建筑混凝土結(jié)構(gòu)裂縫主要影響因素及施工處理

張明瀚

（中鐵建工集團(tuán)山東有限公司，山東 青島 266000）

目前，我國(guó)建設(shè)工程項(xiàng)目施工規(guī)模不斷擴(kuò)大，結(jié)構(gòu)日趨復(fù)雜，施工環(huán)節(jié)增多，一旦某一環(huán)節(jié)出了問(wèn)題，就會(huì)嚴(yán)重威脅到工程質(zhì)量。建筑混凝土工程已成為整個(gè)工程建設(shè)的重要組成部分，但由于混凝土材料本身的多重特殊性，以及施工過(guò)程中的溫度、濕度、工藝等方面的不合理，會(huì)導(dǎo)致整個(gè)建筑結(jié)構(gòu)產(chǎn)生裂縫，甚至引發(fā)一系列安全事故，危害到施工人員的生命財(cái)產(chǎn)安全和工程的正常使用。在工程建設(shè)過(guò)程中，如果混凝土裂縫問(wèn)題得不到根本的控制，長(zhǎng)時(shí)間的施工會(huì)導(dǎo)致整個(gè)結(jié)構(gòu)受損，破壞整個(gè)建筑。所以，在工程項(xiàng)目施工過(guò)程中，需要施工單位不斷加強(qiáng)對(duì)混凝土裂縫問(wèn)題的有效處理和有效管理，施工前要做好充分、有效的準(zhǔn)備，要仔細(xì)檢查混凝土的種類(lèi)是否合理，在配料過(guò)程中還要科學(xué)、細(xì)致、認(rèn)真地進(jìn)行檢測(cè)，并根據(jù)周?chē)h(huán)境氣候溫度的變化，動(dòng)態(tài)地調(diào)整混凝土配料方案，避免施工后建筑結(jié)構(gòu)出現(xiàn)裂縫。

1 建筑混凝土結(jié)構(gòu)裂縫的危害

建筑物混凝土結(jié)構(gòu)出現(xiàn)裂縫后，最大的危害就是嚴(yán)重影響工程的使用壽命和工程質(zhì)量。結(jié)構(gòu)裂縫將導(dǎo)致建筑物各部位的應(yīng)力發(fā)生明顯變化，不僅影響整個(gè)工程的結(jié)構(gòu)質(zhì)量，而且嚴(yán)重威脅建筑物內(nèi)居民的人身安全。另外，建筑混凝土結(jié)構(gòu)出現(xiàn)裂縫后，如果不及時(shí)采取有效的修補(bǔ)和處理措施，裂縫問(wèn)題會(huì)逐漸演變成較嚴(yán)重的質(zhì)量安全問(wèn)題，使整個(gè)混凝土結(jié)構(gòu)各部分的承載力發(fā)生明顯變化，大大縮短建筑工程的使用壽命，使投資大的項(xiàng)目無(wú)法發(fā)揮其應(yīng)有的作用，降低投資效益，一旦發(fā)生重大人員傷亡，施工企業(yè)也要承擔(dān)嚴(yán)重的法律責(zé)任。為了提高施工企業(yè)的施工質(zhì)量，保證建筑工程的使用功能和使用周期，需要深入分析建筑工程中混凝土結(jié)構(gòu)產(chǎn)生裂縫的原因，進(jìn)行有效探討，有針對(duì)性地制定預(yù)防措施，防止裂縫的發(fā)生，保證工程質(zhì)量，延長(zhǎng)工程使用壽命。

