我國經濟背景下建筑工程混凝土結構開裂及防治技術

文/劉西就（深圳市建力建設監(jiān)理有限公司）

在進行施工時，造成混凝土結構開裂的原因有很多，混凝土是一種非勻質的脆性材料，通常具有較大的抗壓強度以及較低的抗拉度等特征，由于氣溫的變化以及長期的荷載，容易出現損壞的現象，引起混凝土結構開裂，因此關于預防或減少裂縫的探討在社會高速發(fā)展的今天仍然具有深遠的意義。

一、混凝土結構裂縫防治的意義

目前，建筑工程施工階段中，最常見的結構形式就是混凝土結構，從施工管理方面來說，混凝土結構容易出現開裂的現象，由于結構的承載力不足，可能會引起此類情況的發(fā)生，當出現較大的裂縫時，還會進一步降低結構的剛度，同時使得結構的耐久性也進一步降低，導致房屋出現滲漏的現象，對建筑物的美觀也有影響。為此，混凝土結構出現裂縫的情況是很多人難以接受的。但客觀現實表明：混凝土結構物的裂縫是很難完全避免，但是混凝土的裂縫是可以防治的。找到混凝土裂縫產生的原因，在原材料、溫度、施工工藝中采取有針對性的措施，是可以預防或減少裂縫產生的。

二、建筑工程混凝土結構開裂原因

（一）勘察設計原因

（1）勘察單位編制的方案針對性差與現場特征條件不符，現場作業(yè)人員經驗能力不足，對勘察工程中地形、地貌、巖性地質結構判斷不準確，數據收集、整理、分析、參數不準確、相鄰地基結構不協(xié)調，導致地基基礎不均勻沉降。

（2）設計原因：設計人員工作經驗能力不足，考慮不全面對膨脹加強帶，后澆帶、洞口的設置不合理，混凝土構件配筋率低，現澆混凝土構件附加筋設置不合理。建筑工程現澆鋼筋混凝土樓板配筋鋼筋間距過大，尤其未進行通長設計，導致在鄰近現澆鋼筋混凝土樓板邊沿處，沿負彎矩端部產生裂縫。在房屋地面角部的位置，常因沒有配置足夠的構造鋼筋而產生斜向裂縫。

（二）施工原因

（1）施工管理質量體系不健全：管理組織措施不到位、施工過程質量控制不到位。

（2）施工管理及施工作業(yè)人員素質不高，責任心不強、質量意識淡薄，不按規(guī)范操作。

（3）施工工藝工序不規(guī)范，操作不合理、基礎回填部位密實度不滿足設計要求導致基礎不均勻沉降?；炷帘Ｗo層過大及鋼筋制作不滿足設計及規(guī)范規(guī)定的搭接和錨固要求，各混凝土構件如墻、柱、梁、板核心區(qū)域鋼筋安裝綁扎不規(guī)范。

（4）混凝土澆筑后養(yǎng)護措施不到位：溫度對混凝土水化也會產生很重要的影響，在混凝土養(yǎng)護期間不能忽視環(huán)境溫度變化（如曝曬、氣溫驟降等）對混凝土表面產生的不利影響。在混凝土養(yǎng)護期間應保持內部與表層、表層與環(huán)境之間的溫差不超過20℃為宜。在冬季和其他溫度急劇變化的季節(jié)，應采取適當的保溫或隔熱措施，防止混凝土降溫過快產生過大的溫差應力引起混凝土開裂，深秋和初春季節(jié)更應注意天氣變化對混凝土結構的影響。

（5）荷載裂縫是建筑工程施工中常見的施工問題，其出現的原因主要是因為建筑物受力不平衡。在工程建設的過程中，受承載力的作用，導致其拉應力在外界因素的影響下超過了實際強度，混凝土原本的結構遭到了破壞，最終使建筑物表面出現裂縫。另外，軸壓力與壓應力也是造成混凝土裂縫問題出現的主要因素。通常情況下，導致建筑物頂部位置出現水平裂縫。在轉角處等應力比較薄弱的區(qū)域，當其受到外界影響發(fā)生改變時，同樣會引起裂縫問題的發(fā)生。此外，與承重梁連接的位置也極易出現裂縫，由于此位置的荷載力較為集中，一旦受到壓應力不平衡時，就會出現荷載裂縫。土建工程荷載裂縫的危險程度較高，為了確保建筑物使用過程的安全，必須采用科學的方法進行規(guī)避和預防。

