建筑工程混凝土裂縫的成因及防治措施

曾劍波

（福建譽洲建設(shè)有限公司，福建 平潭 350400）

1 引言

混凝土是將水泥、細骨料、外加劑、礦物等混合材料按比例配制后，經(jīng)均勻攪拌而具備特定硬度和耐久性能的建材，常應用于現(xiàn)代建筑中。但在許多的施工項目中，出現(xiàn)了混凝土開裂的情況，不利于建筑材料的后期利用，所以，應提高對混凝土施工質(zhì)量的關(guān)注程度，確保施工樓房的工程質(zhì)量和建筑結(jié)構(gòu)安全，從而保證人民的生命、財產(chǎn)安全。

2 混凝土強度的影響因素

2.1 內(nèi)部因素

（1）混凝土強度?？箟盒阅苁窃u價砂漿品質(zhì)的重要參數(shù)之一，因為抗壓性能和砂漿中所采用的混凝土結(jié)構(gòu)整體強度呈正比關(guān)聯(lián)，混凝土結(jié)構(gòu)的整體強度越高，砂漿的抗壓強度也越高。

（2）水灰比。為了達到良好的和易性，水灰比往往控制在0.40～0.65之間。如果水灰比過大，水分揮發(fā)后，很容易在混凝土里面產(chǎn)生空隙，從而降低混凝土的抗拉強度。

（3）骨料質(zhì)量。若骨料活性中的有害物質(zhì)濃度高，會降低混凝土強度。

2.2 外部因素

（1）施工條件。施工條件主要包括混凝土基礎(chǔ)和澆筑結(jié)構(gòu)。一般機器攪拌混凝土比人工攪拌更均勻，所以，強度也較高。拌和時間越長，混凝土強度越大，使用機器振搗要比人工振搗更加密實平穩(wěn)，所以，強度也稍高。

（2）保養(yǎng)要求?；炷脸尚魏蟮臏囟?、相對濕度都是決定其強度的因素。保養(yǎng)溫度越高，混凝土水化轉(zhuǎn)速越快，則混凝土強度發(fā)展越快。

2.3 混凝土結(jié)構(gòu)性能及裂縫的危害

2.3.1 混凝土結(jié)構(gòu)性能

分析目前裂縫形成的原因大多和混凝土構(gòu)件自身有關(guān)，一旦混凝土自身硬度不夠抵抗很大的負荷，就必然會形成裂縫。首先，混凝土的硬度決定于水泥與砂石骨料之間的黏結(jié)強度，這也與混凝土的標號、水灰比例有關(guān)。其次，混凝土的變化主要體現(xiàn)為緊縮變化和高溫變化。當環(huán)境溫度和濕度變化大時，混凝土的內(nèi)部結(jié)構(gòu)也會發(fā)生相應的改變，進而使混凝土發(fā)生緊縮變化或高溫變化。隨著混凝土形體上的改變，混凝土板的體積與表面比例會遠遠低于其支撐體系的表面比例，這將使混凝土板在水平方向上的變化超過支撐體系，因而形成拉應力，危害混凝土構(gòu)件的穩(wěn)定性。

2.3.2 出現(xiàn)裂縫的危害

混凝土裂縫主要是指構(gòu)件裂縫，如混凝土板中形成的板裂縫、鋼筋骨架裂縫及鋼筋剪力墻裂縫。鋼筋構(gòu)件在施工過程中一旦產(chǎn)生各種程度、不同類型的裂縫，將對鋼筋構(gòu)件形成潛在危害。而鋼筋構(gòu)件一旦產(chǎn)生裂縫，會使大氣中的超臨界二氧化碳迅速滲入鋼筋內(nèi)，從而加速鋼筋的碳化速率，使鋼筋提早發(fā)生腐蝕。一旦鋼筋產(chǎn)生裂縫，相應的化學介質(zhì)、電基本類型、非均勻分布物質(zhì)就會進入裂縫中，在鋼筋的表層引起電化反應，進而縮短鋼筋的使用壽命。此外，明顯的裂縫也會嚴重影響建筑的整體外形和使用效果，使用戶形成不安全感。

3 混凝土裂縫成因剖析

施工時需要綜合分析混凝土澆筑時可能形成裂縫的因素，并學會運用先進的工程知識合理地設(shè)計施工結(jié)構(gòu)。全面地檢驗、研究建筑構(gòu)件，掌握構(gòu)件應力與強度變動產(chǎn)生裂縫的情況，配筋需要符合構(gòu)件承重要求，不足時應加大鋼筋數(shù)量。為降低由于溫度變化形成的混凝土裂縫也可采取永久式伸縮方法。施工單位必須全面分析、考核設(shè)計方案，全面考核其科學性，確保施工構(gòu)件強度超過規(guī)范的施工技術(shù)標準，最大程度地減少混凝土裂縫。

