混凝土結(jié)構(gòu)裂縫產(chǎn)生的原因及預(yù)防處理

白建平

（中建七局第四建筑有限公司，陜西 西安 710016）

0 前言

混凝土在澆筑的過(guò)程中可能會(huì)出現(xiàn)非彈性變形的現(xiàn)象，即“徐變變形”，在工程上“徐變變形”具有強(qiáng)度大、變形程度較大等特點(diǎn)，所以當(dāng)混凝土結(jié)構(gòu)發(fā)生“徐變變形”時(shí)，其內(nèi)部質(zhì)點(diǎn)將會(huì)發(fā)生滑移運(yùn)動(dòng)，降低混凝土內(nèi)部約束力，同時(shí)其內(nèi)部溫度也會(huì)逐漸降低，致使混凝土的預(yù)應(yīng)力減少，使整個(gè)建筑工程結(jié)構(gòu)產(chǎn)生裂縫，因此在施工過(guò)程中應(yīng)該高度重視裂縫問(wèn)題，采取一些有效的預(yù)防措施進(jìn)行處理，最大限度降低裂縫問(wèn)題。

1 混凝土結(jié)構(gòu)裂縫分類

1.1 結(jié)構(gòu)性裂縫

這種裂縫產(chǎn)生的原因多種多樣，具體可分為以下幾種：設(shè)計(jì)階段不合理產(chǎn)生的裂縫；施工過(guò)程不嚴(yán)謹(jǐn)產(chǎn)生的裂縫；使用不合理產(chǎn)生的裂縫。裂縫是無(wú)法完全避免的，任何一個(gè)環(huán)節(jié)都會(huì)出現(xiàn)，因此必須做好裂縫預(yù)防工作。

1.2 非結(jié)構(gòu)性裂縫

非結(jié)構(gòu)性裂縫是因混凝土變形產(chǎn)生的，這種裂縫的產(chǎn)生在施工階段與使用階段，或者是日積月累的影響下逐漸發(fā)生變形。非結(jié)構(gòu)性裂縫主要分為以下幾種：

1.2.1 收縮裂縫

干燥收縮裂縫：收縮裂縫是濕度不斷變化而造成的，當(dāng)建筑物所處的環(huán)境較為濕度，建筑物中混凝土?xí)湛諝庵械乃?，這就促使建筑物發(fā)生膨脹現(xiàn)象。當(dāng)遇到陽(yáng)光暴曬時(shí)，混凝土中的水分會(huì)快速蒸發(fā)，從而導(dǎo)致混凝土出現(xiàn)細(xì)小的裂紋。

塑性收縮裂縫：這種裂縫大多發(fā)生在混凝土澆筑完成后，在凝固過(guò)程中形成的裂縫。

1.2.2 溫度裂縫

溫度裂縫是由溫差造成的。溫差產(chǎn)生的條件有很多，包括工程施工周期長(zhǎng)、經(jīng)歷的季節(jié)多、建筑工程當(dāng)?shù)氐陌滋炫c夜晚溫差較大、施工場(chǎng)地內(nèi)外溫差大等各種原因都會(huì)造成裂縫產(chǎn)生，比如我國(guó)南方四季溫差較小，就使得產(chǎn)生裂縫的概率較小，北方則與南方相反，所以產(chǎn)生裂縫的可能性較高。

1.2.3 沉降裂縫

現(xiàn)階段，一部分建筑物在打造地基時(shí)沒(méi)有將地面鋪平，導(dǎo)致建筑物后期發(fā)生沉降。同時(shí)不同位置壓力不同，產(chǎn)生的沉降高度也會(huì)有差別，極易出現(xiàn)混凝土錯(cuò)位而引起裂縫產(chǎn)生。

2 混凝土結(jié)構(gòu)裂縫產(chǎn)生的原因

2.1 收縮裂縫產(chǎn)生的原因

在混凝土配比過(guò)程中在水泥中加入適量的水，這樣就會(huì)促使水泥攪拌更加輕松，但是這些水會(huì)在水泥攪拌、凝固過(guò)程中揮發(fā)，導(dǎo)致混凝土體積變小，混凝土內(nèi)部出現(xiàn)細(xì)小空隙，這些空隙在建筑環(huán)境相對(duì)潮濕的情況下，吸收空氣中水分，經(jīng)過(guò)太陽(yáng)暴曬又會(huì)揮發(fā)，從而產(chǎn)生裂縫。

