建筑工程鋼筋砼裂縫原因及防治措施研究

文/宋麗莉、王永香 山東嘉安建設(shè)集團(tuán)有限公司 山東萊陽 265200

1、建筑工程鋼筋砼裂縫的危害

建筑工程對(duì)鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)及其相關(guān)施工技術(shù)的應(yīng)用非常廣泛。在工程建設(shè)中，鋼筋砼結(jié)構(gòu)是承樁、承臺(tái)、剪力墻等主要承載構(gòu)件的常見材料，對(duì)建筑的關(guān)鍵功能指標(biāo)有決定性影響。工程項(xiàng)目隨著使用年限的增加出現(xiàn)裂縫現(xiàn)象。雖然裂縫問題在實(shí)踐中難以絕對(duì)避免，但其對(duì)建筑仍然存在顯著的影響作用，如不及時(shí)處理將產(chǎn)生諸多危害。裂縫的出現(xiàn)會(huì)降低構(gòu)件承載力，進(jìn)而影響建筑使用安全。比較常見的樓板受彎區(qū)內(nèi)裂縫現(xiàn)象，當(dāng)裂縫寬度超出控制標(biāo)準(zhǔn)時(shí)，其設(shè)計(jì)力學(xué)結(jié)構(gòu)受到破壞，抗震性與承載力均會(huì)發(fā)生較大變化。鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)在防水構(gòu)件中的應(yīng)用也較為廣泛，當(dāng)出現(xiàn)裂縫時(shí)構(gòu)件的表層防水失效，將嚴(yán)重危機(jī)建筑安全。另外，裂縫還會(huì)帶來鋼筋銹蝕、凍融循環(huán)、堿集反應(yīng)等諸多破壞鋼筋砼功能的反應(yīng)活動(dòng)，從而影響建筑使用壽命。因此，建筑工程鋼筋砼裂縫的預(yù)防與治理是確保工程質(zhì)量的關(guān)鍵技術(shù)之一。

2、建筑工程鋼筋砼裂縫形成原因

建筑工程鋼筋砼裂縫形成的原因具有多樣性。工程項(xiàng)目設(shè)計(jì)、采購、施工等各環(huán)節(jié)存在的問題均可能導(dǎo)致裂縫出現(xiàn)。因此，全面分析裂縫的形成，需要分別了解建設(shè)中各環(huán)節(jié)存在的不足。

2.1 設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)

設(shè)計(jì)導(dǎo)致的鋼筋砼裂縫問題主要來自對(duì)混凝土硬化過程考慮不足等方面。隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展，我國建筑物的高度、體積日益增長，為增強(qiáng)構(gòu)件強(qiáng)度往往會(huì)采取高強(qiáng)度、大用量的設(shè)計(jì)。部分工程項(xiàng)目設(shè)計(jì)單位對(duì)動(dòng)態(tài)因素考慮不足，或?qū)炷潦湛s的計(jì)算失誤，是形成裂縫的主要因素。另外，在關(guān)鍵連接部位缺少加固設(shè)計(jì)，也導(dǎo)致建筑使用后期易于出現(xiàn)裂縫。

2.2 施工環(huán)節(jié)

施工環(huán)節(jié)中技術(shù)工藝應(yīng)用不合理、操作不當(dāng)?shù)痊F(xiàn)象也是出現(xiàn)鋼筋砼裂縫問題重要原因?；炷潦┕?duì)自然環(huán)境有一定要求，多數(shù)施工技術(shù)均需要具備合適的氣候條件。部分工程為加快施工進(jìn)度在氣溫過低的時(shí)段施工，導(dǎo)致混凝土終凝時(shí)間過長。由于內(nèi)外溫差過大，溫度梯度超出控制標(biāo)準(zhǔn)，鋼筋砼終凝后強(qiáng)度不達(dá)標(biāo)，后期極易出現(xiàn)裂縫并危及建筑安全。施工中振搗、拆模、養(yǎng)護(hù)等工序中如出現(xiàn)不當(dāng)操作，也會(huì)導(dǎo)致混凝土裂縫。例如，在片筏基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)中由于鋼筋錯(cuò)綜復(fù)雜，導(dǎo)致部分區(qū)域的振搗點(diǎn)布置不合理，或施工人員操作不到位，導(dǎo)致分層振搗不均勻?；蛟诂F(xiàn)澆結(jié)構(gòu)未達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度前進(jìn)行拆模作業(yè)，導(dǎo)致現(xiàn)澆構(gòu)件無法承受載荷而出現(xiàn)裂縫。鋼筋砼施工后養(yǎng)護(hù)措施不到位、養(yǎng)護(hù)技術(shù)不合理也可能加速蒸發(fā)，從而形成裂縫。

2.3 材料選用環(huán)節(jié)

建筑材料導(dǎo)致鋼筋砼裂縫形成的原因來自材料質(zhì)量、配比。砼需要選擇合理的材料配比，其中骨料、細(xì)料、摻合料等混合材料應(yīng)當(dāng)根據(jù)項(xiàng)目設(shè)計(jì)要求結(jié)合實(shí)際環(huán)境合理配置。當(dāng)配比比例或某項(xiàng)配料質(zhì)量不符合要求時(shí)，可能因材料質(zhì)量不合格導(dǎo)致裂縫。判斷材料質(zhì)量對(duì)裂縫的影響作用，可以參考水化熱、干縮性兩項(xiàng)指標(biāo)，當(dāng)指標(biāo)數(shù)值過高時(shí)，更易于出現(xiàn)裂縫。另外，采取泵送混凝土施工技術(shù)時(shí)，往往要求材料具備2m 左右的自由塌落度。材料流動(dòng)性的增強(qiáng)也增加了裂縫產(chǎn)生的可能性。

