民用建筑水泥混凝土裂縫應(yīng)對措施

劉建廷

（山東華邦建設(shè)集團(tuán)有限公司，山東 濰坊 262500）

1 混凝土裂縫的成因及類型

1.1 混凝土裂縫的成因

地基形態(tài)、地理地質(zhì)形態(tài)等諸多因素都可能導(dǎo)致水泥混凝土施工中產(chǎn)生裂縫，施工材料質(zhì)量、施工技術(shù)水平、施工工藝合理性等方面控制不到位也可能產(chǎn)生裂縫。地基對民用建筑的整體性能起著至關(guān)重要的作用，它是支撐建筑上部結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)，如果地基出現(xiàn)裂縫，將嚴(yán)重威脅到民用建筑的整體穩(wěn)定性和安全性，從而縮短民用建筑的使用壽命，難以充分發(fā)揮民用建筑的綜合價值。另外，在民用建筑地基混凝土施工完成后，如果基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)出現(xiàn)裂縫問題，將難以開展維修作業(yè)，一旦裂縫擴大，會嚴(yán)重威脅民用建筑的使用安全。

開挖方式會影響地基水泥混凝土的施工質(zhì)量。許多現(xiàn)代建筑工程由于高度、施工難度較大，需要采取深基坑施工技術(shù)，通過加深基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)提高工程基礎(chǔ)穩(wěn)定性。在地基施工過程中，周邊民用建筑由于墻體剪力作用而產(chǎn)生裂縫等情況，甚至?xí)拐麄€民用建筑產(chǎn)生不均勻沉降，造成嚴(yán)重裂縫、變形等問題。

有的企業(yè)盲目追求經(jīng)濟(jì)效益，沒有嚴(yán)格按照國家規(guī)范要求采購和使用水泥混凝土材料，混凝土原材料質(zhì)量不合格，直接影響水泥混凝土結(jié)構(gòu)的整體質(zhì)量。另外，由于施工現(xiàn)場管理不到位，工作人員缺乏專業(yè)技能和責(zé)任心，施工作業(yè)不規(guī)范、不科學(xué)，導(dǎo)致施工效果受到影響，引發(fā)不同程度的裂縫問題。

1.2 混凝土施工裂縫的類型及預(yù)防

1.2.1 干縮裂縫及預(yù)防

在水泥混凝土凝固階段，混凝土結(jié)構(gòu)表面水分迅速流失，此時內(nèi)部仍聚集著大量水分，內(nèi)外濕度差異較大，干縮程度不同，造成內(nèi)外應(yīng)力不一致，從而引發(fā)干縮裂縫?？梢?，混凝土結(jié)構(gòu)內(nèi)外水分蒸發(fā)差異大是導(dǎo)致結(jié)構(gòu)出現(xiàn)干縮變形的主要原因。外部環(huán)境也會對民用建筑水泥混凝土結(jié)構(gòu)產(chǎn)生較大影響。外加劑使用情況、骨料性質(zhì)和使用情況、水泥成分和使用數(shù)量等都會對水泥混凝土結(jié)構(gòu)的抗?jié)B性和承載力產(chǎn)生不同程度的影響。為了減少裂縫發(fā)生的概率和數(shù)量，施工時應(yīng)優(yōu)選水泥的原材料，加強配合比控制，適當(dāng)添加減水劑。

1.2.2 溫度裂縫及預(yù)防

水泥遇水會發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，釋放熱量，我們稱之為水化熱。在水泥混凝土澆筑和凝固過程中，結(jié)構(gòu)內(nèi)部會聚集大量的水化熱無法釋放出來，而外部的水化熱可以快速釋放，此時結(jié)構(gòu)內(nèi)外會產(chǎn)生一定的溫度差，導(dǎo)致結(jié)構(gòu)內(nèi)部產(chǎn)生一定的拉應(yīng)力。當(dāng)內(nèi)外溫差過大，拉應(yīng)力超出標(biāo)準(zhǔn)時，水泥混凝土結(jié)構(gòu)就會產(chǎn)生溫度裂縫。在氣溫過高或過低時，水泥混凝土結(jié)構(gòu)很容易產(chǎn)生溫度裂縫，特別是大體積混凝土，由于規(guī)模較大，內(nèi)部聚集的水化熱更多，更容易產(chǎn)生溫度裂縫。工作人員可以通過選用低水化熱水泥、降低原材料溫度、埋設(shè)冷水管等措施降低結(jié)構(gòu)內(nèi)部溫度，控制內(nèi)外溫差，避免裂縫的產(chǎn)生。

