基于建筑工程技術(shù)設(shè)計(jì)下的混凝土裂縫控制

張治珊 濟(jì)寧市建筑設(shè)計(jì)研究院

1 前言

建筑工程施工中混凝土裂縫的控制是為了提高建筑混凝土的質(zhì)量，是外觀質(zhì)量和結(jié)構(gòu)耐久性的關(guān)鍵措施，控制混凝土原材料的質(zhì)量，優(yōu)化混凝土配合比是控制混凝土裂縫的根本途徑。本文介紹一些已經(jīng)得到了實(shí)踐的控制混凝土裂縫的措施，不僅具有很好的現(xiàn)實(shí)意義，同時(shí)還實(shí)現(xiàn)了遠(yuǎn)程復(fù)制，為其他相關(guān)項(xiàng)目提供了有效的參考。

2 建筑施工中混凝土裂縫產(chǎn)生的原因

由于混凝土結(jié)構(gòu)和混凝土本身的形狀存在許多問(wèn)題，如變形和混凝土本身的約束，使得硬化后的混凝土成型存在許多問(wèn)題，當(dāng)較大的混凝土硬化時(shí)，難以看到的空隙、裂縫和氣穴將大量釋放水化熱，導(dǎo)致混凝土內(nèi)部溫度高，經(jīng)常伴隨許多裂縫。雖然常說(shuō)過(guò)肉眼難以看到的混凝土裂縫不會(huì)危及建筑物的使用功能，但當(dāng)混凝土承載力超過(guò)荷載或受溫差等外部因素影響，會(huì)嚴(yán)重影響到建筑的施工及其安全，以下簡(jiǎn)要概述了建筑施工中混凝土裂縫產(chǎn)生的幾大原因。

2.1 建筑本身設(shè)計(jì)的原因

建筑物本身的不合理設(shè)計(jì)會(huì)導(dǎo)致混凝土結(jié)構(gòu)的破壞裂縫。例如，在建筑設(shè)計(jì)中，結(jié)構(gòu)的截面層受到外力的影響當(dāng)混凝土出現(xiàn)裂縫時(shí)，只考慮美觀，而忽略了物理中的力平衡，當(dāng)端部由于長(zhǎng)期過(guò)度應(yīng)力而失去這種平衡時(shí)，此類(lèi)裂縫將在墻體中發(fā)生。其次，如若設(shè)計(jì)師設(shè)計(jì)理念陳舊，仍保持傳統(tǒng)建筑工程的理念，不能與實(shí)踐相結(jié)合考慮到國(guó)際問(wèn)題，設(shè)計(jì)的住宅已不能滿(mǎn)足現(xiàn)代住宅建設(shè)工程的需要，也會(huì)導(dǎo)致混凝土裂縫的發(fā)生。

2.2 受機(jī)械變形、樓板彈性變形、支座負(fù)筋沉降等因素影響

例如，在施工過(guò)程中，如果澆筑的混凝土結(jié)構(gòu)未能完全滿(mǎn)足相應(yīng)的強(qiáng)度要求，或拆模過(guò)早完成，且混凝土結(jié)構(gòu)在實(shí)際終凝時(shí)間之前加載，上述因素都將導(dǎo)致混凝土樓板彈性變形。在實(shí)踐中，上部鋼筋一般薄而軟，各種工種的交叉作業(yè)必然受到影響。因此，工人很多，走路很頻繁，很難安頓下來(lái)，導(dǎo)致鋼筋被大量踩踏、彎曲、變形、下沉，鋼板表面的裂紋也很常見(jiàn)。一旦發(fā)生這種情況，混凝土結(jié)構(gòu)沒(méi)有強(qiáng)度或其相應(yīng)的強(qiáng)度較低，再加上拉、壓、彎應(yīng)力的存在，混凝土結(jié)構(gòu)就會(huì)形成裂縫。

