淺談混凝土施工裂縫產(chǎn)生的原因及控制措施

諸明會

（常德經(jīng)投工程咨詢有限公司，湖南 常德415000）

0 引言

在建筑工程中，由于混凝土是由多種原料混合而成的材料，比如水、水泥、骨料等復(fù)雜原料，其原料的質(zhì)量、施工技術(shù)、生產(chǎn)工藝、方法、步驟、季節(jié)更替、施工操作水平、結(jié)構(gòu)設(shè)計不合理、地基的不均勻沉降因素會在混凝土施工過程中產(chǎn)生裂縫。

要精確把握各方面因素，避免混凝土施工裂縫的出現(xiàn)。要提高施工的質(zhì)量保證建筑的整體質(zhì)量，延長建筑的使用壽命，保障人們在使用過程中的體驗感。

1 混凝土施工裂縫產(chǎn)生的原因

混凝土施工過程中，受各種因素影響會出現(xiàn)不同類型的裂縫，主要是以下幾種裂縫，以下對這些裂縫形成原因進行分析。

1.1 干燥收縮造成的裂縫

混合黏土中摻砂粉砂黏土原料或雜質(zhì)、骨料匹配不合理、水泥與外加劑已變質(zhì)或過期、外加劑品種和用量使用不當(dāng)、水和水泥混合不當(dāng)、養(yǎng)護不當(dāng)，受風(fēng)和日曬影響，表面水分流失快，混凝土體積減小。相反，工程內(nèi)部溫度影響不大，使溫差波動小，所以收縮也小，二者之間產(chǎn)生相對的拉力，造成工程表面的裂縫產(chǎn)生。另一種情況是，混凝土工程長期暴露在空氣中，表面水分蒸發(fā)快，內(nèi)部水分蒸發(fā)慢，二者水分蒸發(fā)不一致，產(chǎn)生相應(yīng)的拉力，也會造成混凝土工程表面的裂縫產(chǎn)生。一般干燥收縮造成的裂縫有兩種情況：①不規(guī)則的龜紋或徑向裂紋；②裂縫在一定的時間間隔內(nèi)出現(xiàn)。

1.2 溫度變化引起的裂縫

在高溫條件下進行澆筑混凝土?xí)r，如果不及時的養(yǎng)護和養(yǎng)護方法出現(xiàn)失誤時，澆筑后的混凝土中摻有水泥，水化熱，通常會因為環(huán)境溫度和工程構(gòu)件自身的溫度的變化形成差異，會造成工程內(nèi)外產(chǎn)生拉力，這種受力變形就是溫度引起的變化，特別是大體積混凝土澆筑后，水泥在硬化過程中產(chǎn)生大量水化熱，構(gòu)件里面溫升和混凝土表面溫差較大。此時變形受到混凝土內(nèi)部的約束，產(chǎn)生較大的拉應(yīng)力，混凝土的早期抗拉強度很低，因超過極限的過度拉力而出現(xiàn)裂縫。由于溫度變化引起的裂縫特征與干燥收縮引起的裂縫特征相似，其分布多為不規(guī)則縱橫交錯。但有一個顯著的季節(jié)特征，冬季縫寬較寬，夏季縫薄。在混凝土施工的截面高度上，形狀多為寬窄型。溫度裂縫如圖1所示。

圖1 溫度裂縫

裂縫的一般特點：由于溫度的變化、溫差大小、內(nèi)外制約程度和結(jié)構(gòu)構(gòu)件的類型不同，溫度裂縫的形狀和發(fā)生的位置都有很大的不同。此外，隨著時間的消逝，溫度裂縫會隨之發(fā)展，甚至裂縫更大。

1.3 塑性收縮產(chǎn)生的裂縫

塑性收縮裂紋常見于新鑄和暴露在空氣中的結(jié)構(gòu)，構(gòu)件表面出現(xiàn)，且長度不同、不連貫、裂紋、類似于干泥漿表面。大部分混凝土在初凝后（一般澆筑后4h左右），當(dāng)外界溫度高，風(fēng)速高，氣候非常干燥。

出現(xiàn)原因：混凝土澆筑后，表面未及時覆蓋，受風(fēng)、日曬影響，表面自由水分蒸發(fā)過快，產(chǎn)生急劇的體積收縮，而這種混凝土早期強度較低，不能抵抗這種變形應(yīng)導(dǎo)致開裂；使用收縮率大的水泥或水泥用量過多，或使用過多的粉砂；混凝土水灰比過大，模板、墊層太干，吸濕量過大。斜坡上的混凝土由于荷載大，在向下流動時出現(xiàn)裂縫，如圖2所示。

圖2 塑性裂縫

1.4 沉陷裂縫

結(jié)構(gòu)和構(gòu)件下的軟、硬基礎(chǔ)不均勻、部分地面存在軟土，尤其是下陷性的黃土、凍土、膨脹土、鹽漬土、軟土等不良場地，沒有經(jīng)過夯實及必要的加固處理，混凝土澆筑后，地基部分區(qū)域沉降，導(dǎo)致地基出現(xiàn)裂縫。臥式預(yù)制件的底模部分位于回填土上，在維修過程中浸水，造成局部沉降。由于橫向剛度差，弦、腹桿或梁的上側(cè)出現(xiàn)裂紋。結(jié)構(gòu)各部分受力不同，沒有做必要的加固處理。由于地基應(yīng)力不均勻或結(jié)構(gòu)應(yīng)力不均勻，產(chǎn)生不均勻沉降，引起結(jié)構(gòu)應(yīng)力集中，發(fā)生開裂。未按條約及圖紙要求進行施工，模板剛度不足、模板支撐薄弱、支撐間距過大或支撐在軟土上。冬季施工時，在多年凍土上支撐模板支架，表面結(jié)構(gòu)沒有達到一定的硬度時，地基融化下降，導(dǎo)致結(jié)構(gòu)下沉或開裂等。