1.2.3 沉陷裂縫及預(yù)防

民用建筑沉陷裂縫的影響因素很多且作用過程也比較復(fù)雜，主要有地基土質(zhì)不均勻、施工過程回填密實度不夠等。另外，如果民用建筑基礎(chǔ)處于浸水狀態(tài)也可能會發(fā)生不均勻沉降，從而產(chǎn)生裂縫。如某些地區(qū)地下水豐富、降雨量較大，地基含水量增加，引起沉陷。又如冬季澆筑混凝土，春季解凍后混凝土?xí)霈F(xiàn)沉降等現(xiàn)象，導(dǎo)致水泥混凝土結(jié)構(gòu)出現(xiàn)裂縫、變形等問題。為避免發(fā)生沉降裂縫，施工單位應(yīng)注意夯實和加固處理地基土壤，特別是在一些軟土地基、地下水豐富等地區(qū)，應(yīng)采取針對性的基礎(chǔ)處理方法，提高模板剛度，合理安排施工工序。

2 水泥混凝土裂縫的影響

2.1 降低民用建筑工程穩(wěn)定性

如果在民用建筑中出現(xiàn)裂縫，不僅影響建筑物的整體質(zhì)量和使用壽命，而且隨著時間的推移，裂縫還會進(jìn)一步擴大，嚴(yán)重威脅民用建筑的使用安全，縮短建筑使用壽命。久而久之，導(dǎo)致民用建筑的整體穩(wěn)定性不強，甚至出現(xiàn)變形、坍塌等問題。

2.2 影響民用建筑結(jié)構(gòu)的耐久性

寬度較窄、深度較淺的裂縫一般不會威脅到民用建筑的整體結(jié)構(gòu)性能，建筑物的承載力和耐久性基本保持不變，但會使水泥混凝土結(jié)構(gòu)的滲透性增強，水體、氧氣等物質(zhì)通過細(xì)小的裂縫滲入混凝土內(nèi)部，導(dǎo)致混凝土結(jié)構(gòu)抗?jié)B能力下降，內(nèi)部出現(xiàn)混凝土碳化、鋼筋銹蝕等不良問題，碳化、銹蝕等問題進(jìn)一步加劇，久而久之，混凝土結(jié)構(gòu)耐久性下降?？梢姡幢闶羌?xì)小的裂縫也要引起足夠的重視，及時處理，以免造成更嚴(yán)重的后果。

2.3 影響結(jié)構(gòu)封閉性

有些建筑物的封閉性要求比較嚴(yán)格，如民用儲水建筑、核電站、疫苗培養(yǎng)空間等，如果水泥混凝土結(jié)構(gòu)開裂，就會大大降低建筑的封閉性，甚至無法繼續(xù)使用，危及到內(nèi)部人員的生命和財產(chǎn)安全。

3 民用建筑施工混凝土裂縫防控技術(shù)