2 建筑混凝土結(jié)構(gòu)裂縫的主要影響因素

2.1 溫度變化產(chǎn)生裂縫

在混凝土澆筑過(guò)程中，外部溫度、濕度的變化對(duì)混凝土整體結(jié)構(gòu)影響較大，外部溫度突然變化對(duì)混凝土內(nèi)部的自收縮有較大影響。雖然熱脹冷縮現(xiàn)象在混凝土結(jié)構(gòu)中很難觀察到，但是在大型復(fù)雜結(jié)構(gòu)的建設(shè)工程施工過(guò)程中，一旦出現(xiàn)熱脹冷縮現(xiàn)象，就會(huì)導(dǎo)致嚴(yán)重的安全事故發(fā)生，這種漸變變化無(wú)法控制。在澆注過(guò)程中，如果外部溫度相對(duì)較低，混凝土結(jié)構(gòu)內(nèi)部的水分不能被充分蒸發(fā)，就會(huì)大量凝集?；炷两Y(jié)構(gòu)內(nèi)部溫度隨外部溫度的逐漸升高而升高，由于內(nèi)部存在大量水分，在蒸發(fā)過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生嚴(yán)重的膨脹現(xiàn)象，反復(fù)冷、熱交替會(huì)對(duì)整個(gè)結(jié)構(gòu)材料造成一定的破壞，最終導(dǎo)致結(jié)構(gòu)扭曲，出現(xiàn)輕微的裂縫現(xiàn)象。另外，內(nèi)、外溫差大也是混凝土結(jié)構(gòu)產(chǎn)生裂縫的主要原因。近年來(lái)，許多建筑工程的結(jié)構(gòu)逐漸復(fù)雜化，在建筑施工過(guò)程中，混凝土體積相對(duì)較大的結(jié)構(gòu)由于散熱率相對(duì)較低，造成內(nèi)部結(jié)構(gòu)溫度升高較快，外部環(huán)境溫度相對(duì)較低，導(dǎo)致內(nèi)外結(jié)構(gòu)溫差較大，混凝土結(jié)構(gòu)內(nèi)、外受力不均勻，如果受力超過(guò)建筑物本身的承受能力，就會(huì)引起結(jié)構(gòu)表面產(chǎn)生不同程度的裂縫現(xiàn)象，而且裂縫會(huì)隨著內(nèi)外部溫差的增大而加劇。結(jié)果表明，溫度不平衡，內(nèi)、外差異較大，熱脹冷縮是引起混凝土結(jié)構(gòu)裂縫的主要原因。

2.2 結(jié)構(gòu)形變

在施工現(xiàn)場(chǎng)，由于各種技術(shù)選擇不當(dāng)或施工不協(xié)調(diào)，導(dǎo)致混凝土結(jié)構(gòu)出現(xiàn)形變開(kāi)裂現(xiàn)象。混凝土結(jié)構(gòu)工程在施工過(guò)程中，經(jīng)常需要與鋼筋工程進(jìn)行有效結(jié)合，以提高整個(gè)混凝土結(jié)構(gòu)的剛度和抗震強(qiáng)度，但在混凝土工程中，一些剛度較大的構(gòu)件很容易因結(jié)構(gòu)的形變而使整個(gè)混凝土工程產(chǎn)生嚴(yán)重的變形。例如，在建筑工程中，預(yù)應(yīng)力橫梁或支撐橫梁的施工過(guò)程中，由于其本身的剛度，會(huì)對(duì)建筑物橫梁受壓部位產(chǎn)生較大的沖擊力，如果這種沖擊超過(guò)了建筑物的承載力，就會(huì)在組合部位產(chǎn)生裂縫，甚至引發(fā)大面積混凝土剝落。

2.3 基礎(chǔ)形變引起的變形

在施工前，施工單位應(yīng)全面調(diào)查施工場(chǎng)地土壤類(lèi)型，確定最佳施工方案。整個(gè)工程項(xiàng)目的施工流程是先做地基，再做地面。地基施工質(zhì)量對(duì)整個(gè)混凝土結(jié)構(gòu)工程的質(zhì)量具有重要影響。調(diào)查結(jié)果表明，混凝土結(jié)構(gòu)產(chǎn)生裂縫的原因是多方面的，其中以自然因素引起的裂縫最為嚴(yán)重。不同地區(qū)的建筑工程在施工建設(shè)過(guò)程中，經(jīng)常會(huì)遇到不同的地質(zhì)環(huán)境，有時(shí)在同一施工項(xiàng)目現(xiàn)場(chǎng)，地質(zhì)環(huán)境也會(huì)有所不同。由于自然環(huán)境的變化情況是非固定不可預(yù)知的，所以，在建筑施工過(guò)程中，自然產(chǎn)生的結(jié)構(gòu)裂縫，也就無(wú)法有效地預(yù)知。例如，有些工程建設(shè)項(xiàng)目是在地殼運(yùn)動(dòng)比較敏感的地區(qū)施工后，由于受地下應(yīng)力的影響，地基會(huì)發(fā)生不同程度的位移，對(duì)地上部分的建筑混凝土結(jié)構(gòu)造成較大的危害，如果整個(gè)工程的抗拉力比較差，就不能很好地抵抗這種自然現(xiàn)象，最終會(huì)引起嚴(yán)重的裂縫。另外，在大型混凝土工程施工建造過(guò)程中，由于施工不合理，施工工藝選擇不當(dāng)，地基無(wú)法發(fā)揮良好的支撐和保護(hù)作用，也是造成大型混凝土結(jié)構(gòu)工程在施工建造過(guò)程中地面出現(xiàn)裂縫的原因。

