土建施工中混凝土裂縫成因及控制措施

張栗銃

北京城建道橋建設(shè)集團(tuán)有限公司 北京 100020

混凝土是在土建施工當(dāng)中常見(jiàn)的混合型材料，它是由水泥，砂石和水進(jìn)行混合而形成的建筑材料[1]。因?yàn)榛炷恋挠捕雀?，成本低，使用年限久的原因，所以在土建施工現(xiàn)場(chǎng)，混凝土使用十分廣泛，是常見(jiàn)的施工材料。據(jù)統(tǒng)計(jì)，如果建筑物的主要材料使用混凝土，隨著時(shí)間慢慢的推移，大多數(shù)建筑墻面會(huì)出現(xiàn)裂縫的問(wèn)題，一旦建筑物出現(xiàn)了裂縫，那么就會(huì)大大降低混凝土的抗?jié)B能力。自然界的水汽會(huì)進(jìn)入建筑物內(nèi)，讓支撐鏈接的鋼筋被銹化，混凝土漸漸被水汽碳化，從而降低了建筑物的使用年限，使建筑物的質(zhì)量降低，甚至?xí)?lái)生命財(cái)產(chǎn)的損失，給我們的生活帶來(lái)很大的影響。

1 土建施工中混凝土裂縫的成因分析

1.1 材料自身特性導(dǎo)致混凝土裂縫

鋼筋混凝土的建筑結(jié)構(gòu)主要材料包括鋼筋、骨料、水泥、水等。對(duì)于混凝土來(lái)說(shuō)，砂石，水泥，水的添加比例比較重要，同時(shí)不同地區(qū)當(dāng)?shù)氐沫h(huán)境及地理位置的不同對(duì)于混凝土的使用要求也不同，在選擇過(guò)程中要根據(jù)建筑設(shè)計(jì)要求及當(dāng)?shù)厍闆r選擇適合的混凝土，如果混凝土的質(zhì)量及穩(wěn)定性出現(xiàn)不符合預(yù)期效果的問(wèn)題，工人在使用過(guò)程中容易出現(xiàn)施工問(wèn)題，為后期建筑物投入使用帶來(lái)巨大的安全隱患。其中混凝土出現(xiàn)裂縫就是其中重要安全問(wèn)題之一[2]，混凝土一旦出現(xiàn)了裂縫對(duì)承重鋼筋以及混凝土本身都會(huì)造成一定的腐蝕。所以在現(xiàn)場(chǎng)施工時(shí)，施工單位必須嚴(yán)格管理混凝土材料的使用情況，利用高精度的測(cè)量?jī)x器測(cè)量、加強(qiáng)現(xiàn)場(chǎng)管理和檢查等方式，保證混凝土的質(zhì)量問(wèn)題。就組成材料特性而言，除了混凝土本身外，建筑結(jié)構(gòu)中還有鋼筋，鋼筋與空氣和水進(jìn)行接觸時(shí)，鋼筋就會(huì)發(fā)生氧化讓鋼筋的表面生銹，隨著時(shí)間的變化，鋼筋的使用性能會(huì)慢慢地退化，最終導(dǎo)致混凝土發(fā)生裂縫。就混凝土自身特性而言，混凝土本身就有收縮的特性，在凝固的過(guò)程中，濕混凝土?xí)粩嗟厥湛s，如果在進(jìn)行建筑澆筑的過(guò)程中室內(nèi)外溫度、濕度相差較大的話，混凝土本身的水分會(huì)快速蒸發(fā)，從而引起裂縫[3]?；炷潦怯伤?，水泥等組成的，會(huì)發(fā)生水化反應(yīng)，在進(jìn)行攪拌的時(shí)候，水泥遇水會(huì)變熱，產(chǎn)生物理化學(xué)反應(yīng)，混凝土持續(xù)發(fā)熱，由于熱脹冷縮的原理，在澆筑后由于溫度急速下降混凝土?xí)杆俚厥湛s，混凝土導(dǎo)熱性能差，在溫度拉應(yīng)力的作用下會(huì)產(chǎn)生裂縫，而施工人員沒(méi)有對(duì)此進(jìn)行測(cè)溫養(yǎng)護(hù)會(huì)導(dǎo)致裂縫問(wèn)題嚴(yán)重。就外界影響因素而言，混凝土在運(yùn)輸?shù)倪^(guò)程中，由于施工地區(qū)和商混站是有一定距離的，前期在選擇過(guò)程中沒(méi)有充分考慮交通情況，例如：當(dāng)?shù)亟煌ǜ叻迤凇⑻厥馓鞖庖约奥肪€選擇等情況對(duì)交通帶來(lái)的影響，也會(huì)導(dǎo)致混凝土在運(yùn)輸過(guò)程中出現(xiàn)問(wèn)題影響使用?？赡軙?huì)因?yàn)檫\(yùn)輸?shù)娜萜髅芊獠粔?，?dǎo)致混凝土出現(xiàn)漏漿的現(xiàn)象導(dǎo)致混凝土的配方比例失衡改變其特性。在施工過(guò)程中，混凝土配比失調(diào)，就會(huì)導(dǎo)致不能滿足澆筑的原計(jì)劃配比，增加了產(chǎn)生裂縫的可能性。

