混凝土建筑物的裂縫分析及其控制

司金龍，曲雅楠，嚴(yán)甜，王玉曉

（中國(guó)建筑第二工程局有限公司北方分公司，沈陽(yáng)110000）

1 混凝土建筑產(chǎn)生的主要裂縫及其原因

混凝土建筑物一旦產(chǎn)生裂縫，就會(huì)導(dǎo)致建筑內(nèi)部的鋼筋出現(xiàn)銹蝕情況，這不僅會(huì)讓建筑物內(nèi)部構(gòu)件的承載能力降低，而且還會(huì)影響建筑物的外觀，縮短建筑物的使用年限。但是，在實(shí)際生活中，混凝土建筑或多或少都會(huì)產(chǎn)生一定的裂縫。為了將裂縫給混凝土建筑帶來(lái)的危害控制在一定的范圍之內(nèi)，需要采取相關(guān)的措施來(lái)進(jìn)行處理和預(yù)防[1]?；炷两ㄖ谐霈F(xiàn)的裂縫主要有以下幾種情況。

1）混凝土建筑出現(xiàn)的載荷裂縫?；炷两ㄖ詴?huì)產(chǎn)生載荷裂縫，主要是載荷變化或者不均勻，導(dǎo)致建筑物結(jié)構(gòu)出現(xiàn)一定的裂縫。如果建筑物承受的載荷過(guò)大，就會(huì)導(dǎo)致建筑物出現(xiàn)一定的變形，嚴(yán)重時(shí)會(huì)產(chǎn)生裂縫。當(dāng)然，在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)過(guò)程中，如果設(shè)計(jì)不符合要求，在施工過(guò)程中施工技術(shù)和方法不合理，建筑物本身的承載能力不足，或者建筑地基不穩(wěn)定，存在有不均勻沉降的問(wèn)題，這些都會(huì)在使建筑物出現(xiàn)一定的裂縫。

2）混凝土建筑出現(xiàn)的溫度裂縫?；炷两ㄖ陂_(kāi)展混凝土施工的過(guò)程中，混凝土澆筑硬化施工環(huán)節(jié)也會(huì)存在一定的水化熱現(xiàn)象，而且建筑物施工需要的都是大體積混凝土，這就會(huì)導(dǎo)致混凝土在發(fā)生水化熱現(xiàn)象的過(guò)程中內(nèi)外散熱，出現(xiàn)了外快內(nèi)慢不均勻的情況，使得混凝土內(nèi)部和外部由于水化熱作用而產(chǎn)生的熱脹冷縮程度也存在一定的差異性，促使混凝土表面存在著一定的拉應(yīng)力，進(jìn)而提高了混凝土建筑溫度裂縫產(chǎn)生的概率。因?yàn)榛炷恋膶?dǎo)熱性比較差，在開(kāi)展大體積混凝土作業(yè)的過(guò)程中，混凝土本身會(huì)產(chǎn)生較高的水化熱現(xiàn)象，雖然混凝土表面大部分裸露在外面，表面的散熱速度比較快，但是混凝土內(nèi)部的熱量卻很難散發(fā)出來(lái)，導(dǎo)致部分熱量積聚在混凝土的內(nèi)部，再加上晝夜溫差比較大，混凝土外部會(huì)出現(xiàn)一定的張力，而混凝土內(nèi)部會(huì)出現(xiàn)熱膨脹現(xiàn)象，這就會(huì)在一定程度上導(dǎo)致混凝土出現(xiàn)收縮等變形情況。如果后期混凝土的抗拉強(qiáng)度低于自身所承受的拉應(yīng)力，就會(huì)導(dǎo)致混凝土建筑產(chǎn)生不同程度的裂縫，進(jìn)而影響混凝土建筑的質(zhì)量和安全性。