3.1 施工溫度及養(yǎng)護中出現(xiàn)的裂縫

（1）在某些新建的建筑物中，頂層的屋面和外墻都比較容易形成裂縫，而導致這種裂縫的最主要因素就是高溫影響。通常由于高溫作用，導致建筑構(gòu)件產(chǎn)生的裂縫均出現(xiàn)在墻面和頂部，特別是在建筑的兩端。在縱向墻面和橫向墻面上也易產(chǎn)生高溫裂縫，而比較長的裂縫能夠橫跨兩層樓面。較為普遍的溫度裂縫發(fā)展形勢是斜向裂縫，特點為中間寬、兩頭細；而水平方向發(fā)展的溫度裂縫，特點為兩頭寬、中間細。隨著建筑外部溫度改變，在不同的建筑類型和建筑物結(jié)構(gòu)中，受溫度環(huán)境影響會形成不同的形態(tài)變化，變形過程中也會受外界影響形成溫度裂縫。

（2）混凝土在施工過程中，如施工單位不能根據(jù)相關(guān)規(guī)定做好混凝土結(jié)構(gòu)保養(yǎng)，特別是較大體量的混凝土保養(yǎng)操作不嚴格，極易造成結(jié)構(gòu)開裂。同樣，在秋冬時節(jié)施工也不能忽略溫度對混凝土的影響，可在混凝土中添加外加劑，以改善混凝土受溫度變化的影響。高強度混凝土添加劑含量過高、水化熱大，則會導致混凝土內(nèi)的溫度升高，若混凝土溫度超過70℃，會產(chǎn)生膨脹，外部高溫驟然下降時，在熱脹冷縮的作用下形成裂縫。

3.2 地基不均勻引起的結(jié)構(gòu)裂縫

如建筑地基不平整，會使結(jié)構(gòu)板的承受力形成很大的剪力，再加上構(gòu)件強度、澆筑質(zhì)量和建筑材料不合格，導致結(jié)構(gòu)板上出現(xiàn)裂縫。地基裂縫的成因大致是：軟土地基的基礎(chǔ)形式不均勻產(chǎn)生下沉、結(jié)構(gòu)中各個組成部分之間的承載力不均勻產(chǎn)生下沉、地基不平衡使鄰近地面的承載力不均勻產(chǎn)生下沉、高層住宅和塔樓的各種基礎(chǔ)形式導致結(jié)構(gòu)單元間產(chǎn)生下沉。

3.3 施工時違反操作規(guī)程產(chǎn)生的問題裂縫

（1）混凝土澆筑不密實會產(chǎn)生蜂窩，形成各種受力裂縫。

（2）混凝土拌和、運輸時間過久，水分揮發(fā)，造成混凝土在施工時的坍落度過低，致使混凝土中產(chǎn)生不規(guī)則的網(wǎng)狀裂縫。

（3）混凝土在初期養(yǎng)護時驟然干燥，混凝土和大氣接觸面上就會產(chǎn)生不規(guī)則的網(wǎng)狀裂縫。

（4）若模板拆除得過早，會使構(gòu)件實際的重力荷載低于自身的重力荷載，因而產(chǎn)生裂縫。

3.4 根據(jù)裂縫的產(chǎn)生機理分析

（1）結(jié)構(gòu)性開裂，即由荷載造成的開裂。這些裂縫和荷載直接相關(guān)，說明建筑結(jié)構(gòu)承載力可能出現(xiàn)問題，包括結(jié)構(gòu)設(shè)計不科學合理、建筑過程中的不可抗力因素和建筑材料應用不合理等。

（2）非結(jié)構(gòu)性斷裂，即由變化所生成的斷裂。此類斷裂一般占主體，并在結(jié)構(gòu)內(nèi)形成自應力，而當此應力大于混凝土結(jié)構(gòu)所允許的拉應力時，混凝土的內(nèi)部結(jié)構(gòu)也會形成此斷裂。裂縫發(fā)生后，即使變形問題獲得了滿意或部分改善，應力條也會出現(xiàn)松弛，從而引起建筑構(gòu)件強度降低。其影響因素包括溫度變化、混凝土結(jié)構(gòu)收縮、地面不平衡下沉等。

3.5 根據(jù)建筑工程的施工過程分析

（1）工程結(jié)構(gòu)設(shè)計方面。在項目的施工流程中，研究工程結(jié)構(gòu)設(shè)計環(huán)節(jié)極其關(guān)鍵。在設(shè)計混凝土構(gòu)件時，由于缺乏科學的計算，造成建筑構(gòu)件的實際受力狀況與計劃受力狀況之間差距很大，同時，由于建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計強度不夠、配筋計量有誤等都可能是混凝土結(jié)構(gòu)產(chǎn)生裂縫的主要因素。此外，由于工程設(shè)計人員專業(yè)素養(yǎng)不足，缺乏認真的工作態(tài)度，以及作業(yè)過程中缺少標準化，都是引起施工設(shè)計規(guī)范化程度不夠的主要原因。

（2）材料應用方面。在房屋建筑過程中，建筑材料的應用與管理涵蓋了建筑工程的許多方面，特別要注意在高利潤的驅(qū)動下，容易發(fā)生建筑材料產(chǎn)品采購質(zhì)量不合格、建筑材料搭配方式不合理、建筑材料的管理方法不科學等問題。