2.4 施工養(yǎng)護(hù)不當(dāng)

在工程施工過(guò)程中，只要施工單位具備相應(yīng)的資質(zhì)，一般不會(huì)出現(xiàn)施工過(guò)程中的技術(shù)問(wèn)題。但也不能排除一些施工單位為了追求經(jīng)濟(jì)效益，盲目縮短工期，不注重施工環(huán)節(jié)的質(zhì)量控制，或在某一環(huán)節(jié)上存在漏洞，或是在施工過(guò)程中，不能?chē)?yán)格按照設(shè)計(jì)方案的有關(guān)要求進(jìn)行施工，最終影響整個(gè)施工質(zhì)量。另外，一些施工單位在項(xiàng)目施工前招聘施工技術(shù)人員時(shí)，不能?chē)?yán)格把關(guān)，造成施工技術(shù)人員的專(zhuān)業(yè)素質(zhì)普遍偏低，也缺乏豐富的施工實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，在施工過(guò)程中，不能按照施工方案的有關(guān)要求規(guī)范施工，隨意更改進(jìn)度和方案，給整個(gè)項(xiàng)目的施工質(zhì)量帶來(lái)嚴(yán)重的不利影響。還有一些施工企業(yè)一味強(qiáng)調(diào)施工成本控制，在施工材料的選擇和采購(gòu)過(guò)程中，往往采用一些低質(zhì)量的材料。尤其在水泥材料的采購(gòu)過(guò)程中，盲目考慮水泥價(jià)格，忽視現(xiàn)場(chǎng)施工的要求，用劣質(zhì)水泥配制的水泥砂漿質(zhì)量較差，混凝土結(jié)構(gòu)工程施工結(jié)束后，很快就會(huì)出現(xiàn)裂縫。建筑工地澆筑完畢后，要對(duì)混凝土結(jié)構(gòu)進(jìn)行定期的養(yǎng)護(hù)管理，通過(guò)適當(dāng)?shù)酿B(yǎng)護(hù)，可以保證混凝土內(nèi)外溫度保持一致，最大限度地減少溫度差。但許多施工現(xiàn)場(chǎng)只注重施工前的維護(hù)，不注重施工后的養(yǎng)護(hù)，造成混凝土結(jié)構(gòu)內(nèi)外溫度明顯升高，最后出現(xiàn)嚴(yán)重的裂縫問(wèn)題。

3 建筑混凝土結(jié)構(gòu)裂縫問(wèn)題的施工處理技術(shù)

3.1 表面處理技術(shù)

建筑混凝土結(jié)構(gòu)開(kāi)裂后的表面處理技術(shù)，主要是用預(yù)制的水泥砂漿或環(huán)氧樹(shù)脂對(duì)開(kāi)裂部位進(jìn)行涂刷。但是在處理過(guò)程中應(yīng)仔細(xì)分析產(chǎn)生裂縫的情況，對(duì)于裂縫較大且已產(chǎn)生不同程度變形的混凝土結(jié)構(gòu)，一般不宜采用此項(xiàng)技術(shù)。該處理技術(shù)主要是針對(duì)那些表面較輕的裂縫類(lèi)型，通過(guò)在表面刷水泥砂漿或環(huán)氧樹(shù)脂等方法，使其滲入混凝土結(jié)構(gòu)內(nèi)部，以達(dá)到修補(bǔ)混凝土結(jié)構(gòu)的目的。一般情況下，所用混凝土砂漿的標(biāo)號(hào)應(yīng)高于所用水泥砂漿在混凝土結(jié)構(gòu)中的標(biāo)號(hào)。