1.2 荷載及溫度變化導(dǎo)致混凝土裂縫

荷載裂縫是土建工程當(dāng)中經(jīng)常出現(xiàn)的問(wèn)題，主要原因就是因?yàn)榻ㄖ锏狞c(diǎn)受力面積不均衡，在施工過(guò)程中，因?yàn)榻ㄖ锸艿酵饨缫蛩氐挠绊憣?dǎo)致超過(guò)了混凝土的承載能力，使混凝土的內(nèi)部結(jié)構(gòu)受到了破壞，導(dǎo)致建筑物承受不住壓力出現(xiàn)了裂縫，一般情況下多數(shù)是因?yàn)檩S壓力的影響導(dǎo)致建筑物的頂部位置出現(xiàn)裂縫，同時(shí)在建筑物轉(zhuǎn)角處因?yàn)槭艿降膲簯?yīng)力不平衡，在受到外界一些不確定因素的影響后也會(huì)導(dǎo)致混凝土出現(xiàn)裂縫[4]。其次，在混凝土與承重梁的連接位置也是極其容易出現(xiàn)裂縫的，因?yàn)樵谶@個(gè)位置，需要承受建筑物的大量荷載力，受到的壓力與其他部位存在著很大的差別，容易出現(xiàn)荷載裂縫。荷載裂縫在土建工程中危險(xiǎn)程度非常大，為了保證建筑物在后期使用時(shí)的安全，施工人員必須使用有效的方法進(jìn)行改善，避免裂縫而造成的事故。

因?yàn)闇囟鹊挠绊懺斐苫炷亮芽p是在土建工程中最不好掌控的，一不小心就會(huì)因?yàn)橥饨鐪囟鹊挠绊懚斐闪芽p。而溫度裂縫的表現(xiàn)一般分為兩種情況。第一種就是表面裂縫，這種裂縫是沒(méi)有特定規(guī)律的，很難把控。另一種就是建筑內(nèi)深層裂縫，這種裂縫和表面裂縫有著極大的反差，深層裂縫是存在一定的規(guī)律的，他的裂縫方向一般和建筑主筋是一樣的，而溫度的高低會(huì)導(dǎo)致裂縫存在著不同的寬度，并不是溫度越高裂縫的寬度越高，剛好相反，溫度越高裂縫的寬度就越小。水泥的水熱反應(yīng)是造成溫度裂縫的主要原因，體積越大的建筑物受到的溫度影響的裂縫問(wèn)題就會(huì)越嚴(yán)重。表面裂縫主要是在工程施工過(guò)程中，受到水熱的影響，其混凝土溫度也在時(shí)刻發(fā)生著改變，主要分為升溫，降溫，恒溫三個(gè)階段，經(jīng)過(guò)這三個(gè)階段的溫度變化，當(dāng)數(shù)據(jù)變化達(dá)到一定的峰值，就會(huì)造成溫度裂縫[5]。而大部分的建筑深層裂縫是因?yàn)榛炷羶?nèi)的溫度與外界溫度迅速出現(xiàn)溫差，外界溫度迅速下降，讓混凝土內(nèi)部結(jié)構(gòu)不能很快地適應(yīng)因?yàn)闇囟榷鴰?lái)的收縮現(xiàn)象造成了裂縫。也可以說(shuō)，在土建工程施工時(shí)，混凝土?xí)S著溫度的變化而變化，出現(xiàn)熱脹冷縮的現(xiàn)象，而隨著溫度的變化過(guò)快，混凝土?xí)S著溫度的變化迅速膨脹或冷縮，造成溫度裂縫的出現(xiàn)。