3）混凝土建筑出現(xiàn)的干縮裂縫?；炷两ㄖ詴?huì)產(chǎn)生干縮裂縫主要是混凝土表面和混凝土內(nèi)部水分含量不同所導(dǎo)致的。因?yàn)榛炷羶?nèi)部含有一定量的水分，這些水分一部分會(huì)通過(guò)混凝土表面蒸發(fā)而流失掉，另一部分會(huì)在水泥水化反應(yīng)的過(guò)程中散失，還有一部分水分會(huì)通過(guò)混凝土表面泌出而流失。隨著混凝土內(nèi)部水分的逐漸流失混凝土的體積也會(huì)逐漸縮小。如果在混凝土成型之后，工作人員沒(méi)有按照相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)和要求對(duì)混凝土進(jìn)行科學(xué)合理的養(yǎng)護(hù)，那么，混凝土表面的收縮程度會(huì)越來(lái)越大。但是，由于混凝土密度比較大，強(qiáng)度比較高，它內(nèi)部的濕度并不會(huì)受到外界環(huán)境的影響而發(fā)生很大的變化，所以，相比于混凝土表面來(lái)說(shuō)，內(nèi)部產(chǎn)生的體積收縮會(huì)比較小。這就會(huì)導(dǎo)致內(nèi)部的混凝土?xí)s束混凝土表面的收縮變形進(jìn)而導(dǎo)致混凝土拉應(yīng)力的產(chǎn)生，久而久之，混凝土表面就會(huì)產(chǎn)生一定的裂縫。一般，混凝土水分蒸發(fā)的速度越快混凝土裂縫產(chǎn)生的概率就越大，混凝土被吸收掉的水分越多混凝土裂縫產(chǎn)生的概率也會(huì)越大，所以混凝土裂縫與以上二者都成正比關(guān)系。

2 混凝土建筑物出現(xiàn)裂縫的預(yù)防措施

在混凝土建筑施工的過(guò)程中，一旦混凝土結(jié)構(gòu)產(chǎn)生裂縫，就會(huì)對(duì)建筑物的性能和功能產(chǎn)生一定的影響，嚴(yán)重時(shí)會(huì)降低建筑物構(gòu)件的承載能力，增加建筑物安全隱患發(fā)生的概率，因此，要加大對(duì)混凝土建筑裂縫的預(yù)防力度，采用不同的預(yù)防措施對(duì)混凝土建筑裂縫進(jìn)行處理。主要有以下幾個(gè)方面。

2.1 混凝土建筑出現(xiàn)載荷裂縫的預(yù)防措施

混凝土建筑一旦出現(xiàn)載荷裂縫，需要采取以下3項(xiàng)措施來(lái)進(jìn)行有效預(yù)防：（1）施工單位要根據(jù)相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)和要求科學(xué)合理確定模板的拆除時(shí)間，時(shí)間過(guò)早過(guò)晚都會(huì)影響模板的質(zhì)量效果。并且在拆除模板的過(guò)程中，還要對(duì)其拆除的次序準(zhǔn)確把握，以免對(duì)模板造成一定的損壞，影響施工質(zhì)量[2]。（2）在搭建凍土模板的過(guò)程中，施工單位要提前采取相關(guān)的預(yù)防措施。（3）在開(kāi)展模板施工的過(guò)程中，一定要確保模板的剛度和強(qiáng)度滿足相關(guān)的要求和標(biāo)準(zhǔn)，確保模板牢固支撐的同時(shí)還要保證地基均勻受力。

2.2 混凝土建筑出現(xiàn)的溫度裂縫的預(yù)防措施

混凝土建筑溫度裂縫的預(yù)防主要有以下5項(xiàng)措施：其一，合理選擇水泥材料，確保選擇的水泥熱量值比較低。比如，在混凝土施工中經(jīng)常用到的粉煤灰水泥、礦渣水泥等。這些水泥材料都能夠在一定程度上降低水泥的水化反應(yīng)。同時(shí)，在施工過(guò)程中，還要按照相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)和要求嚴(yán)格控制水泥用量。其二，嚴(yán)格控制混凝土的攪拌工藝。在具體施工的過(guò)程中，施工人員可以根據(jù)實(shí)際情況更新和調(diào)整混凝土的攪拌工藝，可以將傳統(tǒng)的冷卻技術(shù)與新空冷工藝結(jié)合起來(lái)使用，這樣，可以對(duì)混凝土澆筑的溫度科學(xué)合理的控制，提升混凝土澆筑的效果。其三，對(duì)水灰比科學(xué)合理地調(diào)整。一般在施工過(guò)程中會(huì)在原有基礎(chǔ)上對(duì)水灰比適度降低，并將其保持在0.6以下。其四，改善和優(yōu)化混凝土拌和物的流動(dòng)性。在施工過(guò)程中可以添加適量的添加劑，一方面可以達(dá)到保水的作用，另一方面可以降低施工過(guò)程中的水化熱現(xiàn)象，從而確?；炷翝仓馁|(zhì)量。其五，在混凝土施工過(guò)程中，要對(duì)溫度進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)并采取有效的措施，做好混凝土的養(yǎng)護(hù)工作。