3、建筑工程鋼筋砼裂縫預(yù)防措施

3.1 合理設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)

建筑工程設(shè)計(jì)方案一般需要考慮混凝土用量及構(gòu)件體積對(duì)水化熱反映的影響作用。當(dāng)材料用量較多或構(gòu)件體積較大時(shí)，鋼筋砼的收縮現(xiàn)象往往更為明顯。此時(shí)，對(duì)設(shè)計(jì)方案的平面長度計(jì)算有較高要求，需要結(jié)合混凝土構(gòu)建的設(shè)計(jì)方案設(shè)置永久伸縮縫，或采取后澆帶設(shè)計(jì)以降低伸縮現(xiàn)象對(duì)結(jié)構(gòu)的影響。

3.2 加強(qiáng)施工管理

施工管理是預(yù)防鋼筋砼裂縫的重要環(huán)節(jié)。施工中應(yīng)當(dāng)嚴(yán)格依照設(shè)計(jì)要求，遵守相關(guān)技術(shù)施工步驟，將質(zhì)量控制至于項(xiàng)目進(jìn)度之上。施工前應(yīng)當(dāng)組織設(shè)計(jì)人員細(xì)致開展現(xiàn)場技術(shù)交底，明確各項(xiàng)工序控制標(biāo)準(zhǔn)?，F(xiàn)場管理應(yīng)當(dāng)針對(duì)裂縫預(yù)防建立質(zhì)量控制措施，主要集中在工序時(shí)間控制、技術(shù)要點(diǎn)控制與責(zé)任落實(shí)三方面。首先，基于施工單位充足的進(jìn)度時(shí)間在客觀上避免趕工期造成的不當(dāng)操作，并加強(qiáng)對(duì)混凝土運(yùn)輸、振搗等環(huán)節(jié)的施工時(shí)間把控。確保在環(huán)境、溫度等條件適宜的情況下作業(yè)。其次，為降低應(yīng)力與剪力對(duì)鋼筋砼構(gòu)件的影響，應(yīng)當(dāng)將施工縫分隔與設(shè)置作為技術(shù)要點(diǎn)，強(qiáng)化監(jiān)督核驗(yàn)與現(xiàn)場監(jiān)理。最后，建議將質(zhì)量控制責(zé)任落實(shí)到人，建立合理的獎(jiǎng)懲措施，以減少人為失誤導(dǎo)致開裂的風(fēng)險(xiǎn)。

3.3 優(yōu)化材料選用

材料優(yōu)化主要從水泥骨料、礦物細(xì)摻料及集料三方面進(jìn)行。所選用的水泥應(yīng)當(dāng)具備較大的富余系數(shù)與較低的含堿量，從而提升構(gòu)件強(qiáng)度、減少內(nèi)部堿集反應(yīng)。通過加入硅酸鹽等細(xì)摻料，可以改善鋼筋砼施工中的水化熱現(xiàn)象，從而降低開裂風(fēng)險(xiǎn)。同時(shí)，選擇合理的摻合料也有助于提升結(jié)構(gòu)強(qiáng)度，避免由載荷引發(fā)裂縫問題。在集料選用方面，粗料需控制顆粒直徑，細(xì)料則應(yīng)當(dāng)堅(jiān)持以河沙為來源。其中細(xì)料的選擇與配比尤為重要，嚴(yán)格按照施工設(shè)計(jì)摻入優(yōu)質(zhì)的細(xì)料，可以避免混凝土含水量過高或發(fā)生水分析出等問題。采購環(huán)節(jié)應(yīng)當(dāng)與設(shè)計(jì)、施工相結(jié)合。設(shè)計(jì)人員在建立計(jì)算模型時(shí)可以預(yù)設(shè)材料參數(shù)并帶入計(jì)算公式，通過反復(fù)比對(duì)在質(zhì)量控制標(biāo)準(zhǔn)與施工成本間尋找到合適的平衡點(diǎn)。

4、建筑工程鋼筋砼裂縫治理技術(shù)

當(dāng)建筑工程鋼筋砼出現(xiàn)裂縫時(shí)，可采取多種技術(shù)進(jìn)行治理與控制。較為有效的技術(shù)包括注入法、加固法等。一般在風(fēng)險(xiǎn)較小的裂縫處將修補(bǔ)材料直接注入裂縫，可起到封閉作用。對(duì)有防水要求的構(gòu)件，需要注意在表面進(jìn)行防水層施工。當(dāng)建筑工程出現(xiàn)較為嚴(yán)重的鋼筋砼裂縫時(shí)，可利用鋼筋或氧樹脂進(jìn)行加固。鋼筋施工中需要注意結(jié)合實(shí)際情況，采取U 型鋼箍以金屬楔固定的方式，或在直鋼箍兩側(cè)車出螺紋后以螺母固定。

結(jié)語：

綜上所述，建筑工程鋼筋砼裂縫產(chǎn)生的原因較多，設(shè)計(jì)、采購、施工等環(huán)節(jié)的諸多問題都易于產(chǎn)生裂縫。因此，應(yīng)當(dāng)通過綜合管控措施加強(qiáng)建設(shè)活動(dòng)管理，確保鋼筋砼成型質(zhì)量。另外，當(dāng)出現(xiàn)裂縫后可根據(jù)裂縫的影響大小選擇合適的補(bǔ)救措施，維持建筑安全性。