（3）施工技術(shù)方面。由于混凝土的水分揮發(fā)和干燥問題，在拌和、運輸、施工和振搗等環(huán)節(jié)中都存在著一定的施工質(zhì)量問題。此外，在澆筑過程中若出現(xiàn)操作不合理引起澆筑失敗的情形，也極易造成混凝土裂縫。

4 混凝土裂縫的防治措施

4.1 干燥裂縫的防治措施

（1）在屋面上設(shè)置保溫板材或隔熱層。

（2）在屋面上適當部位設(shè)置控制縫，控制縫的距離在30m以內(nèi)。

（3）當通過現(xiàn)澆方法設(shè)置挑檐高度超過12m時，應該設(shè)置間隔縫，并且一定要保證間隔縫的長度超過20m。

（4）可以設(shè)定合適的灰縫厚度或鋼筋直徑。

（5）已經(jīng)產(chǎn)生的裂縫，或因溫度變化造成的裂縫，盡管并不會影響建筑的整體功用，但是，會影響整個建筑的整體外形或整體結(jié)構(gòu)的耐久性，需要采取適當?shù)霓k法加以處理。對于數(shù)量不多且長度不大的墻體裂縫，需要先將縫隙表面的塵土或浮渣清除干凈，再通過加壓砂漿的方法加以修補。

4.2 地面下沉裂縫的防治措施

（1）合理設(shè)置沉降縫。凡是不同荷載、不同高度和不同面積的建筑物都必須從基礎(chǔ)部分出發(fā)，設(shè)置不同的沉降縫，使之單獨下沉，以減少混凝土裂縫。

（2）通過提高建筑上部構(gòu)件硬度來提高外墻的抗剪硬度。在基層處和各層的窗口上設(shè)有圈柱，可通過砂漿澆水潤濕，以促進混凝土的和易性，從而增加混凝土強度與飽和度，提高層與層間的黏性，進而增加外墻的抗剪硬度。

（3）做好地面探槽管理工作。針對較復雜結(jié)構(gòu)的地基工程，在基礎(chǔ)施工時需要先經(jīng)過普通釬探，一旦探出較柔軟的部分，則需要經(jīng)過強化處理，處理完畢以后再開始基礎(chǔ)施工。

4.3 嚴格按照施工規(guī)程施工

在混凝土硬化的過程中，必須做好自然保護、蓄熱保養(yǎng)，通過引氣劑在混凝土中均勻散布泡沫。對受凍嚴重的結(jié)構(gòu)必須做好密封后，再進行澆筑。嚴格控制混凝土的配比和運輸時間，從而減少混凝土裂縫。

4.4 加強混凝土材料管理

（1）材料供應管理。在購買建筑材料時，確保建筑材料的品質(zhì)合格，并將經(jīng)濟效益和社會效益相結(jié)合，按照建筑材料行業(yè)的標準規(guī)范，對進入施工現(xiàn)場的建筑材料進行檢測，為房屋建筑工程質(zhì)量打下良好的基礎(chǔ)。

（2）注意材料的合理搭配。必須嚴格控制用料比例，根據(jù)施工實踐比較、分析，合理調(diào)配建筑材料的種類，以促進混凝土生產(chǎn)工作順利開展。而且，在使用混凝土建筑材料時，相應的管理人員與施工人員最好親自到現(xiàn)場進行實地考察，全面、系統(tǒng)地分析建筑施工現(xiàn)場混凝土的構(gòu)件工藝，適時調(diào)節(jié)混凝土施工原料比例。

（3）為了有效防止混凝土產(chǎn)生裂縫，可以相應地提高混凝土的防離析能力、可泵性及防滲性能，可考慮在混凝土中加入某些長效減水劑，以降低混凝土的滲漏現(xiàn)象。

（4）要注意剛成型混凝土的保護工作。在生產(chǎn)、養(yǎng)護剛成型的混凝土時，可采取適當?shù)谋卮胧?，以減少混凝土開裂。

4.5 全面做好工程控制和監(jiān)督

為減少混凝土中產(chǎn)生裂縫，施工單位必須要做好施工環(huán)節(jié)的監(jiān)督工作。建立完善的管理制度，充分發(fā)揮監(jiān)管功能，提高監(jiān)督管理工作的全面性和有效性。

5 結(jié)語

綜上所述，混凝土裂縫是影響施工質(zhì)量的主要原因，而混凝土開裂的原因，不但與設(shè)計、施工等環(huán)節(jié)相關(guān)，還與施工設(shè)施的保養(yǎng)、使用等密切相關(guān)?；炷列纬闪芽p會導致混凝土碳化、鋼材嚴重腐蝕，甚至削弱了建筑物的抗?jié)B能力，進而影響建筑的正常使用功能。為更加合理地控制混凝土的工程質(zhì)量，施工單位應仔細調(diào)研裂縫狀況，并采取相應的措施防止混凝土產(chǎn)生裂縫，提高建筑物自身的耐久性與結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性。