2.3 混凝土建筑出現(xiàn)的干縮裂縫的預(yù)防措施

混凝土建筑干縮裂縫采取的預(yù)防措施主要有以下5方面：（1）因?yàn)榛炷恋乃冶扰c混凝土的干縮性成正比，所以，在混凝土施工過(guò)程中一定要對(duì)水灰比科學(xué)合理地控制，可以在其中添加適量的減水劑；（2）盡量在施工過(guò)程中采用低熱型的水泥，同時(shí)按照施工標(biāo)準(zhǔn)對(duì)水泥用量進(jìn)行科學(xué)控制；（3）按照設(shè)計(jì)要求和養(yǎng)護(hù)標(biāo)準(zhǔn)開(kāi)展混凝土早期養(yǎng)護(hù)工作，并結(jié)合實(shí)際情況對(duì)混凝土養(yǎng)護(hù)時(shí)間科學(xué)合理地調(diào)整；（4）合理設(shè)置混凝土結(jié)構(gòu)的伸縮縫；（5）對(duì)混凝土拌和嚴(yán)格控制，確?；炷恋挠盟繚M足相關(guān)設(shè)計(jì)要求，一般要控制在設(shè)計(jì)的用水量以下。

3 有效控制混凝土建筑物裂縫的相關(guān)措施

3.1 從設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)著手對(duì)混凝土建筑物裂縫進(jìn)行控制

1）科學(xué)進(jìn)行建筑物平面選型設(shè)計(jì)。在建筑平面選型設(shè)計(jì)工作開(kāi)展的過(guò)程中，一方面要確保設(shè)計(jì)工作符合相關(guān)的規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)和設(shè)計(jì)要求，另一方面要確保整個(gè)設(shè)計(jì)方案不復(fù)雜，簡(jiǎn)單明了。如果設(shè)計(jì)的平面結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，就會(huì)增加應(yīng)力集中產(chǎn)生的概率，嚴(yán)重時(shí)會(huì)導(dǎo)致墻體開(kāi)裂或者樓板開(kāi)裂。同時(shí)還要確保配筋結(jié)構(gòu)的科學(xué)性和合理性，從而提升鋼筋的抗裂性能，避免建筑物結(jié)構(gòu)截面發(fā)生應(yīng)力集中的情況，進(jìn)而讓建筑物的抗裂性能得到有效優(yōu)化。此外，在設(shè)計(jì)過(guò)程中，設(shè)計(jì)人員還要控制好鋼筋的配置，按照相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)對(duì)鋼筋數(shù)量和尺寸科學(xué)選擇，確保設(shè)計(jì)的合理性[3]。但在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的過(guò)程中，設(shè)計(jì)人員往往不重視構(gòu)造鋼筋的重要性。因此，想要提高混凝土的抗裂性能，設(shè)計(jì)的鋼筋結(jié)構(gòu)一方面要符合混凝土的使用要求，另一方面要達(dá)到一定的載荷標(biāo)準(zhǔn)，同時(shí)還要確保結(jié)構(gòu)配筋的合理性。

2）嚴(yán)格控制地基沉降。為了避免地基出現(xiàn)不均勻沉降問(wèn)題，需要設(shè)計(jì)人員在設(shè)計(jì)過(guò)程中對(duì)水平墻體和豎向墻體合理安排，如果要開(kāi)洞盡量垂直墻體。因?yàn)榻ㄖ锏恼w剛度與建筑物高長(zhǎng)之比成反比。要想提升建筑物的整體剛度，就要將建筑物的高度與長(zhǎng)度的比例控制得小一些，這樣，也能夠在一定程度上降低地基不均勻沉降問(wèn)題發(fā)生的概率，提高地基的承載能力。當(dāng)然，為了避免以上問(wèn)題的發(fā)生，還可以根據(jù)實(shí)際情況來(lái)科學(xué)合理地調(diào)整建筑基礎(chǔ)設(shè)計(jì)圖紙。

3）嚴(yán)格控制變形縫。在設(shè)計(jì)過(guò)程中，設(shè)計(jì)人員需要結(jié)合構(gòu)件的結(jié)構(gòu)來(lái)科學(xué)合理地設(shè)置接縫的寬度和位置。然而，在設(shè)計(jì)建筑物抗震縫。沉降縫和伸縮縫的過(guò)程中，需要設(shè)計(jì)人員根據(jù)各項(xiàng)因素進(jìn)行綜合考慮。建筑物在使用過(guò)程中始終是暴露在外面的，會(huì)受到各種氣候條件以及環(huán)境因素的影響，因此，需要按照相關(guān)的實(shí)際要求和外界環(huán)境因素對(duì)伸縮縫科學(xué)合理地設(shè)計(jì)。針對(duì)發(fā)生突變的伸縮結(jié)構(gòu)，或者設(shè)置的伸縮縫間距不符合相關(guān)規(guī)定的情況，必須要采取科學(xué)合理的措施提前預(yù)防裂縫的產(chǎn)生。一方面可以通過(guò)對(duì)配筋率的合理設(shè)計(jì)來(lái)進(jìn)行防治，另一方面可以采用連續(xù)配筋的方法來(lái)降低裂縫發(fā)生的概率，同時(shí)，還可以通過(guò)混凝土澆帶的方法來(lái)達(dá)到裂縫防治的目的。