塑性收縮裂縫：①混凝土澆筑之后，施工人員沒(méi)有立刻覆蓋建筑物，導(dǎo)致混凝土水分蒸發(fā)太快，體積迅速變小，導(dǎo)致混凝土強(qiáng)度不夠，不能有效的承載變形而引起拉應(yīng)力。②在混凝土配比中使用了許多砂石，或者水灰比例太大。③在振搗混凝土過(guò)程中沒(méi)有達(dá)到相關(guān)要求，導(dǎo)致振搗完成后的混凝土內(nèi)部留有空隙。

2.2 溫度裂縫產(chǎn)生的原因

在建筑工程施工過(guò)程中，不能保證每日溫度數(shù)值、室內(nèi)外的溫度數(shù)值或者晝夜的溫度差完全一致，由此可見(jiàn)，溫度裂縫的產(chǎn)生是無(wú)法避免的。在溫度變化極端的天氣下，裂縫產(chǎn)生的速度，數(shù)量都會(huì)增加，而這些裂縫將影響建筑安全，正常情況下夏天比冬天出現(xiàn)的裂縫要小?；炷翑嚢柽^(guò)程是一個(gè)散熱過(guò)程，如果混凝土中的熱量無(wú)法揮發(fā)，水泥的溫度會(huì)持續(xù)加高，在進(jìn)行澆筑工作時(shí)混凝土在模板中逐漸凝固，其熱量也會(huì)下降，這樣就會(huì)產(chǎn)生很大的溫差，從而產(chǎn)生裂縫。此外，如果白天的溫度高，夜晚的溫度低，混凝土在白天將無(wú)法散熱，持續(xù)的高溫在凝固過(guò)程中迅速下降，產(chǎn)生裂縫的程度和可能性也會(huì)不斷加大。

2.3 沉降裂縫產(chǎn)生的原因

沉降裂縫就是由于地基不穩(wěn)而造成的裂縫，這種裂縫在后期無(wú)法補(bǔ)救，只能在施工過(guò)程中，打好堅(jiān)實(shí)、平穩(wěn)的地基。

（1）建筑工程地基軟硬不均勻，沒(méi)有將所有地面進(jìn)行夯實(shí)或加固處理，如此一來(lái)地面就留有空隙，在混凝土筑完成之后隨著壓力的逐漸施加，會(huì)造成有空隙的地基下沉。

（2）混凝土結(jié)構(gòu)每個(gè)部分負(fù)載壓力不同，并且沒(méi)有采用相關(guān)技術(shù)進(jìn)行加固，地基不均勻下沉后造成結(jié)構(gòu)應(yīng)力集中。

（3）混凝土支撐模板不牢固。在澆筑完成后，混凝土模板沒(méi)有進(jìn)行加固處理，導(dǎo)致內(nèi)部空間太大或者太早拆除模具，混凝土的性能無(wú)法完全發(fā)揮出來(lái)。

（4）如果施工日期在冬季，地面會(huì)產(chǎn)生凍土，在凍土上打造地基，一旦地面解凍，將會(huì)造成嚴(yán)重的工程結(jié)構(gòu)凹陷，或者混凝土開(kāi)裂。

