建筑結(jié)構(gòu)裂縫成因及控制措施

盧亞東

中鐵建安工程設(shè)計(jì)院有限公司（050043）

0 前言

施工階段使用混凝土是為了對(duì)建筑物進(jìn)行加固，但是受材料自身特性的影響，混凝土在使用的過程中時(shí)常會(huì)存在開裂問題，塑性、溫度以及收縮是導(dǎo)致混凝土開裂的主要因素，并且這些因素影響著施工的質(zhì)量?；炷寥绻嬖谶^多的水分就會(huì)由于滲水而導(dǎo)致開裂問題，水泥與水進(jìn)行化合作用所放出的熱會(huì)導(dǎo)致開裂問題，混凝土由于水分的缺失而出現(xiàn)收縮也會(huì)導(dǎo)致開裂問題。如果能夠?qū)⑦@三個(gè)問題在施工階段進(jìn)行有效解決，就能夠使混凝土得到更加高效的使用。

1 混凝土裂縫的類型

1.1 塑性沉降裂縫

施工中有很多原因都會(huì)導(dǎo)致混凝土結(jié)構(gòu)出現(xiàn)沉降的問題，如鋼筋模板等建筑結(jié)構(gòu)。如果在施工階段對(duì)模板的綁扎沒有達(dá)到規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)要求，就極有可能造成塑性沉降裂縫在建筑結(jié)構(gòu)中出現(xiàn)。塑性沉降裂縫有著菱形的外觀，通常在結(jié)構(gòu)部分可變點(diǎn)中較為常見，如橫截面、梁板節(jié)點(diǎn)等。所以，需要在此類裂縫中作好對(duì)水灰比的控制，切勿出現(xiàn)過大的砂率和坍落度。因此，需要先對(duì)構(gòu)件較深的部位進(jìn)行澆筑，經(jīng)過1～1.5 h 的靜置，會(huì)出現(xiàn)穩(wěn)定的沉降，然后對(duì)頂部進(jìn)行澆筑。

1.2 水熱化開裂

水泥遇水會(huì)發(fā)生熱化合作用，因此將水及其他骨料加入到水泥中進(jìn)行混合攪拌可釋放出熱量。這種情況下的混凝土很有可能出現(xiàn)裂縫，主要原因有以下方面。

1）在初次澆筑混凝土?xí)r，會(huì)伴隨著大量水化熱的形成，而混凝土導(dǎo)熱性能較差，因此，混凝土內(nèi)部的水化熱無法及時(shí)散發(fā)而出現(xiàn)累積，導(dǎo)致混凝土內(nèi)部出現(xiàn)高溫。受室溫下混凝土表面與內(nèi)部存在的溫度差的作用，凝結(jié)初期就出現(xiàn)了大于混凝土拉應(yīng)力的超強(qiáng)壓力，進(jìn)而導(dǎo)致混凝土裂縫的出現(xiàn)。

2）在完成拆模后受到突然氣溫下降等因素的影響，混凝土表面會(huì)出現(xiàn)快速的降溫，導(dǎo)致其表面出現(xiàn)裂縫。

3）處于最高溫狀態(tài)下的混凝土，在熱量散發(fā)至環(huán)境溫度或最低溫度時(shí)，與最高溫度之間所存在的溫差也會(huì)導(dǎo)致基礎(chǔ)部位出現(xiàn)裂縫[1]。

1.3 干燥收縮開裂

凝結(jié)干燥階段的混凝土毛細(xì)管中的水分會(huì)從孔隙中流出，逐漸引起毛細(xì)管的變形。毛細(xì)管會(huì)受到巨大的張力，混凝土的體積收縮。如果混凝土中加入了過量的水，就會(huì)導(dǎo)致水灰比的增加，進(jìn)而加大毛細(xì)管中的孔隙，以此來進(jìn)行干燥收縮，在對(duì)混凝土進(jìn)行收縮變形的過程中，外部的制約會(huì)導(dǎo)致其內(nèi)部應(yīng)力的產(chǎn)生。一旦出現(xiàn)比混凝土的抗壓力更大的應(yīng)力，就會(huì)由于收縮而出現(xiàn)裂縫。