4）嚴(yán)格控制保護(hù)層厚度。在設(shè)計(jì)過(guò)程中還要對(duì)保護(hù)層厚度科學(xué)合理地把握。通常，會(huì)通過(guò)保護(hù)層厚度和密度的增加以及質(zhì)量的提升來(lái)預(yù)防裂縫的發(fā)生。也可以通過(guò)降低保護(hù)層的滲透性來(lái)降低混凝土碳化的速度，從而不斷強(qiáng)化建筑物的劈裂強(qiáng)度。如果保護(hù)層設(shè)置在地下結(jié)構(gòu)中，需要針對(duì)保護(hù)層的厚度通過(guò)鋼絲網(wǎng)的設(shè)置來(lái)起到加固的作用。此外，還可以通過(guò)增加樓板厚度或者給地板配置一定的管道來(lái)降低建筑物裂縫產(chǎn)生的概率。

3.2 從施工環(huán)節(jié)著手對(duì)混凝土建筑物裂縫進(jìn)行控制

1）嚴(yán)格控制混凝土的原材料。混凝土骨料的吸水率和含泥量和與混凝土的收縮力都呈正比關(guān)系。也就是說(shuō)，吸水率越高，收縮率越高，含泥量越高，收縮率越高。在具體施工的過(guò)程中，施工單位一定要對(duì)混凝土原材料的配比科學(xué)合理地控制，可以根據(jù)建筑要求對(duì)配比進(jìn)行相應(yīng)調(diào)整。同時(shí)，為了改善混凝土的拌和性能，可以在混凝土拌和過(guò)程中適當(dāng)?shù)卦黾臃勖夯业念w粒度。通過(guò)水泥用量的增加來(lái)滿足混凝土的坍落度要求，會(huì)導(dǎo)致混凝土出現(xiàn)一定的干縮，增強(qiáng)水化熱作用，增加混凝土裂縫產(chǎn)生的概率。

2）嚴(yán)格控制混凝土的澆搗作業(yè)。在開(kāi)展混凝土澆筑作業(yè)的過(guò)程中，施工人員一定要對(duì)混凝土壓實(shí)。如果澆筑的是大體積混凝土，還需要在澆筑作業(yè)中注意泌水問(wèn)題，同時(shí)，還要采取相關(guān)的措施預(yù)防混凝土開(kāi)裂，提升混凝土的抗裂性能。在澆筑柱的環(huán)節(jié)中，如果有垂直震動(dòng)的情況出現(xiàn)，對(duì)需要施工人員根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)混凝土的坍落度對(duì)振搗時(shí)間科學(xué)合理地調(diào)整，以免在振搗過(guò)程中出現(xiàn)漏振或者過(guò)振的情況，切實(shí)把握好振搗環(huán)節(jié)的作業(yè)質(zhì)量。此外，還要在施工過(guò)程中做好混凝土清潔工作，以免散落的混凝土影響后期建筑施工。

3）嚴(yán)格控制混凝土的養(yǎng)護(hù)工作。在混凝土施工過(guò)程中一定要做好保溫工作。保溫工作的開(kāi)展在一定程度上可以促進(jìn)大體積混凝土在澆筑過(guò)程中減小自身的內(nèi)外溫差。在落實(shí)保溫工作的過(guò)程中，可以通過(guò)降低模具溫度來(lái)減小內(nèi)外溫差。也可以采取相關(guān)的絕緣保護(hù)措施來(lái)達(dá)到保溫的目的。一般混凝土冷卻的速度越慢，其混凝土成型的質(zhì)量越好，強(qiáng)度越高，產(chǎn)生裂縫的概率越低。因此，在開(kāi)展混凝土養(yǎng)護(hù)工作的過(guò)程中，要保持混凝土具有一定的濕度，以減少混凝土的收縮，改善混凝土的強(qiáng)度。

4 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，在混凝土建筑施工過(guò)程中，混凝土裂縫作為最常見(jiàn)問(wèn)題對(duì)混凝土建筑物的質(zhì)量和安全造成了嚴(yán)重的影響，需要相關(guān)單位引起重視，有效分析混凝土建筑裂縫產(chǎn)生的原因并采取相關(guān)的有效措施進(jìn)行預(yù)防處理，從而將混凝土建筑物裂縫發(fā)生的概率控制到最低，為混凝土建筑物的安全性和穩(wěn)定性提供有效的保障。