬底化情況，喪失大量的水份。若喪失80%以上的水分，混凝土?xí)a(chǎn)生自收縮。二是減水劑危害混凝土的自收縮。在混凝土施工中應(yīng)用最多的要屬混凝土減水劑，這種外加劑嚴(yán)重危害混凝土的自收縮值[3]。三是礦物危害混凝土的自收縮。大部分施工企業(yè)在混凝土施工中都會(huì)應(yīng)用煤灰、硅灰石粉等礦物，提升混凝土的自收縮性。

3.2 內(nèi)外溫差大的影響

混凝土收縮會(huì)產(chǎn)生非常大熱量，排熱減緩，使內(nèi)部結(jié)構(gòu)溫度升高。而混凝土表面與外界氣體接觸，排熱速率更快，這也造成了混凝土內(nèi)部結(jié)構(gòu)和表面溫差很大。在熱變形收縮的影響下，混凝土中產(chǎn)生拉伸應(yīng)力。假如拉伸應(yīng)力超出從外部遭受的范疇，則會(huì)在表面產(chǎn)生裂紋。一般來說，這種裂縫沒有一定的規(guī)律性，裂縫大小在于溫差大小。

3.3 地基沉降不均勻的影響

地基是土木工程的承重結(jié)構(gòu)，其工程質(zhì)量直接關(guān)系工程的安全和平穩(wěn)。在施工過程中，一些建設(shè)單位為了保證工程施工高效率，并沒有勘察施工區(qū)域的土壤情況，導(dǎo)致地基基礎(chǔ)中存在很多不合理狀況。如施工過程中，習(xí)慣性選用高挖低填的施工工藝，即在地面高空土方開挖，在地面低洼地處抹平。此方法可以滿足地調(diào)動(dòng)的需求，但容易造成路基的不均勻沉降。因?yàn)橥寥缹訅簩?shí)度不一樣，項(xiàng)目交付使用后，受長(zhǎng)期縱向承載力影響，結(jié)構(gòu)中壓實(shí)度相對(duì)較低的部位不斷下移，造成全部建筑構(gòu)造發(fā)生歪斜、形變等諸多問題。當(dāng)形變難題超出混凝土構(gòu)造的拉應(yīng)力時(shí)，混凝土便會(huì)產(chǎn)生裂縫，而裂縫的長(zhǎng)度和總寬就會(huì)隨地基沉降而增加。

4 土木工程中混凝土裂縫的防治措施

4.1 混凝土建筑裂縫處理流程

4.1.1 現(xiàn)場(chǎng)檢查測(cè)量

現(xiàn)場(chǎng)檢查測(cè)量主要是確定裂縫所處的位置、方向、危害程度、發(fā)展規(guī)律、裂縫形成原因、是否存在滲水析鹽、鋼筋銹蝕等其他連帶問題。裂縫檢查測(cè)量必須結(jié)合實(shí)際情況，實(shí)事求是做好相關(guān)調(diào)查分析技術(shù)資料，為后期工作做好原始數(shù)據(jù)留存。

4.1.2 裂縫問題分析和計(jì)算

裂縫問題具體需要專業(yè)的技術(shù)人員，結(jié)合實(shí)際考察、檢測(cè)資料和與之相關(guān)的設(shè)計(jì)施工資料，分析裂縫產(chǎn)生的具體原因，及對(duì)建筑結(jié)構(gòu)的影響程度，比如測(cè)算結(jié)構(gòu)受力影響包括撓度、抗變形能力等[4]。通過科學(xué)的技術(shù)分析，才能為裂縫性質(zhì)、原因發(fā)展規(guī)律準(zhǔn)確定性，從而制定裂縫處理技術(shù)方案。

4.1.3 裂縫處理方案論證

為了有效處理裂縫問題，需要組織各方面技術(shù)力量對(duì)裂縫處理方案進(jìn)行探討。尤其是對(duì)于發(fā)展性的深度裂縫和重大的貫通性裂縫，要對(duì)處理方案進(jìn)行層層分析論證及經(jīng)過綜合評(píng)議一致性通過，方案得到批復(fù)后才能執(zhí)行裂縫處理的相關(guān)工作。

4.1.4 裂縫處理后檢測(cè)和功能評(píng)價(jià)

裂縫處理完成需要依據(jù)相關(guān)規(guī)范對(duì)結(jié)構(gòu)進(jìn)行試驗(yàn)、檢測(cè)，評(píng)估處理后結(jié)構(gòu)的安全性、功能完整性以及工程耐久性。這三個(gè)指標(biāo)關(guān)系到建筑經(jīng)濟(jì)價(jià)值是否得到有效發(fā)揮，也關(guān)系到建筑結(jié)構(gòu)運(yùn)營(yíng)的安全性和穩(wěn)定性。