2 混凝土結(jié)構(gòu)裂縫產(chǎn)生的原因

2.1 來自材料的問題

混凝土結(jié)構(gòu)對(duì)材料配置階段的要求十分嚴(yán)格，因此，混凝土通過正確的配置大多不會(huì)出現(xiàn)結(jié)構(gòu)裂縫的現(xiàn)象。在制作混凝土的過程中，首先需要將混凝土與水按照1∶1 的比例，在保證原材料潤滑性的前提下對(duì)其進(jìn)行混合，使兩者的反應(yīng)釋放出恒定的熱量，以此來實(shí)現(xiàn)高質(zhì)量的混凝土結(jié)構(gòu)。在這個(gè)過程中，如果沒有控制好溫度，熱量釋放到水中，就會(huì)引發(fā)混凝土水化熱，最終導(dǎo)致裂縫的出現(xiàn)。目前，由于缺乏先進(jìn)的技術(shù)手段，無法對(duì)水泥水化熱后所分解的多余的水分進(jìn)行有效的處理?；炷敛牧现羞@些水分的遺留，會(huì)導(dǎo)致水泡的形成，混凝土材料受到這些水泡的影響，自身的抗荷載能力會(huì)出現(xiàn)明顯降低，以至于外部出現(xiàn)施加壓力時(shí)就會(huì)出現(xiàn)裂縫。與此同時(shí)，不同型號(hào)和質(zhì)量的水泥，也會(huì)對(duì)混凝土的質(zhì)量造成影響?；炷两Y(jié)構(gòu)之所以會(huì)出現(xiàn)裂縫的原因之一，就是對(duì)劣質(zhì)水泥的使用[2]。

2.2 應(yīng)用材料不達(dá)標(biāo)

在建筑施工中應(yīng)用的材料不達(dá)標(biāo)是防水防滲施工的主要問題。首先，在選購材料的時(shí)候，沒有事先深入研究現(xiàn)代化科學(xué)技術(shù)，導(dǎo)致整個(gè)工作的開展缺少了可靠性和可行性。應(yīng)用劣質(zhì)的材料，很有可能會(huì)使防水防滲施工達(dá)不到標(biāo)準(zhǔn)要求，而且由此引起的裂縫進(jìn)行修補(bǔ)處理時(shí)難度較大。

3 控制裂縫的有效措施

3.1 做好混凝土的設(shè)計(jì)工作

在設(shè)計(jì)混凝土結(jié)構(gòu)時(shí)，需要對(duì)應(yīng)力集中的情況加以關(guān)注，對(duì)結(jié)構(gòu)斷面突變產(chǎn)生的應(yīng)力集中情況及時(shí)采取措施。將受到膨脹劑作用出現(xiàn)的收縮用來對(duì)混凝土收縮造成的裂縫進(jìn)行補(bǔ)償。在選擇材料時(shí)，需要結(jié)合規(guī)定的水泥量要求，選用優(yōu)良的砂石等材料。此外，還需要對(duì)結(jié)構(gòu)的實(shí)際要求及其他要素進(jìn)行充分考慮，選擇等級(jí)符合混凝土強(qiáng)度及水泥品種優(yōu)良的砂、石等原材料，避免對(duì)早高強(qiáng)水泥的選擇。另外，相關(guān)人員需要對(duì)自身的知識(shí)層面不斷的提升，對(duì)混凝土出現(xiàn)裂縫的原因進(jìn)行全面的了解，做好裂縫防治工作，使建筑工程設(shè)計(jì)的質(zhì)量能夠得到有效的提升[3]。

3.2 嚴(yán)格控制后澆帶混凝土澆筑施工質(zhì)量

在澆筑混凝土之前，需要拆除混凝土斷面兩側(cè)的模板，清除表面的浮漿及雜物，鑿毛混凝土，對(duì)其進(jìn)行24 h 以上的濕潤，按照設(shè)計(jì)要求對(duì)鋼筋進(jìn)行設(shè)置，做好對(duì)其的隱蔽驗(yàn)收及檢驗(yàn)工作。施工后期選擇的澆帶混凝土，需要具有早強(qiáng)及補(bǔ)償收縮的特點(diǎn)，比兩側(cè)先澆混凝土高出一個(gè)等級(jí)的強(qiáng)度，其配合比只有經(jīng)過具有相關(guān)資質(zhì)實(shí)驗(yàn)室的試配，并滿足設(shè)計(jì)需求。