3.1 優(yōu)化結(jié)構(gòu)設(shè)計

科學(xué)、合理地設(shè)計民用建筑結(jié)構(gòu)有利于保證施工質(zhì)量、降低裂縫發(fā)生概率。結(jié)構(gòu)設(shè)計時應(yīng)合理分析當(dāng)?shù)厮牡刭|(zhì)等情況，明確建筑受力情況，合理確定水泥混凝土強度等級，在保證結(jié)構(gòu)整體穩(wěn)定性的前提下考慮經(jīng)濟(jì)性，切實提高工程綜合效益。目前，民用建筑普遍選用C20～C35的混凝土，避免盲目使用高強度混凝土。在計算水泥混凝土抗裂性時，要對抗裂薄弱環(huán)節(jié)進(jìn)行重點分析。有些民用建筑跨度大、體積大，要合理布置梁柱結(jié)構(gòu)。設(shè)計師可通過改變梁縱向截面配筋率來調(diào)整施工荷載、溫度變化和應(yīng)力大小，從而提高各構(gòu)件的抗裂性能。另外，工作人員還要根據(jù)民用建筑的具體情況合理布置抗溫度筋，按小直徑、大密度的方法配置陰陽角、屋面板等位置的鋼筋結(jié)構(gòu)，一般按不超過10cm的標(biāo)準(zhǔn)控制配筋間距。

3.2 控制混凝土施工材料

3.2.1 水泥

水泥材料是引發(fā)溫度裂縫的主要因素。水泥與水反應(yīng)釋放水化熱，如果減少水泥用量或降低水化反應(yīng)，可降低溫度裂縫發(fā)生的概率。為保證水泥質(zhì)量，施工單位應(yīng)選用國家認(rèn)可廠家生產(chǎn)的合格產(chǎn)品，盡量選用低水化熱水泥。目前，民用建筑施工中普遍使用普通硅酸鹽水泥。在控制水泥材料時，還應(yīng)加強對其質(zhì)量檢驗報告的控制，按施工要求檢查其凝結(jié)時間、穩(wěn)定性、強度等是否達(dá)標(biāo)。

3.2.2 骨料

在民用建筑施工中，應(yīng)嚴(yán)格規(guī)范骨料的選擇，加強對骨料物理、化學(xué)性能的檢查，確保骨料質(zhì)量、強度符合國家標(biāo)準(zhǔn)。工作人員應(yīng)控制骨料級配，一般骨料最大粒徑在混凝土結(jié)構(gòu)截面最小尺寸的1/4以內(nèi)、鋼筋布設(shè)間距的3/4以內(nèi)。中粗砂是目前廣泛使用的細(xì)骨料。

3.2.3 外加劑

添加適量的外加劑有助于改善水泥混凝土的整體性能，降低裂縫發(fā)生的概率。粉煤灰是目前防裂效果比較明顯的材料之一，加入適量粉煤灰可以減少水泥用量，改善水泥混凝土的干縮性和脆性。為了提高水泥混凝土材料的和易性，還可以添加0.25%的木鈣減水劑，將拌和用水量減少約10%，有助于降低水化熱，減少溫度裂縫。

3.2.4 配合比

在混凝土施工前，通常需要合理配置水泥、砂石、外加劑、水等原材料，通過試驗確定混凝土材料最佳配比。不同建筑物的結(jié)構(gòu)強度要求不同，混凝土材料的配比也不同。工作人員還要嚴(yán)格控制骨料級配和含泥量，一般選用10～40mm的碎石顆粒，其中有65%的碎石粒徑在10～30mm。選擇中砂時，細(xì)度模數(shù)一般控制在2.80～3.00。砂率控制在40%～45%之間，砂石含泥量控制在1%以下。工作人員應(yīng)避免使用海砂，避免混入有機質(zhì)等雜物，以免發(fā)生化學(xué)反應(yīng)影響混凝土材料性能。

3.3 合理選擇澆筑方法和振搗方式

水平分層、斜向分段、持續(xù)推進(jìn)等是常用的水泥混凝土澆筑方法，在施工中可根據(jù)具體情況選擇澆筑方法。如果采用分層澆筑，每層厚度應(yīng)控制在20cm以內(nèi)，并在第一層混凝土初凝前及時澆筑第二層混凝土，以此類推，避免間隔時間過長出現(xiàn)混凝土斷層情況。在混凝土澆筑階段，技術(shù)人員還應(yīng)注意混凝土坍落度、泵送管道密封性等細(xì)節(jié)問題，避免各參數(shù)控制不當(dāng)影響水泥混凝土澆筑質(zhì)量。