2.3 外部因素的影響

混凝土澆筑過(guò)程以及后期工程完工后將受到外部因素的影響。如溫度引起的混凝土裂縫，溫度的升高不僅與自身的凝固反應(yīng)有關(guān)，還與外部環(huán)境有關(guān)。水泥具有硬化快、強(qiáng)度高、水化熱大、強(qiáng)度高等特點(diǎn)，水泥水化在加熱過(guò)程中，當(dāng)外界溫度較高時(shí)，混凝土凝固過(guò)程中產(chǎn)生的熱量越大。在混凝土水化熱過(guò)程中，當(dāng)外部環(huán)境低于內(nèi)部溫度時(shí)，會(huì)引起內(nèi)部和外部問(wèn)題溫差，溫差產(chǎn)生的拉應(yīng)力會(huì)給混凝土帶來(lái)一定的壓力。

2.4 施工問(wèn)題

在建筑施工過(guò)程中，作為最復(fù)雜的工程，由于工藝的原因復(fù)合材料引起混凝土裂縫的概率也增加了。施工期間，由于施工混凝土裂縫通常由人員操作不當(dāng)或技術(shù)能力不足引起發(fā)生這一現(xiàn)象的出現(xiàn)，很大程度上是由于有關(guān)部門(mén)監(jiān)管不力所致，操作不規(guī)范，施工人員在操作過(guò)程中的倒轉(zhuǎn)看不見(jiàn)，為混凝土裂縫的產(chǎn)生奠定了基礎(chǔ)。因?yàn)榻ㄖと说牟僮骷寄懿皇炀毣蚓C合能力不足，無(wú)法滿(mǎn)足施工過(guò)程的正確操作，對(duì)項(xiàng)目有負(fù)面影響。

2.5 混凝土配合比不當(dāng)引起的裂縫

混凝土比例有明確的數(shù)字基礎(chǔ)，通常必須控制在0.24~0.38。但現(xiàn)在的混凝土生產(chǎn)過(guò)程中，由于一些其他原因通常需要較大的水灰比或存在過(guò)量水，兩者尚未達(dá)到平衡。大量的水殘留下來(lái)形成內(nèi)部孔隙，這些孔隙將持續(xù)很長(zhǎng)時(shí)間，長(zhǎng)期以來(lái)，在外力的作用下，孔隙破裂形成小裂紋，然后破裂接縫會(huì)隨著時(shí)間的推移而擴(kuò)展。

3 建筑工程混凝土裂縫控制策略

混凝土裂縫的存在不僅影響工程質(zhì)量，降低工程的耐久性，而且影響居民的生活，同時(shí)也會(huì)給建設(shè)項(xiàng)目帶來(lái)煩瑣的維護(hù)過(guò)程，不利于建設(shè)項(xiàng)目經(jīng)濟(jì)效益的提高與改善。因此，混凝土裂縫問(wèn)題已引起社會(huì)關(guān)注，必須嚴(yán)格處理混凝土裂縫產(chǎn)生的原因并及時(shí)解決。

3.1 提高設(shè)計(jì)質(zhì)量

在設(shè)計(jì)一座建筑時(shí)，設(shè)計(jì)師應(yīng)該深入實(shí)地，充分了解當(dāng)?shù)貧夂颦h(huán)境特點(diǎn)，設(shè)計(jì)更人性化的建筑作品。首先，住宅建筑設(shè)計(jì)師要及時(shí)更新觀念，其次，是設(shè)計(jì)過(guò)程嚴(yán)格按照國(guó)家有關(guān)部門(mén)的規(guī)定進(jìn)行，盡最大努力完成每一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)。可以增加或更改鋼筋的數(shù)量變膨脹模式設(shè)計(jì)，充分考慮混凝土裂縫問(wèn)題，采用先進(jìn)的設(shè)計(jì)理念，確保建設(shè)工程質(zhì)量，確保施工質(zhì)量證明該建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)科學(xué)合理。

優(yōu)化混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，為了保證混凝土質(zhì)量，避免環(huán)境和溫度變化對(duì)混凝土的影響。在設(shè)計(jì)過(guò)程中，不僅要考慮環(huán)境問(wèn)題，而且要實(shí)用經(jīng)驗(yàn)，綜合考慮，優(yōu)化設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)，避免裂縫問(wèn)題，保證凝結(jié)土工施工技術(shù)的進(jìn)步，為建設(shè)工程提供了基本保證。