在澆筑的過程中，需要作好對(duì)凈漿的鋪設(shè)，再按照1∶1 對(duì)30～50 mm 厚的水泥砂漿進(jìn)行及時(shí)鋪設(shè)，或是在混凝土界面及時(shí)涂刷處理劑。然后需要確定振搗器及模板之間的距離，在垂直方向采用鋼釬對(duì)施工縫進(jìn)行搗實(shí)，以此避免混凝土漿流失，使混凝土能夠保持密實(shí)。后澆帶混凝土在10 ℃時(shí)是施工最佳時(shí)機(jī)，能夠使其收縮點(diǎn)與膨脹點(diǎn)得到最好的結(jié)合，因此，最好在清晨或傍晚進(jìn)行后澆帶施工，以使新混凝土和舊混凝土的優(yōu)點(diǎn)能夠得到有效的融合。

3.3 提升混凝土材料質(zhì)量控制力度

材料質(zhì)量是確保施工質(zhì)量的重中之重，只有提升混凝土材料質(zhì)量控制力度，才能確保將裂縫產(chǎn)生的可能性降到最低。①混凝土是建筑結(jié)構(gòu)的承載材料，是建筑結(jié)構(gòu)施工的基礎(chǔ)，對(duì)混凝土材料的選用一定要重視，要嚴(yán)格依據(jù)建筑行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行材料的采購與使用，這是避免建筑結(jié)構(gòu)裂縫的重要舉措，堅(jiān)決避免偷工減料、原材料質(zhì)量不達(dá)標(biāo)等影響建筑工程最終質(zhì)量與安全的問題出現(xiàn)。②注重原材料的安全運(yùn)輸、保管與儲(chǔ)存，盡可能地避免不必要的浪費(fèi)，同時(shí)保證原材料處于隨時(shí)可用的狀態(tài)，使混凝土材料充分發(fā)揮作用，提高使用效率[4]。

3.4 重視施工技術(shù)交底與結(jié)構(gòu)保養(yǎng)的設(shè)計(jì)

技術(shù)交底是設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)與施工環(huán)節(jié)有效溝通的重要措施，重視施工技術(shù)交底，需要考慮多方面因素，比如環(huán)境、氣候、天氣等，避免高溫、寒冷、大風(fēng)天氣下進(jìn)行施工，因?yàn)樵诖饲闆r下施工容易引發(fā)建筑結(jié)構(gòu)裂縫的產(chǎn)生。設(shè)計(jì)部門在完成結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)后，及時(shí)與施工團(tuán)隊(duì)技術(shù)人員進(jìn)行對(duì)接，就施工細(xì)節(jié)及應(yīng)注意的問題進(jìn)行詳細(xì)的技術(shù)交底，最大程度避免裂縫的產(chǎn)生。另外，施工過程中，混凝土澆筑時(shí)要加強(qiáng)養(yǎng)護(hù)，注重結(jié)構(gòu)保養(yǎng)的設(shè)計(jì)，通過及時(shí)有效的養(yǎng)護(hù)措施，來降低溫度應(yīng)力裂縫產(chǎn)生的概率。

4 結(jié)語

目前在我國不論是工業(yè)還是民用建筑，都出現(xiàn)了混凝土結(jié)構(gòu)裂縫的現(xiàn)象，對(duì)建筑物的整體質(zhì)量帶來了極大的影響。因此，需要做好混凝土的設(shè)計(jì)工作，加強(qiáng)對(duì)混凝土的質(zhì)量管理，做好后期的維護(hù)工作，還需要對(duì)出現(xiàn)的裂縫進(jìn)行及時(shí)修補(bǔ)，以此來實(shí)現(xiàn)對(duì)建筑整體質(zhì)量的保障。