建筑工程施工中混凝土裂縫的成因及措施解析

黃淋

恒大地產(chǎn)集團(tuán)安徽公司 安徽 合肥 230000

引言

混凝土裂縫一直以來都是工程師們重點(diǎn)關(guān)注的問題，從工程實(shí)踐的角度來看，現(xiàn)階段的多數(shù)鋼筋混凝土構(gòu)件裂縫幾乎已經(jīng)成為常態(tài)化，只是其中部分裂縫較為淺顯因此極難被人們所發(fā)現(xiàn)，并且不會(huì)對(duì)整體結(jié)構(gòu)造成明顯的損傷，因此允許其出現(xiàn)。部分裂縫長期處于高強(qiáng)度的荷載狀態(tài)下，且在物理與化學(xué)因素下不斷擴(kuò)大，長此以往將會(huì)增大鋼筋銹蝕或混凝土保護(hù)層剝離等不良現(xiàn)象的發(fā)生風(fēng)險(xiǎn)，甚至影響到結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度與剛度，縮短結(jié)構(gòu)的使用壽命，因此根據(jù)不同裂縫制定科學(xué)合理的預(yù)防處理措施，具有極為重要的現(xiàn)實(shí)應(yīng)用價(jià)值。

1 混凝土裂縫的種類與形成原因

1.1 干縮裂縫

干縮裂縫出現(xiàn)的時(shí)間一般在混凝土養(yǎng)護(hù)結(jié)束后的時(shí)間段內(nèi)，部分在整體結(jié)構(gòu)澆筑完畢一周后就會(huì)出現(xiàn)微小的裂隙。由于水泥砂漿的特殊性，隨著水分的逐漸蒸發(fā)必然會(huì)導(dǎo)致其出現(xiàn)干縮現(xiàn)象，且其具有不可逆轉(zhuǎn)的特點(diǎn)。而導(dǎo)致出現(xiàn)干縮裂縫的原因，正是由于混凝土的內(nèi)外部水分蒸發(fā)速度不一致所導(dǎo)致的，甚至?xí)陂L時(shí)間得不到處理后出現(xiàn)較為嚴(yán)重的結(jié)構(gòu)變形現(xiàn)象[1]。干縮裂縫的形狀多為平行線或網(wǎng)狀，較淺且較細(xì)，一般寬度在0.05～0.2mm之間，尤其是在有大體積混凝土平面部位建設(shè)需要的條件下更容易出現(xiàn)。干縮現(xiàn)象的產(chǎn)生與多種原因有關(guān)，最為常見的原因就是混凝土中的水灰比例不當(dāng)，或集料、外加劑添加量與預(yù)先設(shè)定不相符等，均會(huì)增大干縮現(xiàn)象的發(fā)生風(fēng)險(xiǎn)。

1.2 沉陷裂縫

導(dǎo)致出現(xiàn)沉陷裂縫的主要原因?yàn)榻Y(jié)構(gòu)地基土質(zhì)不均勻，或是由于回填土?xí)r壓力過小，導(dǎo)致其無法滿足填實(shí)需求，再加上部分施工人員并沒有認(rèn)識(shí)到浸水這一環(huán)節(jié)的重要性，不均勻的情況下就將增大沉陷裂縫的發(fā)生風(fēng)險(xiǎn)。形成混凝土結(jié)構(gòu)的模板若是剛度不足或支撐間距過大，將會(huì)使得結(jié)構(gòu)的支撐底部松動(dòng)，該種現(xiàn)象在冬季表現(xiàn)得更為明顯。模板處于凍土環(huán)境下，支撐模板的凍土位置一旦化凍就必然會(huì)出現(xiàn)不均勻沉降現(xiàn)象，從而增大混凝土結(jié)構(gòu)裂縫的產(chǎn)生風(fēng)險(xiǎn)。由此原因所造成的裂縫，多數(shù)具有貫穿性與深進(jìn)特點(diǎn)，且其整體走向與沉陷程度之間存在著密切聯(lián)系，角度一般呈現(xiàn)30°～45°，或是直接與地面呈現(xiàn)垂直關(guān)系，隨著時(shí)間的推移而逐漸擴(kuò)大與加深。部分較大的沉陷裂縫的出現(xiàn)，將導(dǎo)致出現(xiàn)多類型的錯(cuò)位現(xiàn)象，而所形成的裂縫寬度也與地基所出現(xiàn)的沉降量呈現(xiàn)正比關(guān)系，但不易受到溫度變化的影響。一旦地基變形量穩(wěn)定，此時(shí)所產(chǎn)生的沉陷裂縫也將逐漸趨向穩(wěn)定趨勢。