3.2 填充法

當(dāng)混凝土結(jié)構(gòu)開(kāi)裂后，如果不進(jìn)行有效的預(yù)防，已經(jīng)發(fā)展到中等寬度時(shí)，主要采用填充法來(lái)處理有效的裂縫。在填充前，應(yīng)有效地處理內(nèi)、外裂縫，使所有裂縫形成溝槽，再用樹(shù)脂砂漿對(duì)裂縫進(jìn)行全面填充處理，另外，還可采用高標(biāo)號(hào)水泥砂漿或其他材料對(duì)裂縫進(jìn)行填充。

3.3 注漿嵌縫修補(bǔ)法

該方法主要是針對(duì)混凝土結(jié)構(gòu)本身有一定防滲要求的裂縫，在實(shí)際修復(fù)過(guò)程中可采用相應(yīng)的壓力設(shè)備，將部分膠質(zhì)結(jié)構(gòu)材料碾壓成混凝土裂縫。注漿時(shí)，注漿壓力一般控制在0.3MPa，注漿后的膠結(jié)物硬化，可與裂縫兩端的混凝土結(jié)構(gòu)有效粘連，最終形成有機(jī)整體，達(dá)到封閉和固化各種裂縫的效果，避免裂縫進(jìn)一步擴(kuò)大。縫隙內(nèi)注漿修補(bǔ)時(shí)，常用的材料主要是塑性止水材料，并對(duì)裂縫處作適當(dāng)處理，在裂縫兩端刷上相應(yīng)的界面劑，在縫隙內(nèi)注入適量的低水灰比砂漿，以達(dá)到封閉縫隙的目的。

3.4 加強(qiáng)施工現(xiàn)場(chǎng)防護(hù)

施工過(guò)程中應(yīng)嚴(yán)格控制建筑混凝土材料的用量。不能一味追求經(jīng)濟(jì)利益，而選擇一些質(zhì)量差的建筑材料。為了確保施工中選用的混凝土標(biāo)號(hào)合理，水泥砂漿配制前必須進(jìn)行嚴(yán)格的試驗(yàn)，以確保水泥砂漿配合比均勻，無(wú)分層析出現(xiàn)象。另外，混凝土結(jié)構(gòu)在澆筑過(guò)程中，必須嚴(yán)格控制內(nèi)外溫度及環(huán)境溫度。在澆注狀態(tài)下要進(jìn)行適當(dāng)?shù)臑⑺幚?，降低骨料溫度，控制結(jié)構(gòu)溫度，并且要嚴(yán)格按照有關(guān)要求進(jìn)行模板工程的安裝，確保模板結(jié)構(gòu)安裝科學(xué)合理，避免各模板間的變形和開(kāi)裂。同時(shí)，混凝土結(jié)構(gòu)工程在澆筑時(shí)，應(yīng)盡量減少整個(gè)結(jié)構(gòu)工程的裂縫，明確各部分結(jié)構(gòu)的受力情況，保證結(jié)構(gòu)的承載能力在允許的范圍內(nèi)，避免各種材料和設(shè)備集中堆放、集中碾壓。各類(lèi)結(jié)構(gòu)澆筑完畢后，要進(jìn)行有效的養(yǎng)護(hù)處理，保證混凝土內(nèi)外含水率達(dá)到有關(guān)要求，切實(shí)發(fā)揮養(yǎng)護(hù)作用，最大限度地避免混凝土結(jié)構(gòu)出現(xiàn)裂縫。

4 結(jié)語(yǔ)

總之，建筑混凝土結(jié)構(gòu)裂縫問(wèn)題是任何一個(gè)工程建設(shè)項(xiàng)目在施工和建設(shè)過(guò)程中都會(huì)出現(xiàn)的質(zhì)量安全問(wèn)題。以上問(wèn)題的存在，不僅影響整個(gè)工程的功能和效益，而且在一定程度上縮短了工程的使用壽命。所以，在實(shí)際工程建設(shè)施工過(guò)程中，應(yīng)注重混凝土結(jié)構(gòu)的科學(xué)施工，對(duì)混凝土結(jié)構(gòu)裂縫產(chǎn)生的原因進(jìn)行深入細(xì)致的探討與分析，包括原材料采購(gòu)、科學(xué)配料、溫濕度控制、施工技術(shù)選擇等，盡量減少混凝土結(jié)構(gòu)裂縫的發(fā)生，最大限度地保證整個(gè)工程的施工質(zhì)量。