（三）混凝土自身特性原因

（1）混凝土是由水泥、摻合料、外加劑與水按一定比例配制而成的膠結漿體，將分散的砂、石子經攪拌而黏結在一起的氣硬性膠凝材料。它具有較高的抗壓強度和良好的耐久性，但其最顯著的特點就是抗拉強度低、抵抗變形的能力差。

（2）混凝土裂縫一般可以分為荷載裂縫和變形裂縫。荷載裂縫又可以分為外荷載裂縫和荷載次應力裂縫；變形裂縫也可以分為材料自身變形裂縫和結構變形裂縫。

（3）材料使用不當：如采用礦渣硅酸鹽水泥快硬，水泥或砂子石子含泥量大于規(guī)定，使用劣質混凝土外加劑。

三、混凝土開裂產生條件與機理

（一）混凝土開裂的本質與產生條件

混凝土的抗拉強度只有抗壓強度的6.67%～10.00%，且混凝土抗拉強度和抗壓強度比值（拉壓比）隨著抗壓強度的增加而減小?；炷灵_裂的本質原因為混凝土結構自身拉應力大于其抗拉強度，混凝土結構變形受到約束限制時就會產生應力，其中，拉應力是由于變形方向與約束相背離時產生。

混凝土自身拉應力的產生需要具備兩個條件：混凝土自身的變形；變形受到約束作用，事實上混凝土構件總是處于被約束狀態(tài)，這些約束有些來自地基摩擦和端部構件，但更多來自混凝土的鋼筋和混凝土內外部的不同應變，而且混凝土內部存在力的不均勻性。

（二）混凝土開裂產生機理

混凝土在約束條件下會因干縮應變產生彈性拉應力，同時會因黏彈性作用造成應力松弛，這兩種作用相互影響，屬于多數結構變形和開裂的根本原因?；炷亮芽p控制可以從控制形變、減小約束和提高抗裂出發(fā)。

四、混凝土結構裂縫的防治技術措施

（一）加大溫度控制力度

溫度變化是裂縫的關鍵要素，尤其是氣溫過高季節(jié)和大體積施工時，為了嚴格控制溫度的變化，應積極采取有效措施，以提高施工的質量。

夏季施工時，由于環(huán)境溫度過高，則需結合工程實際采取有效的降溫措施：原材料堆放時搭蓋罩棚，水霧的噴灑等；在混凝土混合物的施工過程中，應適當降低骨料的溫度；運輸混凝土時應采取科學的覆蓋和防曬措施；當將混凝土倒入模具中時，應降低入口溫度，以使混凝土緩慢升溫至內部較低的溫度，避免出現內部溫度過高等情況。因此，混凝土內部的溫度與混凝土外部的溫度之間存在很大的溫差，且混凝土溫度的檢測工作需持續(xù)不斷地進行，最大限度地規(guī)避溫度裂縫。

（二）施工工藝設計上防治

（1）避免結構應力集中：方案的設計應避免由于結構截面的突然變化而引起的應力集中。當出現無法避免的切面改變時，應進行局部處理，并且設計應為逐漸變化的過渡形式。在結構梁和樓板與外墻和環(huán)形梁的交點處，結構變形會導致外墻裝飾出現裂縫，因此在設計中必須考慮分縫措施。

（2）合理設置變形縫：在進行整體地面設計時，為了防止樓面層開裂情況的出現，應注意在結構產生負彎矩的地方和變形縫、后澆帶的地方作分縫處理?；A的土壤質量不均勻會導致房屋過大和不均勻放置，并會導致房屋的裂縫，這將嚴重影響結構的正常使用，甚至危及建筑物的安全。為了防止出現沉降裂縫，可以使用沉降縫在合適的位置將房屋分成幾個單元，但必須將沉降縫的基礎進行區(qū)分。

