土木施工中混凝土裂縫成因及其防治措施解析

高銅傳

（淄博冠中混凝土有限公司，山東 淄博 255000）

在土木工程中，混凝土結(jié)構(gòu)質(zhì)量對(duì)項(xiàng)目質(zhì)量及安全均有較大影響，而裂縫問(wèn)題是混凝土施工的主要質(zhì)量問(wèn)題，限制了工程質(zhì)量提升。不論是外部環(huán)境或材料本身，還是施工人員操作水平等均與裂縫產(chǎn)生有直接關(guān)系，此外后期的養(yǎng)護(hù)工作也非常關(guān)鍵。在土木施工中應(yīng)針對(duì)裂縫產(chǎn)生原因做好裂縫的防治工作，為土木施工質(zhì)量提升奠定基礎(chǔ)。為做好混凝土裂縫問(wèn)題研究，下面首先對(duì)裂縫類型進(jìn)行介紹。

1 土木工程中主要裂縫類型

（一）塑性沉降裂縫。該類型裂縫主要是由于骨料的不均勻沉降造成的，多發(fā)生于澆筑初期，此時(shí)混凝土結(jié)構(gòu)還未能完全凝固硬化，其內(nèi)部沉降會(huì)使得結(jié)構(gòu)表面發(fā)生形變，進(jìn)而導(dǎo)致裂縫問(wèn)題。

（二）溫度裂縫。該類型裂縫較為常見(jiàn)，外界溫度變化和內(nèi)部水化反應(yīng)是其主要原因。在混凝土的硬化過(guò)程伴隨著水泥的水化反應(yīng)，會(huì)釋放大量熱量，這些熱量積聚在結(jié)構(gòu)內(nèi)部，若無(wú)法及時(shí)散發(fā)會(huì)使得內(nèi)外溫差加大，此時(shí)在溫差效應(yīng)下會(huì)產(chǎn)生拉應(yīng)力。而且隨時(shí)間推移，水化反應(yīng)越來(lái)越充分，發(fā)熱量也會(huì)逐漸減小，若環(huán)境溫度發(fā)生驟變，也會(huì)導(dǎo)致溫差產(chǎn)生。若拉應(yīng)力作用超出混凝土結(jié)構(gòu)可承受范圍，則會(huì)產(chǎn)生溫度裂縫。

（三）地基沉降裂縫。該類裂縫是由地基沉降造成的，而地基沉降有兩方面原因：一是土木施工時(shí)未對(duì)土質(zhì)深入研究，地基處理方案不夠科學(xué)，在較大重量荷載下發(fā)生沉降；二是回填土施工時(shí)對(duì)土層的處理不合理，壓實(shí)效果不佳，未考慮雨水影響，從而引發(fā)地基沉降裂縫。

（四）地基凍脹裂縫。該類裂縫的產(chǎn)生也與地基有關(guān)，主要是在寒冷天氣下地基土?xí)驗(yàn)闅鉁剡^(guò)低而使土中水分凍結(jié)，這會(huì)導(dǎo)致地基土層的膨脹，從而形成裂縫。

2 土木施工混凝土裂縫成因

2.1 溫度和濕度控制不當(dāng)

外部環(huán)境條件尤其是溫度和濕度對(duì)混凝土裂縫產(chǎn)生有較大影響，這是由混凝土材料自身特性決定的。由于混凝土澆筑過(guò)程中伴隨著水泥的水化反應(yīng)，會(huì)在混凝土結(jié)構(gòu)內(nèi)部產(chǎn)生較多的熱量，同時(shí)混凝土材料的導(dǎo)熱性又不強(qiáng)，若無(wú)法及時(shí)散發(fā)出去會(huì)使到內(nèi)部溫度上升，會(huì)造成混凝土內(nèi)外溫差問(wèn)題。再者，混凝土結(jié)構(gòu)同樣存在熱脹冷縮現(xiàn)象，溫差作用下會(huì)因形變不同而產(chǎn)生應(yīng)力，當(dāng)應(yīng)力大小超出混凝土的耐受力時(shí)即會(huì)產(chǎn)生裂縫。這就是溫度裂縫產(chǎn)生的原因，常發(fā)生于混凝土施工初期。此外，由于水泥水化反應(yīng)需消耗較多的水分，若在干燥天氣下水分散失過(guò)快，會(huì)因水分含量低而使水化反應(yīng)不充分，影響混凝土硬化過(guò)程，混凝土結(jié)構(gòu)強(qiáng)度受限，從而導(dǎo)致裂縫產(chǎn)生。