1.3 施工及現(xiàn)場(chǎng)養(yǎng)護(hù)不到位引起裂縫

施工過(guò)程中的操作不規(guī)范、不到位都將會(huì)導(dǎo)致混凝土出現(xiàn)裂縫進(jìn)而影響工程質(zhì)量，在實(shí)際的施工過(guò)程中致使混凝土產(chǎn)生裂縫的原因主要涉及以下幾方面：第一，鋼筋移位。建筑物的主體框架離不開(kāi)鋼筋和混凝土，施工人員在進(jìn)行混凝土灌注的過(guò)程中，由于施工人員的操作行為不規(guī)范，混凝土本身會(huì)受到一定沖擊，鋼筋會(huì)因此發(fā)生移位。鋼筋出現(xiàn)移位以后，外界的一些不利因素就會(huì)“趁虛而入”，致使板底等位置出現(xiàn)裂縫，增加了安全事故發(fā)生的幾率。第二，澆筑振搗不當(dāng)。施工人員在澆筑過(guò)程中，振搗是十分關(guān)鍵的一步，振搗不足或者過(guò)度都會(huì)使得澆筑工作不滿足后期施工要求，對(duì)建筑項(xiàng)目的工程質(zhì)量造成影響。此外，倘若施工人員在振搗完畢后沒(méi)有及時(shí)拔出振搗棒，就會(huì)影響混凝土的均勻性，進(jìn)而使得裂縫產(chǎn)生。第三，施工監(jiān)管不嚴(yán)格。監(jiān)理人員對(duì)每一環(huán)節(jié)的把關(guān)不夠嚴(yán)格，監(jiān)管實(shí)踐流于形式，對(duì)于可能出現(xiàn)問(wèn)題的因素未進(jìn)行提前預(yù)測(cè)和提出有效應(yīng)對(duì)策略，讓人為因素成為了混凝土出現(xiàn)裂縫的主要影響條件。

在土建施工過(guò)程中，使用混凝土澆筑建筑時(shí)，施工人員要根據(jù)計(jì)劃及時(shí)養(yǎng)護(hù)施工，一般情況下，養(yǎng)護(hù)周期為七天，而制定的養(yǎng)護(hù)計(jì)劃就是為了避免建筑物出現(xiàn)干縮裂縫。混凝土出現(xiàn)裂縫的主要原因就是因?yàn)槠鋬?nèi)外部水分蒸發(fā)的速度不同，讓建筑的外部結(jié)構(gòu)變化過(guò)快，內(nèi)部跟不上外部變化的腳步，混凝土表面也沒(méi)有相應(yīng)的保護(hù)措施，使水分過(guò)快蒸發(fā)從而產(chǎn)生變形?；炷羶?nèi)部接觸不到空氣，所以他的溫度和濕度相對(duì)穩(wěn)定，內(nèi)部水分蒸發(fā)的相比外部慢了很多，所以變形的速度也就變慢了許多，內(nèi)外不一致就容易造成混凝土裂縫。由于混凝土本身具有收縮的特性，在溫度不一致時(shí)，他的性能就會(huì)大大降低，最終產(chǎn)生干縮裂縫，影響到了整個(gè)土建工程的質(zhì)量[6]。

2 應(yīng)對(duì)土建施工中混凝土裂縫的有效策略

2.1 保證混凝土材料合理運(yùn)用正確施工技術(shù)

材料的合理選取和施工技術(shù)的正確運(yùn)用將會(huì)有效防止在土建施工中混凝土產(chǎn)生裂縫。做好以上兩項(xiàng)工作能夠從根源上有效預(yù)防混凝土裂縫的產(chǎn)生和保證工程質(zhì)量。對(duì)于材料合理選取而言，土建施工的基礎(chǔ)因素就是材料，例如鋼筋、水泥等，在進(jìn)行材料采購(gòu)前就應(yīng)當(dāng)進(jìn)行好合理規(guī)劃，根據(jù)項(xiàng)目建設(shè)實(shí)際情況對(duì)于材料選取制定標(biāo)準(zhǔn)，例如，鋼筋的抗壓性能，水泥的防水性能等。因地制宜科學(xué)合理的選取材料，能夠從不同方面增強(qiáng)混凝土的各項(xiàng)性能，防止裂縫的產(chǎn)生，保障建筑工程的質(zhì)量與安全。

