探討民用建筑現(xiàn)澆鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)施工裂縫產(chǎn)生原因及控制措施

張傳躍

（中泓（福建）建設(shè)工程有限公司　泉州　362000）

1　前言

近年來隨著商品混凝土的出現(xiàn)，由于其具有施工方便、性能穩(wěn)定、質(zhì)量可靠、生產(chǎn)效率高、保護(hù)環(huán)境等優(yōu)點(diǎn)，使得混凝土發(fā)揮了更大的作用和效果。但目前，現(xiàn)澆混凝土結(jié)構(gòu)產(chǎn)生裂縫的現(xiàn)象非常普遍且長(zhǎng)期存在，且在施工后期是較難克服的質(zhì)量通病；混凝土裂縫不僅影響表面觀感，嚴(yán)重地影響其結(jié)構(gòu)安全；經(jīng)過多方面綜合分析，混凝土結(jié)構(gòu)裂縫的產(chǎn)生有諸多方面的因素，它不僅僅與地質(zhì)情況、勘察、設(shè)計(jì)、施工工藝有較大關(guān)系，而且還和外部的環(huán)境有著直接的關(guān)系。本文總結(jié)、整理與分析了多年工作中碰到的常見的且容易忽視的、引發(fā)民用建筑混凝土裂縫形成的各種問題，并總結(jié)了經(jīng)驗(yàn)，提出相應(yīng)的解決方案。

2　常見混凝土結(jié)構(gòu)裂縫原因

混凝土是一種抗壓強(qiáng)度極高，抗拉強(qiáng)度極低的脆性材料，抗壓強(qiáng)度是抗拉強(qiáng)度的10倍左右。在前期設(shè)計(jì)、施工工藝及后期養(yǎng)護(hù)及使用過程中，若發(fā)生溫度和濕度變化、結(jié)構(gòu)受荷、地基變形等，都將極易產(chǎn)生裂縫。目前主要從混凝土的物理性能和化學(xué)性能受到影響與改變來研究混凝土結(jié)構(gòu)裂縫的成因?；瘜W(xué)性能方面：在混凝土澆筑過程中，存在化學(xué)介質(zhì)使用和堿集料反應(yīng)等，將降低混凝土的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度，從而導(dǎo)致其結(jié)構(gòu)過早地出現(xiàn)裂縫，最終降低了其使用壽命。關(guān)于影響混凝土結(jié)構(gòu)物理性能的因素，具有復(fù)雜多樣化，將從以下幾個(gè)影響因素重點(diǎn)分析與總結(jié)：

2.1　結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

任何建筑結(jié)構(gòu)均有其本身的承載能力，即需符合建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范的要求。一旦脫離了設(shè)計(jì)規(guī)范而建成的建筑結(jié)構(gòu)都是危險(xiǎn)建筑，將隨時(shí)隨地引發(fā)安全隱患，是不安全、不合法的建筑。此類建筑孔隙裂縫雖不常見，但也存在。其典型案例為西山鄉(xiāng)三岔河示范小學(xué)的綜合樓，由于設(shè)計(jì)不符合規(guī)范，加上施工中隨意加層，最終導(dǎo)致在使用年限范圍內(nèi)，建筑主體結(jié)構(gòu)出現(xiàn)了不均勻沉降開裂的現(xiàn)象，裂縫寬達(dá)10～20mm，墻和性能柱撓曲，且撓曲部位出現(xiàn)交叉裂縫。

2.2　材料質(zhì)量

眾所周知，材料質(zhì)量問題尤為關(guān)鍵，其是引起混凝土結(jié)構(gòu)出現(xiàn)裂縫的重要因素之一。如常見的材料質(zhì)量問題為水泥、砂子等。如果在建筑混凝土結(jié)構(gòu)中使用了不合格的材料，如如過期水泥，骨料含泥過量、含活性SiO2，含堿過高的水泥等，將出現(xiàn)所謂的“豆腐渣工程”。可見，好的建筑工程質(zhì)量，需對(duì)工程材料質(zhì)量嚴(yán)格要求。例如越州鎮(zhèn)某小學(xué)教學(xué)樓部分樓面出間距現(xiàn)凹坑，樓梯出現(xiàn)小于45°的斜裂縫等現(xiàn)象，其主要原因就是由于施工的水泥質(zhì)量不達(dá)標(biāo)造成的。

2.3　溫度和濕度

在混凝土現(xiàn)澆初期，將出現(xiàn)硬化現(xiàn)象，從而放出大量的水化熱，這將使得混凝土內(nèi)部結(jié)構(gòu)的溫度不斷上升，最終導(dǎo)致在混凝土表面產(chǎn)生了拉應(yīng)力；而在后期，由于基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)空間有限，這將引發(fā)混凝土結(jié)構(gòu)內(nèi)部產(chǎn)生了拉應(yīng)力。如果此拉應(yīng)力大于混凝土結(jié)構(gòu)的抗裂能力時(shí)，將出現(xiàn)結(jié)構(gòu)裂縫。此外，若混凝土表面濕度變化非常劇烈時(shí)，導(dǎo)致表面結(jié)構(gòu)形變受內(nèi)部混凝土的約束，也會(huì)出現(xiàn)結(jié)構(gòu)裂縫。