1.3 材料因素

混凝土施工進(jìn)程中，材料一旦出現(xiàn)問題，易導(dǎo)致配比不當(dāng)，影響混凝土施工質(zhì)量。在配比進(jìn)程中，水泥劑量較多、水灰比較大等，均會(huì)對(duì)凝結(jié)最終成效造成影響。材料使用不當(dāng)或配比不合適，均會(huì)使混凝土收縮程度不均，如泥沙含量較多，使其收縮程度加大?；炷潦湛s程度與內(nèi)外拉應(yīng)力存在較大差異，會(huì)增加混凝土結(jié)構(gòu)出現(xiàn)裂縫的風(fēng)險(xiǎn)。對(duì)材料存放未加以重視，水泥堆放在較為潮濕的區(qū)域，使其強(qiáng)度降低無法滿足施工要求，最終導(dǎo)致結(jié)構(gòu)產(chǎn)生裂縫。

1.4 人員因素

人員為混凝土施工核心因素，在實(shí)際施工進(jìn)程中，受人為因素影響，出現(xiàn)混凝土裂縫較多，為水利工程質(zhì)量保證首要解決的問題。在混凝土施工進(jìn)程中，未嚴(yán)格根據(jù)施工規(guī)范及標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行操作，易使最終凝結(jié)冷卻效果不佳。大體積混凝土施工時(shí)，施工若未標(biāo)準(zhǔn)化、規(guī)范化，易使混凝土結(jié)構(gòu)出現(xiàn)裂縫。管理進(jìn)程中未能對(duì)混凝土施工嚴(yán)格把控，對(duì)其細(xì)部未加以關(guān)注，養(yǎng)護(hù)進(jìn)程中缺乏預(yù)防及保護(hù)體系，會(huì)使混凝土抗壓能力下降，最終養(yǎng)護(hù)效果不佳，增加混凝土出現(xiàn)裂縫的風(fēng)險(xiǎn)。

1.5 檢驗(yàn)手段的局限性

建筑工程勞動(dòng)密集，不僅技術(shù)要求高，技術(shù)更新?lián)Q代的速度特別快，對(duì)于質(zhì)量的要求也在逐漸提高。針對(duì)不同的混凝土結(jié)構(gòu)物，要選取不同的澆筑工藝，并且控制時(shí)間等，以減少內(nèi)外溫差造成的質(zhì)量波動(dòng)。其中涉及非常多的隱蔽工程，極難檢驗(yàn)，而建筑項(xiàng)目周期長、檢驗(yàn)項(xiàng)目多、隱蔽工程多、檢驗(yàn)技術(shù)要求高，因此需要相關(guān)人員要進(jìn)行每一步的檢驗(yàn)，沒有問題了才能進(jìn)行下一步，才能保障項(xiàng)目的質(zhì)量，不留下安全隱患。

2 施工中混凝土裂縫的控制措施

2.1 加強(qiáng)施工設(shè)計(jì)，規(guī)范施工流程

水利工程設(shè)計(jì)進(jìn)程中，應(yīng)根據(jù)項(xiàng)目實(shí)際狀況，嚴(yán)格根據(jù)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)及規(guī)范，對(duì)混凝土進(jìn)行設(shè)計(jì)，形成完善的施工流程，保障混凝土施工質(zhì)量。在具體設(shè)計(jì)進(jìn)程中，應(yīng)全方位掌握項(xiàng)目環(huán)節(jié)全方位掌握，將其施工中各個(gè)環(huán)節(jié)及薄弱環(huán)節(jié)加以管控，對(duì)易出現(xiàn)裂縫部位加強(qiáng)關(guān)注及防治措施，提前管控將影響混凝土產(chǎn)生裂縫因素，減少混凝土結(jié)構(gòu)出現(xiàn)裂縫。應(yīng)對(duì)其結(jié)構(gòu)進(jìn)行加固鋼筋設(shè)計(jì)，根據(jù)施工實(shí)際狀況，對(duì)其施工技術(shù)進(jìn)行科學(xué)設(shè)計(jì)，明確加固流程，減少低配鋼筋對(duì)混凝土拉應(yīng)力的影響，降低混凝土出現(xiàn)裂縫概率。

2.2 保溫或保濕養(yǎng)護(hù)

為消除澆筑混凝土后所產(chǎn)生的內(nèi)外溫差現(xiàn)象，在夏季應(yīng)對(duì)混凝土結(jié)構(gòu)做保濕處理，冬季則應(yīng)做好保溫養(yǎng)護(hù)工作。以大體積混凝土為例，在其處于終凝狀態(tài)的情況下，由于其表面儲(chǔ)存了一定比例的水，因此本身具有一定程度的隔熱與保溫效果，將內(nèi)外溫差進(jìn)一步縮減從而降低了裂縫加重風(fēng)險(xiǎn)。部分基礎(chǔ)工程，尤其是在完成大體積混凝土結(jié)構(gòu)拆模工作后，則應(yīng)縮短填土?xí)r間，以避免出現(xiàn)氣溫驟變帶來的不良影響。