2.2 混凝土配比不合理

通常在混凝土施工前，要對(duì)作業(yè)環(huán)境和施工要求有深入了解，科學(xué)的調(diào)配混凝土材料的配比，只有這樣才能確?；炷潦┕べ|(zhì)量。但有時(shí)混凝土材料配比會(huì)存在不合理的情況，既可能本身配比設(shè)置缺乏科學(xué)論證，也可能是施工時(shí)未嚴(yán)格按照設(shè)定配比進(jìn)行。當(dāng)骨料的含泥量超標(biāo)，可產(chǎn)生過(guò)度收縮問(wèn)題；當(dāng)材料級(jí)配設(shè)置不合理同樣會(huì)對(duì)結(jié)構(gòu)收縮造成影響，均會(huì)增加裂縫產(chǎn)生的幾率。此外，當(dāng)水量和水泥含量超標(biāo)時(shí)也會(huì)對(duì)混凝土結(jié)構(gòu)強(qiáng)度造成不利影響。

2.3 運(yùn)輸和養(yǎng)護(hù)工作不到位

土木工程中有時(shí)會(huì)因混凝土攪拌制作離施工地點(diǎn)較遠(yuǎn)而需要進(jìn)行車輛運(yùn)輸，這一過(guò)程同樣重要，若不加以注意，在長(zhǎng)距離運(yùn)輸中容易造成混泥土漿體的分層或離析問(wèn)題，對(duì)其質(zhì)量造成影響，使用前需再次攪拌。出于對(duì)混凝土質(zhì)量的高要求，通常運(yùn)達(dá)施工地點(diǎn)后還要檢測(cè)坍落度，若不符合標(biāo)準(zhǔn)，也會(huì)導(dǎo)致裂縫的產(chǎn)生。此外，混凝土的養(yǎng)護(hù)同樣重要，這對(duì)于裂縫的預(yù)防十分關(guān)鍵。比如，為控制混凝土溫濕度，常常需要灑水養(yǎng)護(hù)，若灑水不夠均勻，也易引發(fā)混凝土裂縫。

2.4 施工人員操作問(wèn)題

在土木工程中，施工人員的操作水平將會(huì)直接影響混凝土結(jié)構(gòu)質(zhì)量，而施工人員操作水平受限于文化水平和培訓(xùn)不足，往往是土木施工質(zhì)量的關(guān)鍵影響因素。由于人員流動(dòng)性大，許多施工單位出于成本考量，往往不關(guān)注人員的培訓(xùn)問(wèn)題，這樣導(dǎo)致施工人員操作水平得不到提升。而混凝土施工對(duì)操作的規(guī)范性有較高要求，施工人員無(wú)法保證這一點(diǎn)，這就為混凝土裂縫產(chǎn)生留下了可能性。

3 混凝土裂縫的防治措施

3.1 合理調(diào)整溫濕度

經(jīng)分析可知，若要實(shí)現(xiàn)混凝土裂縫的有效預(yù)防應(yīng)使環(huán)境因素得到可靠控制，尤其是溫、濕度的控制，主要操作方法主要有：一是要盡量降低澆筑時(shí)的溫度，當(dāng)外界溫度過(guò)高時(shí)，為使內(nèi)部溫度及時(shí)散發(fā)，可采取灑水降溫的方式；二是在混凝土攪拌時(shí)要視情況添加足夠的水，也可以將碎石等骨料用水降溫，從而降低攪拌時(shí)溫度；三是當(dāng)外界溫度較低或者突然降溫，此時(shí)應(yīng)采取必要保溫措施，降低混凝土內(nèi)外溫差，避免因溫差過(guò)大而導(dǎo)致出現(xiàn)裂縫。此外，混凝土結(jié)構(gòu)模具的拆除，也應(yīng)根據(jù)硬化程度規(guī)劃好時(shí)間。