2.4　地基變形

在混凝土結(jié)構(gòu)中，造成整幢房屋結(jié)構(gòu)開裂的主要原因多數(shù)在于地基的不均勻沉降。裂縫的大小、形狀、方向決定于地基速變形的程度。如果地基變形時(shí)的應(yīng)力相對(duì)過大，往往會(huì)產(chǎn)生貫穿性裂縫，甚至使整個(gè)結(jié)構(gòu)扭曲變形。如三寶溫泉小學(xué)一幢教覆學(xué)用房，由于北側(cè)地基不均勻沉降，導(dǎo)致房屋基礎(chǔ)部分?jǐn)嗔?，整幢房屋變形扭曲，西北角墻體倒塌，四個(gè)大角墻體拉裂，縫水寬10～15mm，呈上下貫通。

2.5　施工工藝

施工工藝導(dǎo)致混凝土結(jié)構(gòu)裂縫的原因有：

（1）混凝土澆筑時(shí)水分的蒸發(fā)、水泥硬結(jié)以及混凝土干縮等；

（2）混凝土的攪拌、運(yùn)輸、澆灌、振實(shí)等工序中出現(xiàn)的任何疏漏和缺陷等問題；

（3）混凝土的早期養(yǎng)護(hù)質(zhì)量：若早期養(yǎng)護(hù)時(shí)，混凝土表面干燥將引發(fā)其結(jié)構(gòu)拉應(yīng)力較大；

（4）配比不當(dāng)：如水泥或外加劑的添加量過大、水灰比過大等；

（5）施工條件不適宜：如施工氣候較惡劣、在冬季時(shí)未采取任何防凍措施等。

2.6　建筑結(jié)構(gòu)荷載

建筑結(jié)構(gòu)承受外部不當(dāng)荷載后，同樣會(huì)引發(fā)裂縫，其影響因素較多。如建筑結(jié)構(gòu)早期受震的影響、過早拆?；蛘卟鹉７绞讲豢茖W(xué)、施工時(shí)超載等。

3　預(yù)防措施

3.1　設(shè)計(jì)規(guī)范

目前，有效地預(yù)防建筑結(jié)構(gòu)出現(xiàn)裂縫的措施很多，其中在使用年限內(nèi)最易避免的就是要嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)規(guī)范要求設(shè)計(jì)民用建筑物，這是保障民用建筑混凝土結(jié)構(gòu)健康的根本。

3.2　材料選取

民用建筑混凝土結(jié)構(gòu)成型材料主要有：水泥、粗細(xì)骨料、添加劑等。

（1）水泥：須使用水化熱較低的水泥，禁止使用不合格的水泥，如安全性較差的或已過期的；

（2）粗骨料：宜采用質(zhì)地堅(jiān)硬、表面粗糙的石料，要求其具有孔隙率較小、不出現(xiàn)堿性反應(yīng)、且有害物質(zhì)的含量不超標(biāo)等特征；

（3）細(xì)骨料：宜采用孔隙率較小、且含泥量較低的中砂；

（4）外摻料：宜采用減水劑等外加劑，可達(dá)到減少用水量和減少收縮的目的，從而改善混凝土結(jié)構(gòu)的工作性能。

3.3　鋼筋配置

（1）鋼筋品格、規(guī)格和數(shù)量的配置：將需要從塑性鉸區(qū)延性和對(duì)構(gòu)件抗裂性能兩方面來考慮。

（2）正確的鋼筋配置位置：應(yīng)避免出現(xiàn)保護(hù)層過小或過大、鋼筋配置間距過大等問題。

3.4　澆筑工藝

（1）應(yīng)避免離析顯現(xiàn)，需均勻、適度地振搗；

（2）增加早期養(yǎng)護(hù)時(shí)間。若出現(xiàn)氣溫高、濕度低或風(fēng)速大的氣候條件，更應(yīng)及早進(jìn)行噴水養(yǎng)護(hù)；

（3）若出現(xiàn)澆水養(yǎng)護(hù)困難、充分濕潤(rùn)無法保證時(shí)，應(yīng)采用覆蓋保溫等方式。

3.5　外添加劑

在混凝土澆筑工程中，使用減水防裂劑來減少開裂是最常用的措施之一。基于大量工程實(shí)踐，總結(jié)有：

（1）水灰比將顯著地影響混凝土的收縮，當(dāng)使用減水防裂劑時(shí)，可減少約25%的用水量；此外，在保證混凝土結(jié)構(gòu)強(qiáng)度的條件下，當(dāng)使用減水防裂劑時(shí)，可減少約15%的水泥用量；

（2）減水防裂劑可顯著地提高混凝土結(jié)構(gòu)的抗拉強(qiáng)度，從而提高其抗裂性能。

4　結(jié)束語

本文對(duì)民用建筑混凝土結(jié)構(gòu)的裂縫問題進(jìn)行了理論和實(shí)踐上的初步探討，目前對(duì)于其的成因和計(jì)算方法有不同的理論，但對(duì)于具體的預(yù)防和改善措施意見還較為統(tǒng)一，且在實(shí)踐應(yīng)用中的效果也較好。裂縫的影響因素復(fù)雜多變，具體問題還得具體分析，在設(shè)計(jì)、施工、使用過程中要靠我們結(jié)合多種預(yù)防處理措施，多觀察，多比較，出現(xiàn)問題多總結(jié)與分析、對(duì)癥下藥，民用建筑混凝土結(jié)構(gòu)裂縫現(xiàn)象可控制在較低的發(fā)生機(jī)率。