2.3 充分利用混凝土的后期強(qiáng)度

從試驗(yàn)數(shù)據(jù)來看，每增減10km/m3應(yīng)用的水泥，水化熱的溫度影響也將會(huì)升降1℃。因此，建議聯(lián)系混凝土結(jié)構(gòu)的具體建設(shè)要求，反復(fù)核驗(yàn)混凝土結(jié)構(gòu)的剛度與強(qiáng)度要求，只有在充分獲得質(zhì)檢部門與設(shè)計(jì)部門認(rèn)可后，才能夠選擇出合適的砼設(shè)計(jì)強(qiáng)度。這樣一來，每立方米砼水泥用量均能夠有明顯減少，不僅縮減了建設(shè)成本，水化熱的溫度也將會(huì)對(duì)應(yīng)下降4～7℃。而想要充分利用混凝土的后期強(qiáng)度，則應(yīng)從掌控配合比設(shè)計(jì)的角度入手，應(yīng)試驗(yàn)的方式驗(yàn)證28天內(nèi)的混凝土強(qiáng)度持續(xù)增長結(jié)論，預(yù)計(jì)時(shí)間到達(dá)后將能夠明顯超出設(shè)計(jì)強(qiáng)度[5]。

2.4 混凝土進(jìn)入模具的時(shí)間控制

對(duì)混凝土進(jìn)入模具的時(shí)間進(jìn)行嚴(yán)格的控制，最好在春季和秋季選擇以降低模具溫度。在施工過程中，可以通過噴灑少量水的辦法來降低溫度，并可以先將自來水倒入地下儲(chǔ)罐中冷卻[4]。

2.5 選擇合適骨料

具有連續(xù)級(jí)配特征的部分粗骨料在添加到混凝土后，能夠突顯出較為優(yōu)異的和易性，且耗費(fèi)的水量極少，但其抗壓強(qiáng)度卻沒有降低反而有所提升。混凝土中摻雜的砂與石頭中泥量的占有比例應(yīng)將進(jìn)行嚴(yán)格控制，具體應(yīng)保持為砂含泥量在2%以下，石頭含泥量通常應(yīng)保持在1%以下。

2.6 裂縫處理方法

在結(jié)構(gòu)承載力不受到較大影響的情況下，建議采用表面修補(bǔ)（較窄縫隙中適用，可以選擇應(yīng)用薄膜或是環(huán)氧類樹脂等材料修復(fù)縫隙）或充填法（先將裂縫鑿成V型，接著以樹脂砂漿作為填充材料，也可選擇瀝青等）；而若是為了避免出現(xiàn)處理裂縫影響到結(jié)構(gòu)安全性的情況下，可以選擇圍套加固法或是鋼筋加固法。所謂圍套加固法，就是在裂縫周圍尺寸允許的條件下，選擇在結(jié)構(gòu)外側(cè)包裹鋼筋砼圍套，繼而實(shí)現(xiàn)鋼筋截面的增加目標(biāo)，將其承載力進(jìn)一步提升。而鋼筋加固法則是選擇應(yīng)用U型螺栓或鋼套箍緊構(gòu)件，從而有效避免裂縫的進(jìn)一步擴(kuò)大，剛度與承載力均將會(huì)有進(jìn)一步提升。加固完畢后，應(yīng)核驗(yàn)鋼套與混凝土表面是否處于親密接觸狀態(tài)，以充分發(fā)揮其加固效果[3]。

2.7 定期進(jìn)行檢查

實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)管控水利工程施工進(jìn)程中，應(yīng)對(duì)其是否發(fā)生裂縫加以關(guān)注，實(shí)時(shí)觀測混凝土凝結(jié)后是否存在深層裂縫、貫穿裂縫等，若發(fā)生存在此類現(xiàn)象，應(yīng)采取針對(duì)性解決措施。深層裂縫可通過將其鋼筋去除，重新進(jìn)行澆筑鋪設(shè)；表面出現(xiàn)裂縫可直接進(jìn)行澆筑。應(yīng)對(duì)混凝土凝結(jié)全過程進(jìn)行實(shí)時(shí)關(guān)注，根據(jù)實(shí)際狀況進(jìn)行科學(xué)養(yǎng)護(hù)，混凝土凝結(jié)初期，其強(qiáng)度通常較小或無強(qiáng)度，可適當(dāng)增加濕度，以提升其內(nèi)部拉應(yīng)力，確保內(nèi)外拉應(yīng)力統(tǒng)一，通過適當(dāng)增加水分、鋪設(shè)塑料薄膜，以實(shí)現(xiàn)保濕目標(biāo)[2]。

3 結(jié)束語

綜上所述，建筑施工過程中混凝土裂縫的預(yù)防與控制，一直以來都是施工人員與技術(shù)人員重點(diǎn)關(guān)注的問題，而一旦處理不當(dāng)將會(huì)導(dǎo)致混凝土的強(qiáng)度與剛度被嚴(yán)重削弱，甚至影響到其使用壽命。因此，應(yīng)不斷完善裂縫的處理流程，選擇應(yīng)用科學(xué)的處理方式，為建筑行業(yè)的未來發(fā)展奠定堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)[1]。