對(duì)于施工技術(shù)正確運(yùn)用而言，第一，在土建施工前，相關(guān)設(shè)計(jì)人員應(yīng)當(dāng)對(duì)擬建設(shè)用地及周?chē)h(huán)境情況進(jìn)行實(shí)地考察，了解可能產(chǎn)生影響的一系列因素，遵守相關(guān)的法律法規(guī)，按照建筑的標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行科學(xué)合理的混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)工作。為了減小建筑的裂縫情況，要確保建筑構(gòu)建的尺寸合理，保證平面的規(guī)劃度[7]；建筑構(gòu)建形狀發(fā)生變化時(shí)，在施工中要對(duì)凹進(jìn)去的地方設(shè)置暗梁或者雙層鋼筋的方式來(lái)強(qiáng)化平面規(guī)劃程度，從設(shè)計(jì)源頭預(yù)防裂縫控制。第二，施工工序要科學(xué)合理地推進(jìn)。施工工序的科學(xué)合理運(yùn)行要根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行動(dòng)態(tài)調(diào)整，例如，混凝土經(jīng)過(guò)水化反應(yīng)會(huì)產(chǎn)熱，但其導(dǎo)熱性能差，鑒于此，在進(jìn)行大體積混凝土澆筑工序時(shí)，就可以采用分層澆筑、分塊澆筑等工作方法，才能夠確保混凝土充分散熱，防止由于溫度差值大，在熱脹冷縮的作用下產(chǎn)生裂縫。第三，施工人員的操作要滿足規(guī)范要求，正式澆筑前要把基層與模板用水澆濕，在混凝土澆筑完成后并未完全凝固時(shí)，此時(shí)混凝土的強(qiáng)度還得不到保障，要尤為注意，不要在已澆筑的混凝土上面隨意放置其他材料或者隨意踩踏。另外，模板不能過(guò)早拆卸，拆卸時(shí)也要注重順序，盡可能避免影響混凝土的強(qiáng)度。第四，振搗要恰當(dāng)且充分。第五，對(duì)于混凝土的養(yǎng)護(hù)工作要盡早開(kāi)始且全程養(yǎng)護(hù)，養(yǎng)護(hù)周期也有著嚴(yán)格的要求，適當(dāng)增加時(shí)間有利于增強(qiáng)混凝土剛度，增強(qiáng)土建工程的穩(wěn)定性能和安全性能。

2.2 施工時(shí)溫度與荷載裂縫的控制

可以合理地加入外加劑來(lái)代替水泥，在選取化學(xué)添加劑的時(shí)候，一定要選擇符合安全施工標(biāo)準(zhǔn)的添加劑，保證混凝土的使用性能可以得到有效地提升。另外選取合適的材料之后，施工人員要對(duì)這些原材料的配制比例進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，選擇出抗裂性最強(qiáng)的配制比例，保證混凝土性能不下降的同時(shí)，降低水泥的使用比例，降低混凝土的溫度，改善因?yàn)闇囟扔绊懚鴰?lái)的混凝土裂縫。想要降低溫度對(duì)混凝土裂縫對(duì)混凝土帶來(lái)的影響，首先要對(duì)混凝土的升溫進(jìn)行控制，降低水泥的使用比例。在整個(gè)混凝土攪拌過(guò)程中混凝土的升溫主要來(lái)源就是水泥的水化熱，所以我們適當(dāng)?shù)臏p少水泥的使用比例，就可以有效地控制水化熱效應(yīng)，降低混凝土的升溫。選擇低熱水泥，在采購(gòu)混凝土原材料的工作人員，在采購(gòu)時(shí)選擇低熱水泥，選擇這種水泥可以有效地降低水泥的水熱反應(yīng)。為了降低原材料的溫度，在施工前工作人員要避免在高溫環(huán)境下進(jìn)行施工，對(duì)混凝土原材料進(jìn)行降溫處理，保證澆筑材料的溫度達(dá)到施工標(biāo)準(zhǔn)。最后對(duì)混凝土進(jìn)行強(qiáng)制降溫，這就需要在其內(nèi)部進(jìn)行事先埋存水管，將冷水灌入其中降低混凝土的內(nèi)部溫度，減少溫度裂縫，提高土建工程的質(zhì)量。施工人員要注意縮小當(dāng)量溫差，從而減少裂縫的產(chǎn)生。