4.2 設(shè)計(jì)階段防治措施

為了做到未雨綢繆，減少問題的出現(xiàn)，要做好設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)的工作。結(jié)構(gòu)斷面突變的預(yù)防要在設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)，用好膨脹劑，能對(duì)混凝土的收縮起到一定作用。暗梁的設(shè)置也很重要，將其設(shè)置在容易出現(xiàn)裂縫的地方，可以提升混凝土的拉伸極限。

在進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)，要充分考慮到氣候等因素對(duì)工程的影響。構(gòu)件配筋的使用也要合理，使用小間距、小直徑的做法，能夠起到提升抗裂性能的作用。工程設(shè)計(jì)要進(jìn)一步優(yōu)化，墻體的強(qiáng)度和剛度要增強(qiáng)，這樣可以防治墻體開裂。要增加一些墻體的厚度和配筋率，要利用好橫向分布鋼筋，基礎(chǔ)設(shè)計(jì)要協(xié)調(diào)，讓建筑物均勻沉降。墻體鋼筋最好采用雙層雙向鋼筋，薄弱部位設(shè)置加強(qiáng)鋼筋[5]。

4.3 混凝土質(zhì)量與配合比

在建筑工程中，原材料本身的性能和配合比都會(huì)影響混凝土裂縫發(fā)生。所以，在混凝土裂縫的防治方面，要從原材料入手，對(duì)混凝土生產(chǎn)所使用的原材料進(jìn)行檢驗(yàn)，確保原材料質(zhì)量合格，降低混凝土裂縫發(fā)生的概率。尤其是對(duì)混凝土裂縫影響最為嚴(yán)重的水泥，需要重點(diǎn)進(jìn)行管控。

除了原材料的影響，混凝土配合比的科學(xué)性也是造成裂縫的主要原因。在混凝土生產(chǎn)時(shí)，一定要保障配合比科學(xué)合理。在對(duì)配合比進(jìn)行設(shè)計(jì)的時(shí)候，要控制水灰比。在進(jìn)行攪拌時(shí)，計(jì)量要準(zhǔn)確，攪拌的時(shí)間要保證，注意混凝土的塌落度，振搗力度要合適、均勻，達(dá)到表面泛漿的狀態(tài)最好。如果處于高溫狀態(tài)，嚴(yán)禁進(jìn)行混凝土的澆注。

4.4 混凝土溫度控制

在進(jìn)行混凝土施工的過程中，要嚴(yán)格按照相關(guān)規(guī)范要求，對(duì)溫度的控制與監(jiān)測(cè)工作都有嚴(yán)格的要求。不同環(huán)境下所使用材料也是有著不一樣的需求。如果混凝土結(jié)構(gòu)受到外界條件影響或者出現(xiàn)裂縫現(xiàn)象，就要采取相應(yīng)措施進(jìn)行補(bǔ)救，從而使整個(gè)施工過程變得更加安全可靠，保證質(zhì)量過關(guān)。

混凝土的溫度變化會(huì)影響到內(nèi)部結(jié)構(gòu)，在施工中要根據(jù)實(shí)際情況選擇合適的溫控技術(shù)。施工時(shí)要嚴(yán)格按照相關(guān)要求來，對(duì)于一些容易受到溫差變化而引起內(nèi)部結(jié)構(gòu)開裂的部位采取相應(yīng)措施，還可以適當(dāng)增加水泥水化熱等方法，降低混凝土內(nèi)部結(jié)構(gòu)的熱量含量，從而提高抗裂性能，進(jìn)而確保建筑工程質(zhì)量與使用壽命。

在施工過程中，一定要確保溫度傳感器處于正常工作狀態(tài)下，保證其與現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境保持同步性、可靠性以及耐久性等方面都應(yīng)該符合設(shè)計(jì)規(guī)范中規(guī)定的各項(xiàng)指標(biāo)和標(biāo)準(zhǔn)。混凝土澆筑過程當(dāng)中，必須遵循施工工藝流程進(jìn)行操作。

混凝土保溫不僅可以使溫度下降，還有利于降低材料和水化熱，防止裂縫。在施工過程中應(yīng)做好相關(guān)工作，對(duì)鋼筋進(jìn)行綁扎時(shí)，需要注意模板是否牢固、墊塊位置是否準(zhǔn)確。對(duì)于樓板澆注完成后，需及時(shí)用塑料布等工具封住柱內(nèi)并保持其濕潤(rùn)。

4.5 對(duì)建筑物進(jìn)行卸荷

在建筑項(xiàng)目施工時(shí)，為了盡可能的降低因?yàn)楹奢d引發(fā)形成的混凝土裂縫，應(yīng)當(dāng)先全面了解裂縫形成的位置、裂縫的基礎(chǔ)構(gòu)造和是否受到其他要素的影響。