3.2 合理選擇混凝土材料

混凝土材料的性能和質(zhì)量也是控制裂縫產(chǎn)生的關(guān)鍵，材料的選購(gòu)應(yīng)在保證質(zhì)量的基礎(chǔ)上對(duì)材料性能進(jìn)行優(yōu)選。下面主要針對(duì)水泥使用進(jìn)行分析，由于市場(chǎng)上水泥型號(hào)有許多種，它們所含礦物成分有較大差異，實(shí)際應(yīng)用時(shí)用量也不相同，因此施工前應(yīng)科學(xué)確定材料配比。以水泥中常見(jiàn)礦物成分為例，鋁酸三鈣不論是在發(fā)熱速率還是發(fā)熱總量上均高于其余成分（包括硅酸二鈣、硅酸三鈣等），所以不同型號(hào)的水泥發(fā)熱性能有很大差異，對(duì)混凝土裂縫的影響程度也不同。此外，為改善混凝土性能，人們可以通過(guò)添加適量外加劑的方式進(jìn)行改良。

3.3 加強(qiáng)施工技術(shù)管理

在配制完成之后，混凝土澆筑施工質(zhì)量好壞同現(xiàn)場(chǎng)施工技術(shù)實(shí)施有直接關(guān)系，若澆筑技術(shù)要點(diǎn)沒(méi)掌握好，可能導(dǎo)致混凝土內(nèi)部間隙產(chǎn)生，會(huì)使得內(nèi)部應(yīng)力集聚在間隙部位，隨著長(zhǎng)時(shí)間積累應(yīng)力效應(yīng)會(huì)不斷增大，從而產(chǎn)生裂縫。因此，對(duì)澆筑、振搗等施工環(huán)節(jié)應(yīng)加強(qiáng)技術(shù)管理，嚴(yán)格監(jiān)督現(xiàn)場(chǎng)施工，促進(jìn)施工人員技術(shù)提升，確保各工序的施工質(zhì)量。在混凝土澆筑環(huán)節(jié)應(yīng)對(duì)施工工藝加以嚴(yán)格控制，避免因技術(shù)管理不到位而致使裂縫產(chǎn)生。

3.4 做好混凝土養(yǎng)護(hù)工作

后期養(yǎng)護(hù)不到位也是混凝土裂縫產(chǎn)生的一大原因，因此要重視養(yǎng)護(hù)作業(yè)。要做好以下點(diǎn)：一是要在澆筑完成后利用專用草墊加以遮蓋，應(yīng)保證足夠的遮蓋面積，可起到遮陽(yáng)、降低水分蒸發(fā)等作用；二是在高溫氣候下，可以通過(guò)鋪設(shè)水管并通以冷水的方式進(jìn)行降溫，從而控制內(nèi)外溫差，這主要用于大型混凝土澆筑，還可用濕布加以覆蓋并定時(shí)灑水，起到降溫的作用。后期養(yǎng)護(hù)工作的開(kāi)展，對(duì)于減少裂縫和提高混凝土質(zhì)量有重要作用。

3.5 提高施工人員專業(yè)素質(zhì)

在土木工程中，若施工人員未能掌握混凝土澆筑技巧將會(huì)產(chǎn)生一系列的施工質(zhì)量問(wèn)題，其中包括混凝土裂縫，所以應(yīng)通過(guò)多種手段強(qiáng)化其專業(yè)技能。首先要注重實(shí)踐培訓(xùn)，以專業(yè)技能培訓(xùn)的方式提升施工人員的實(shí)操水平，提高施工標(biāo)準(zhǔn)，從而使施工人員操作更加規(guī)范，切實(shí)提高施工質(zhì)量。其次要建立考核機(jī)制，對(duì)現(xiàn)場(chǎng)施工行為進(jìn)行監(jiān)督和記錄，考核不標(biāo)準(zhǔn)操作，督促施工技術(shù)水平提升，從而更好達(dá)到考核培訓(xùn)效果。

3 結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，混凝土是土木工程中基礎(chǔ)性結(jié)構(gòu)，混凝土裂縫不僅損害工程質(zhì)量，而且還會(huì)為工程安全埋下隱患，因此應(yīng)予以重視。環(huán)境溫度、材料配比、操作水平以及后期養(yǎng)護(hù)等因素均會(huì)引發(fā)混凝土裂縫，施工單位應(yīng)根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境實(shí)施有效的控制措施，避免裂縫的產(chǎn)生，對(duì)已出現(xiàn)裂縫應(yīng)及時(shí)修復(fù)，進(jìn)而更好保證土木施工質(zhì)量。