3.2 材料選擇

首先，如果骨料吸收率過(guò)大，且含有更多的沉淀物，則會(huì)損壞混凝土干縮更為明顯，可以選擇粒徑較小的骨料，根據(jù)級(jí)配方案完成級(jí)配作業(yè)，能有效降低混凝土的干縮。此外，粉煤灰還可以減少水合作用由于熱的作用。其次，比例混合器必須熟悉澆筑過(guò)程和構(gòu)件截面，合理設(shè)計(jì)坍落度，結(jié)合原材料質(zhì)量，提高配合比。現(xiàn)場(chǎng)負(fù)責(zé)人應(yīng)做好溝通工作，確保配料質(zhì)量達(dá)標(biāo)，部件順利完成維護(hù)。最后，在選擇水泥時(shí)，有必要參考混凝土強(qiáng)度，以確保兩者匹配配合比越高，水灰比越合理。夏季施工溫度高，因此，骨料表面應(yīng)定期澆水，防止水化反應(yīng)過(guò)快，影響骨料質(zhì)量環(huán)模溫度，攪拌混凝土?xí)r，可加入緩凝劑，使混合料更易流動(dòng)，還可以避免熱峰的過(guò)早出現(xiàn)。

3.3 施工過(guò)程采用分塊澆筑夯實(shí)、整體分解的工藝

這樣就可以設(shè)置合理的變形縫、后澆帶、施工縫等，將大體積混凝土分塊、分塊、分層澆筑夯實(shí)，這對(duì)鞏固混凝土的形狀并使其形成起到了作用。在混凝土澆筑的工藝安排上，縮短縫隙和混凝土應(yīng)勻速、薄層、逐層澆筑，不得同時(shí)澆筑，澆筑側(cè)不得長(zhǎng)時(shí)間暴露在空氣中，凝固正常的土壤澆筑可以減少混凝土裂縫的發(fā)生。

3.4 加強(qiáng)混凝土振搗

應(yīng)盡可能避免過(guò)度振動(dòng)或缺失振動(dòng)，在這個(gè)過(guò)程中，注意消除水分，通常采取的措施有覆膜、濕袋等，還應(yīng)注意外部氣候環(huán)境的影響，澆筑和夯實(shí)應(yīng)盡量在晴天進(jìn)行。當(dāng)支撐模板時(shí)，確保支撐牢固，地基受力均勻。最后，抹平工作非常重要。只有當(dāng)抹平工作有益時(shí)，才能減少具體使用中的誤差，同時(shí)提高混凝土的密實(shí)度，必須嚴(yán)格抓好找平工作的檢查。

3.5 加強(qiáng)施工后期維護(hù)

加強(qiáng)后固化保溫養(yǎng)護(hù)環(huán)節(jié)，是減小混凝土內(nèi)外溫差的關(guān)鍵。稍高的溫度對(duì)控制內(nèi)部和外部差異有顯著影響，它可以降低溫度應(yīng)力，提高混凝土強(qiáng)度，防止混凝土表面開(kāi)裂。養(yǎng)護(hù)過(guò)程中，可在混凝土表面噴灑養(yǎng)護(hù)劑或噴灑濕草袋子蓋在混凝土上，這些措施有助于提高維修質(zhì)量。同時(shí)，還應(yīng)盡可能延長(zhǎng)維修時(shí)間，提高維修效果。此外，需要每4小時(shí)測(cè)量一次溫度，以便根據(jù)溫差及時(shí)測(cè)量調(diào)整。

4 淺析建筑施工中混凝土裂縫的預(yù)防措施

4.1 采用有效的施工工藝

施工人員必須針對(duì)建筑混凝土裂縫產(chǎn)生的原因，應(yīng)及時(shí)采取相應(yīng)的預(yù)防措施，要認(rèn)識(shí)到混凝土制備的重要性和混凝土裂縫造成的危害，做好物理和力學(xué)研究，設(shè)計(jì)具有科學(xué)性合理建筑，并在施工過(guò)程中按要求和規(guī)范操作。