2 出現(xiàn)裂縫后的解決措施

混凝土澆筑前，應(yīng)根據(jù)批準(zhǔn)的施工計劃編制施工計劃并進行控制。根據(jù)施工進度、具體用途和當(dāng)?shù)亟煌ōh(huán)境，合理安排生產(chǎn)運輸。對于以土層為模型的基礎(chǔ)工程，應(yīng)在施工前對土層進行良好的測量，必要時對軟弱下臥層進行處理。在澆注過程中，應(yīng)防止混凝土被水浸透。在巖石等硬基礎(chǔ)上澆筑長而大的混凝土基礎(chǔ)時，應(yīng)首先使用瀝青鋪設(shè)隔離層，以便減少約束。模板中的垃圾雜物要在收到經(jīng)驗后清理合格。后澆帶應(yīng)留置嚴(yán)禁按照圖紙和規(guī)范的要求，和幾種應(yīng)當(dāng)嚴(yán)格按照圖紙和規(guī)范要求的停止時間，來降低溫度收縮拉力，按要求施工，安排澆注進度和順序，因材料破損和人為原因造成的冷縫。對于大體積混凝土應(yīng)計算溫差設(shè)置降溫措施。大體積混凝土分層、分段澆筑，有利于散熱，減少約束，較大面積混凝土?xí)惺軆纱握駝?，合理布置結(jié)構(gòu)抗裂鋼筋。冬季或凍土環(huán)境施工應(yīng)采取預(yù)防措施。在施工設(shè)計過程中，應(yīng)躲開埋管線或開口密集的地方，

進行布置時應(yīng)采取加固施工措施。鋼筋的距離和選址應(yīng)符合圖紙要求，保護鋼筋的膜層的厚度和布置應(yīng)符合圖紙要求，應(yīng)采取措施防止鋼筋被踩踏。

3 混凝土施工裂縫的控制措施

3.1 減少裂縫控制

對降裂的控制主要在于對濕度變化的控制，使結(jié)構(gòu)、構(gòu)件的濕度相對穩(wěn)定。對混凝土的早期養(yǎng)護，在完成后，外露的表面應(yīng)覆蓋條狀、草袋或塑料膜和灑水器。早期涂布在高溫、低濕度、高風(fēng)速、水霧壓實和足夠維護時間的條件下。增加混凝土表面的壓力，但應(yīng)注意避免壓力過大。使用水壓實技術(shù)，如混凝土噴涂或塑料薄膜涂層，減少水分蒸發(fā)或使用其他方法減少空氣流動（如保護墻、保護），以減緩表面水的蒸發(fā)。應(yīng)及時拆除結(jié)構(gòu)的預(yù)應(yīng)力部位，以免延長堆肥時間。正確攪拌要避免具體數(shù)量的水灰、水泥、砂石飽和，嚴(yán)格控制砂石含量，避免使用粉狀砂石來增加混凝土強度。當(dāng)組件在明火上放置較長時間時，應(yīng)繼續(xù)正確地使用灌溉或涂層，以便有較長的濕潤期，特別是較薄的材料，應(yīng)在陰涼處覆蓋該組件。

3.2 溫度裂縫控制

選擇使用低熱或中熱水泥配置的混凝土；在混凝土中摻入粉煤灰或減水劑；采用后期強度（90d、230d）可以減少水泥的使用和溫度的升高；在基礎(chǔ)上埋設(shè)冷卻水管，循環(huán)冷卻水，使水化產(chǎn)生熱量；在小鋼筋的其余骨料混凝土中，摻加小于30%的石頭以便吸收熱量，可節(jié)約混凝土的使用。做好混凝土保溫、保濕保養(yǎng)、緩冷，充分發(fā)揮蠕變特性，降低溫度應(yīng)力；夏季避免陽光暴曬，冬季采用保溫罩，避免劇烈的溫度梯度。保護時間較長，要增加溫度檢測步驟，根據(jù)時間變化，適時調(diào)整保溫措施，控制混凝土內(nèi)外溫差不超過25℃，施工構(gòu)件拆除后，應(yīng)及時進行土壤填埋，避免結(jié)構(gòu)側(cè)面長期暴露在外。

3.3 應(yīng)力裂縫控制

施工過程中增強對混凝土原料的質(zhì)量檢測和檢查，保證結(jié)構(gòu)構(gòu)件建設(shè)的正確性，混凝土硬度滿足標(biāo)準(zhǔn)。

合理控制拆解時間，不要提前拆解，嚴(yán)格控制臨時建筑積載；在堆放、輸運部件時，應(yīng)保持支架以及吊裝點位置準(zhǔn)確、合理，避免搖晃、受到碰撞。當(dāng)施工構(gòu)件受到拉力或釋放時，混凝土應(yīng)當(dāng)有一定的硬度，制約應(yīng)力應(yīng)精確，不應(yīng)過度張拉，并減緩預(yù)應(yīng)力，在模具末端加彈性墊層（木材或橡膠），減緩模具角度，防止構(gòu)件卡住。

4 結(jié)語

在工程結(jié)構(gòu)裂縫是一種常見的問題，所以有必要研究裂縫的原因，只有抓住裂縫產(chǎn)生的原因，然后采取適當(dāng)?shù)谋Ｗo措施，在一定程度上，減少裂縫的發(fā)生和傷害，確保建筑結(jié)構(gòu)在正常使用期間的安全穩(wěn)定和更好的使用功能。