（三）及時調整配合比

混凝土內的水分流失是造成裂縫的最直接的因素，因此，要嚴格控制水灰的比例。在滿足混凝土強度，抗?jié)B性和抗凍性要求的前提下，建議適當減少水泥和水的用量，以降低水灰比與水粘結率；通過使用添加劑改善混凝土的性能并降低水化的熱峰值；預拌混凝土的比例應符合設計要求，并由試驗確定；經過反復測試后，應使用現場準備的材料，例如混凝土、砂漿、防水涂料等。夏季高溫時期施工應及時更換混凝土配合比，嚴格控制混凝土掉落率。

（四）選用正確的澆筑方法

降低混凝土混合物的初始溫度，選擇合適的溫度來澆筑混凝土，控制澆筑速度并減小分層的厚度。大體積混凝土澆筑時，應減小澆筑厚度，并采用綜合分層、斷面分層和斜面分層的方法進行澆筑層面的散熱。在不容易完全填充混凝土的梁柱接頭處和鋼梁翼緣下部，應仔細澆筑和搗實。鋼筋混凝土結構的混凝土外殼必須滿足強度和耐火性的雙重要求，確保其致密性并防止?jié)仓r開裂。

（五）做好振搗工作

加強混凝土振搗，提高混凝土的密實度和抗拉強度，減少混凝土的收縮和變形，避免長期攪拌和振搗，既不滲漏也不過度振搗，主要部位應做好二次振搗，以減少混凝土因骨料自重引起的下沉值。

（六）做好混凝土養(yǎng)護

混凝土養(yǎng)護期間，應重點加強對混凝土的濕度和溫度的控制，盡量減少混凝土表面的暴露時間，及時對混凝土暴露面進行緊密覆蓋（可采用篷布、塑料布等進行覆蓋），防止表面水分蒸發(fā)。

（七）合理控制拆模時間

拆除混凝土模板時，有嚴格的規(guī)則來更改混凝土內部和外部之間的溫度，內部和外部之間的溫度差不得超過25度。但是有時為了趕進度，并加快模板的流通，通常只注意混凝土的強度，而忽略溫度變化對混凝土的影響，特別是在冬季施工中，容易造成溫度裂縫。混凝土在碾壓完成后，相關人員要及時做好覆蓋工作，同時也要保證混凝土因溫度變化的防護措施，當溫度較低時要及時地做好早晚的適量灑水。溫度較高時，要防止將冷水直接灑在混凝土表面，設置合理的時間去澆筑，有效降低混凝土表面的溫度梯度變化。

五、結束語

綜上所述，由于溫度變化、人為因素、設計以及混凝土自身特性的影響，混凝土建筑容易出現開裂?，F階段，混凝土結構廣泛應用于各種建筑中，所以對結構裂縫的防治就顯得特別重要。在涉及到混凝土房屋的施工實踐中，相關人員也應全面注意預防開裂隱患，因地制宜采用綜合的防治技術消除混凝土開裂問題，確保整個建筑的堅固性和安全性。

相關鏈接

混凝土，簡稱為"砼（tóng）"：是指由膠凝材料將集料膠結成整體的工程復合材料的統(tǒng)稱。通常講的混凝土一詞是指用水泥作膠凝材料，砂、石作集料；與水（可含外加劑和摻合料）按一定比例配合，經攪拌而得的水泥混凝土，也稱普通混凝土，它廣泛應用于土木工程。

混凝土是當代最主要的土木工程材料之一。它是由膠凝材料，顆粒狀集料（也稱為骨料），水，以及必要時加入的外加劑和摻合料按一定比例配制，經均勻攪拌，密實成型，養(yǎng)護硬化而成的一種人工石材。

混凝土具有原料豐富，價格低廉，生產工藝簡單的特點，因而使其用量越來越大。同時混凝土還具有抗壓強度高，耐久性好，強度等級范圍寬等特點。這些特點使其使用范圍十分廣泛，不僅在各種土木工程中使用，就是造船業(yè)，機械工業(yè)，海洋的開發(fā)，地熱工程等，混凝土也是重要的材料。