混凝土振搗是提高結(jié)構(gòu)密實度的一種有效方法。如采用三道振搗法施工，應(yīng)按混凝土坡角、混凝土坡中間、混凝土坡頂振搗。工作人員應(yīng)注意避免觸碰鋼筋結(jié)構(gòu)、模板結(jié)構(gòu)和預(yù)埋件。在振搗過程中，工作人員可手持振搗棒快速插入內(nèi)部約15～20cm，振搗3～5s后緩慢拔出。如采用分層澆筑方式，工作人員應(yīng)注意保證振搗棒插入下一層，確保兩層混凝土充分融合。振搗間距控制在40cm左右，振搗密實度達(dá)標(biāo)后，用刮杠將表面混凝土刮平，然后在終凝前搓平表面，以提高表面平整度。

3.4 加強溫度控制

民用建筑中可采取多種措施控制混凝土溫度，通過改善骨料級配，實現(xiàn)混凝土溫度控制的效果。將適量混合料添加到干硬性混凝土中，可減少水泥用量，達(dá)到水化熱控制的效果。在拌和混凝土材料時，可用冷水?dāng)嚢?，從源頭上降低水泥混凝土原材料的溫度。澆筑時可邊澆筑邊埋設(shè)冷水管，利用冷水管帶走內(nèi)部水化熱，降低內(nèi)部溫度。

3.5 科學(xué)合理養(yǎng)護(hù)

養(yǎng)護(hù)階段是施工單位經(jīng)常忽略的重要環(huán)節(jié)，科學(xué)養(yǎng)護(hù)可保證混凝土結(jié)構(gòu)在合適的環(huán)境下凝固，避免表面水分蒸發(fā)過快或內(nèi)外溫差過大。現(xiàn)代民用建筑建設(shè)規(guī)模較大，施工過程中會受到內(nèi)部高度、體積、外界風(fēng)速等因素的影響而快速流失水分，為避免出現(xiàn)干縮裂縫，可采用灑水養(yǎng)護(hù)或使用專用混凝土養(yǎng)護(hù)劑處理表面，以保證混凝土外部濕度。養(yǎng)護(hù)人員還應(yīng)注意混凝土結(jié)構(gòu)內(nèi)外溫度的變化，采取蒸汽養(yǎng)護(hù)、灑水降溫等措施調(diào)節(jié)內(nèi)外溫差，以避免溫度裂縫的發(fā)生。

3.6 優(yōu)化施工細(xì)節(jié)

為了進(jìn)一步落實混凝土裂縫控制工作，管理人員要加強施工過程的控制，加強對各施工環(huán)節(jié)的質(zhì)量監(jiān)督，重視各個細(xì)節(jié)作業(yè)。在澆筑混凝土?xí)r，應(yīng)考慮混凝土運輸路線、時間、距離等因素，確保混凝土連續(xù)澆筑。管理人員應(yīng)密切關(guān)注天氣狀況，選擇合適的澆筑時間。施工過程中應(yīng)注意檢查模板質(zhì)量，避免出現(xiàn)漏漿、變形等不良現(xiàn)象。拆模前應(yīng)使用檢測設(shè)備了解混凝土結(jié)構(gòu)的強度，避免因拆模過早混凝土結(jié)構(gòu)承載力不足而產(chǎn)生變形、開裂等問題。

4 結(jié)語

裂縫是民用建筑水泥混凝土結(jié)構(gòu)常見的問題，也是各單位關(guān)注的重點和難點。裂縫會影響建筑產(chǎn)品的美觀、穩(wěn)定性、強度，甚至危及使用者的生命安全。為了有效控制混凝土結(jié)構(gòu)裂縫，施工中必須加強材料、施工技術(shù)、管理等方面的優(yōu)化，以切實提高民用建筑水泥混凝土結(jié)構(gòu)的整體穩(wěn)定性。