在混凝土施工過程中，骨料極易下沉，并且也會(huì)形成塑性收縮裂縫，為防止其他施工對(duì)尚未完成終凝的混凝土造成沖擊，需要在混凝土初凝到終凝這一時(shí)間段內(nèi)實(shí)行二次壓抹處理。若是施工時(shí)間較為緊張，那么最低也要在混凝土澆筑結(jié)束經(jīng)過8 h之后才能逐一吊運(yùn)材料。

材料堆放時(shí)，不可放置得太過集中，需要分散的放置在板下有梁的區(qū)域，以便于受力可以良好的傳遞開來。在進(jìn)行支撐結(jié)構(gòu)的搭建過程中，需要合理放置好木方或者是墊板，借助大面積墊板來將立桿與模板結(jié)構(gòu)的受力予以合理分散，防止太早施加載荷或是荷載太過集中，從而引起裂縫的產(chǎn)生。

在混凝土施工結(jié)束1d后便可分批次實(shí)行物品的卸下、放置（不過應(yīng)當(dāng)做到分散放置）。在混凝土澆筑完成的第三日支護(hù)，可提高混凝土的剛度，對(duì)于新澆筑的混凝土表部鋪上舊模板，降低混凝土自身荷載給混凝土結(jié)構(gòu)帶來的影響，從而避免混凝土裂縫的形成。

4.6 工程結(jié)構(gòu)補(bǔ)強(qiáng)措施

土木工程施工中，很容易受到外界因素的制約，由此導(dǎo)致混凝土結(jié)構(gòu)產(chǎn)生裂縫。比如，當(dāng)發(fā)生火災(zāi)或者外力作用的沖擊，混凝土結(jié)構(gòu)無法承擔(dān)超出負(fù)荷的范圍，就可能產(chǎn)生結(jié)構(gòu)性裂縫。除此之外，倘若在工程運(yùn)營(yíng)之后受到溫度和濕度條件的制約腐蝕了鋼筋，就會(huì)影響混凝土的承載力，從而產(chǎn)生裂縫問題。在進(jìn)行裂縫的處理中，就需要以結(jié)構(gòu)補(bǔ)強(qiáng)處理技術(shù)作為重要的解決工藝。

工作人員在進(jìn)行混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的時(shí)候，要進(jìn)行綜合考量，嚴(yán)格掌控材料抗裂性能及荷載能力。只有結(jié)構(gòu)符合相應(yīng)參照數(shù)值標(biāo)準(zhǔn)，科學(xué)合理設(shè)計(jì)，才可為后續(xù)工作提供材料支持。如果結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)無法符合實(shí)際變化需求，勢(shì)必要增加鋼筋數(shù)量，便于從源頭上提高混凝土結(jié)構(gòu)的安全性和穩(wěn)定性，可有效防止裂縫的出現(xiàn)。

4.7 混凝土后期養(yǎng)護(hù)

為了防止混凝土出現(xiàn)裂縫，做好混凝土的后期養(yǎng)護(hù)尤為重要?；炷翝仓瓿珊?，混凝土結(jié)構(gòu)內(nèi)部存在一個(gè)自我收縮的過程，為了促進(jìn)混凝土充分凝結(jié)，施工企業(yè)需要對(duì)混凝土進(jìn)行必要的養(yǎng)護(hù)，為混凝土的凝結(jié)營(yíng)造有利的條件。

可在混凝土澆筑完成后，將澆筑區(qū)域圈圍起來，在澆筑面鋪設(shè)一層薄膜紙，定期向鋪有薄膜紙的區(qū)域?yàn)⑺?。一般情況下，1 d要灑水2～3次。如果是在夏季高溫天天氣時(shí)，要適當(dāng)增加灑水次數(shù)，保證混凝土澆筑區(qū)域環(huán)境濕潤(rùn)，確保混凝土能夠充分凝固。薄膜紙的留置時(shí)間不得少于2周。另外，施工企業(yè)要在混凝土澆筑區(qū)域設(shè)置警示牌，在混凝土沒有硬化前不能提前作業(yè)。

5 結(jié)語(yǔ)

混凝土結(jié)構(gòu)具備較強(qiáng)的完整性和穩(wěn)定性，但混凝土施工中很容易出現(xiàn)裂縫問題，若是無法及時(shí)采用高效預(yù)防和修補(bǔ)辦法，將會(huì)導(dǎo)致裂縫托大，為混凝土結(jié)構(gòu)性能造成影響。所以，需對(duì)混凝土裂縫問題提高重視，并嚴(yán)格監(jiān)控各個(gè)環(huán)節(jié)施工，管控質(zhì)量，提高混凝土的施工效果。

參考文獻(xiàn)

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