4.2 冷卻管的冷卻措施

在施工過(guò)程中采用了一般的水冷技術(shù)，這是一種有效的混凝土溫度預(yù)防措施，其原理是通過(guò)降低內(nèi)部溫度和內(nèi)部表面溫差來(lái)控制土壤內(nèi)外的溫差。其次，水管網(wǎng)安裝完畢后，將進(jìn)出口管口與進(jìn)出口主管及水泵連接，進(jìn)行水壓試驗(yàn)，確保水管暢通、水密。對(duì)于那些有嚴(yán)格溫度控制要求，可在混凝土中心安裝溫度測(cè)量裝置，在此過(guò)程中，及時(shí)進(jìn)行溫度點(diǎn)測(cè)量，掌握整體內(nèi)部溫度變化情況，調(diào)整本通用技術(shù)的冷卻水流量，控制溫差。

4.3 澆筑完成后，認(rèn)真做好養(yǎng)護(hù)工作

施工中如有裂縫，應(yīng)及時(shí)采取修補(bǔ)措施。補(bǔ)充方法包括：第一種是表面修復(fù)。適用于淺裂紋在處理過(guò)程中，應(yīng)在裂縫表面涂抹水泥漿，以控制混凝土的裂縫范圍，具有保護(hù)作用。第二種是灌漿方法。適用于受裂縫影響的結(jié)構(gòu)完整性狀況。在操作過(guò)程中，需要將膠凝材料倒入裂縫中，裂縫硬化后可能變成膠凝材料建筑物的一部分。

4.4 實(shí)施溫度防裂措施

地面澆筑當(dāng)天，只需進(jìn)行測(cè)量、定位、彈線(xiàn)等工作，避免吊裝或拆卸體積較大的材料。卸貨和卸貨期間，力不能太大，完工后要有緩沖期，可以進(jìn)入正常的模板安裝施工環(huán)節(jié)，但在安裝之前在支撐架安裝之前，必須采取有效措施提高支撐架的剛度，以便減少變形，使施工區(qū)域承載力更強(qiáng)，跳板需要更換鋪設(shè)在已澆筑混凝土上，以加速應(yīng)力擴(kuò)散，防止地板裂縫。

4.5 提高施工人員的技術(shù)能力

建筑施工企業(yè)作為住宅建設(shè)的主體，更應(yīng)該重視施工人員，加強(qiáng)施工人員培訓(xùn)，全面提高施工人員素質(zhì)和能力。聘請(qǐng)專(zhuān)業(yè)技術(shù)人員、技術(shù)導(dǎo)師向他們解釋一些常見(jiàn)架構(gòu)問(wèn)題的解決方案，并要求他們提高技能，滿(mǎn)足減少房屋建筑工程混凝土裂縫發(fā)生的要求，避免因錯(cuò)誤造成不必要的損失。此外，多年的經(jīng)驗(yàn)和建筑工人工藝問(wèn)題也體現(xiàn)了施工技術(shù)的進(jìn)步和施工組織的科學(xué)合理布局上，對(duì)提供建筑質(zhì)量方面起著非常重要的作用。在施工過(guò)程中也要對(duì)一些施工細(xì)節(jié)進(jìn)行有效處理，以便進(jìn)一步完善逐步提高施工質(zhì)量。

5 結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，混凝土裂縫在建筑中很常見(jiàn)，這就要求在選擇過(guò)程中盡可能做到科學(xué)合理，采取有效的預(yù)防措施，密切關(guān)注混凝土分布情況、具體設(shè)計(jì)、施工工藝、抗裂及深度、混凝土養(yǎng)護(hù)等環(huán)節(jié)，盡量減少裂縫的發(fā)生。其次，應(yīng)該詳細(xì)分析在施工過(guò)程中產(chǎn)生的混凝土裂縫，應(yīng)采取必要的加固措施，以確保凝固地面樓板可保持安全性和耐久性。