為防止荷載裂縫問(wèn)題的出現(xiàn)，就要做好荷載裂縫的預(yù)防與控制，在土建施工時(shí)，要注意以下幾個(gè)問(wèn)題:第一，加強(qiáng)地基承載力。地基是建筑物的堅(jiān)實(shí)支撐，如若地基不均勻就會(huì)使得受力不均勻，荷載承受能力也會(huì)產(chǎn)生變化，就會(huì)導(dǎo)致地面沉降進(jìn)而產(chǎn)生裂縫；第二，增強(qiáng)建筑平整度，對(duì)于建筑不平整的地方,可以使用雙向鋼筋網(wǎng)片來(lái)使其更平整,讓其表面變光滑，減少裂縫出現(xiàn)的可能性；第三，加強(qiáng)工程施工的設(shè)計(jì)與控制工作,在施工中重點(diǎn)關(guān)注容易產(chǎn)生裂縫的位置，深入分析出現(xiàn)裂縫的成因并進(jìn)行研究，優(yōu)化各部位的受力狀況，使整體荷載處于受力平衡狀態(tài),避免過(guò)度集中受力,防止建筑物出現(xiàn)變形問(wèn)題；第四，在不影響配筋率及施工標(biāo)準(zhǔn)基礎(chǔ)上，選擇較細(xì)的鋼筋，縮短鋼筋與鋼筋之間的縫隙,降低混凝土裂縫發(fā)生概率，有效防止開(kāi)裂。

2.3 干縮與管理的控制措施

在土建工程施工時(shí)，要選擇抗裂性強(qiáng)的材料，將這些抗裂性強(qiáng)的材料和其他材料合成混凝土，在性能上會(huì)遠(yuǎn)超其他材料合成的混凝土，可以提高土建工程的質(zhì)量。但是抗裂性強(qiáng)的混凝土使用條件不同于普通混凝土，因此要提前根據(jù)材料的特性做好運(yùn)輸規(guī)劃，避免因?yàn)檫\(yùn)輸時(shí)間問(wèn)題導(dǎo)致混凝土特性改變從而影響施工。

在進(jìn)行施工的時(shí)候，管理單位要加強(qiáng)對(duì)施工現(xiàn)場(chǎng)的管理。為了有效地防止裂縫的出現(xiàn)，施工單位要對(duì)實(shí)際施工部位做好施工計(jì)劃。例如：將使用過(guò)的模板進(jìn)行清理，保證模板的干凈程度，不要將施工的殘留物留在上面。在進(jìn)行澆筑工作的時(shí)候，要保證模板的濕潤(rùn)，同時(shí)在澆筑工作結(jié)束之后，要對(duì)混凝土做澆水養(yǎng)護(hù)工作，確保混凝土的表面濕度符合相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，然后對(duì)建筑縫隙進(jìn)行密封處理。除此之外，一定要定期地進(jìn)行養(yǎng)護(hù)工作，對(duì)養(yǎng)護(hù)手段進(jìn)行不斷地完善，做好測(cè)溫工作豐富經(jīng)驗(yàn)根據(jù)實(shí)際情況對(duì)實(shí)際情況作出調(diào)整，保證建筑物的穩(wěn)定性，保證土建工程的整體質(zhì)量。

3 結(jié)束語(yǔ)

建筑物出現(xiàn)裂縫不僅會(huì)影響建筑整體質(zhì)量，還會(huì)影響人民的生命財(cái)產(chǎn)安全，一旦出現(xiàn)裂縫問(wèn)題，會(huì)降低建筑物的使用壽命，影響我國(guó)土建行業(yè)的發(fā)展。所以，相關(guān)施工單位和人員，一定要做出相對(duì)有效的控制裂縫措施，加強(qiáng)現(xiàn)場(chǎng)管理，保證建筑材料的高性能，杜絕出現(xiàn)混凝土裂縫的現(xiàn)象，提高土建工程的質(zhì)量，為我國(guó)土建事業(yè)發(fā)展保駕護(hù)航。