3 預(yù)防混凝土裂縫的有效處理措施

3.1 預(yù)控計(jì)算結(jié)構(gòu)應(yīng)力

在進(jìn)行混凝土結(jié)構(gòu)應(yīng)力與控制計(jì)算中，應(yīng)該綜合考慮溫度變化對(duì)混凝土形態(tài)的影響，通過(guò)對(duì)該工程實(shí)例研究計(jì)算得知，該高層建筑在0-30h之間，首先要了解溫度變化對(duì)混凝土結(jié)構(gòu)的影響情況，并對(duì)各時(shí)間階段混凝土結(jié)構(gòu)的絕熱溫升和溫差數(shù)據(jù)進(jìn)行記錄，通過(guò)計(jì)算得知，齡期為3d的混凝土，其內(nèi)部絕熱升溫可達(dá)到51℃，齡期為6d 的混凝土，其內(nèi)部絕熱升溫可達(dá)49℃，齡期為9d 的混凝土，其內(nèi)部絕熱升溫可達(dá)到45.3℃，齡期為12d 的混凝土，其內(nèi)部絕熱升溫可達(dá)到36℃。因此混凝土在不同施工階段，內(nèi)部絕熱溫回升有所不同，那么在進(jìn)行混凝土結(jié)構(gòu)應(yīng)力預(yù)控計(jì)算時(shí)，應(yīng)該根據(jù)施工齡期進(jìn)行判斷，將混凝土的膨脹量、應(yīng)力松弛和收縮當(dāng)量進(jìn)行判斷和完善，再根據(jù)水泥的細(xì)度、級(jí)別和水泥漿量等因素確定混凝土半徑和配筋率。

3.2 預(yù)防收縮裂縫的有效方法

預(yù)防干縮裂縫措施：①嚴(yán)格把控混凝土攪拌過(guò)程中的水泥比例、水灰比例，并在混凝土攪拌過(guò)程中添加適量的減水劑。②注重混凝土養(yǎng)護(hù)工作，在工程施工過(guò)程中，要安排專人養(yǎng)護(hù)混凝土，并使用養(yǎng)護(hù)劑。③根據(jù)當(dāng)?shù)貙?shí)際情況，選擇合適的水泥種類。

塑性收縮裂縫預(yù)防措施：①選擇收縮比例較小的水泥，或者初期強(qiáng)度高的水泥。②在水泥配比過(guò)程中，減少水的比例，添加一些添加劑，這樣就可以防止水分蒸發(fā)而引起裂縫。③在混凝土澆筑之前，將模板用水浸濕，防止出現(xiàn)濕度不均勻而產(chǎn)生混凝土裂縫。④進(jìn)行混凝土澆筑工作時(shí)，應(yīng)結(jié)合混凝土和易性狀況、振搗器作用，確定混凝土攤鋪的實(shí)際厚度，然后縮短間隔時(shí)間，盡可能將每一層澆筑的厚度控制在合理的范圍內(nèi)，當(dāng)出現(xiàn)澆筑能力不足時(shí)，應(yīng)將澆筑方式改變?yōu)橥埔剖?，最后填充施工過(guò)程中產(chǎn)生的水平施工縫，做好清理工作，清理干凈之后調(diào)整混凝土水灰化。在此過(guò)程中需要注意的是：進(jìn)行振搗時(shí)施工人員應(yīng)對(duì)混凝土的表面情況加以重視，以避免出現(xiàn)分層和空洞情況影響振搗質(zhì)量。⑤在混凝土澆筑完成后，要做好相應(yīng)的養(yǎng)護(hù)工作，可以在表面撒適量的水。

3.3 溫度裂縫預(yù)防措施

①嚴(yán)格按照規(guī)定好的拆板時(shí)間拆除混凝土模板，并做好混凝土保溫工作。②在混凝土攪拌過(guò)程中可以加入適量的冰塊，達(dá)到降低混凝土入模溫度的目的。③如果澆筑混凝土環(huán)境溫度太高，可以降低分層材料的厚度，從而增強(qiáng)混凝土散熱效果。④根據(jù)所處地區(qū)的實(shí)際情況合理安排施工步驟，如果當(dāng)?shù)丨h(huán)境溫度低于混凝土溫度，可以延長(zhǎng)拆除模板的時(shí)間。

4 結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，在施工過(guò)程中，施工人員應(yīng)把控整個(gè)施工工程混中凝土澆筑工作的連續(xù)性和連貫性，相關(guān)監(jiān)管人員應(yīng)確保施工結(jié)束后整個(gè)建筑沒(méi)有施工裂縫，并保證施工過(guò)程中混凝土的強(qiáng)度、剛度及工程耐久性與施工前的預(yù)計(jì)結(jié)果一致，從而確?；炷两Y(jié)構(gòu)具有更高的質(zhì)量保障。