摘要：本文從現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際出發(fā)，分析了混凝土建筑裂縫產(chǎn)生的原因，針對(duì)性的提出了裂縫預(yù)防與控制的措施，以及裂縫處理的一般方法，在建筑施工實(shí)踐中取得了較好的效果。

關(guān)鍵詞：混凝土建筑；裂縫；預(yù)防；控制

中圖分類號(hào)：TU37

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：B

文章編號(hào)：1008-0422(2007)08-0113-03

1 前言

混凝土建筑在現(xiàn)代工程建設(shè)中占有重要地位。但是，由于目前所凸現(xiàn)少有的經(jīng)濟(jì)高位運(yùn)行和粗放型管理方式，使得混凝土建筑問(wèn)題較多，其中混凝土的裂縫尤為突出。這些問(wèn)題如不得到及時(shí)的預(yù)防和控制，很有可能將導(dǎo)致結(jié)構(gòu)性的破壞。通過(guò)多年的施工觀察和查閱有關(guān)資料，在分析裂縫產(chǎn)生的原因和了解其形成機(jī)理的基礎(chǔ)上，提出了預(yù)防和控制混凝土裂縫的綜合措施，并應(yīng)用于現(xiàn)場(chǎng)施工。實(shí)踐表明這些措施對(duì)混凝土建筑裂縫能得到有效的預(yù)防和控制。

2 裂縫的成因分析

混凝土建筑產(chǎn)生裂縫的原因很多，除本身地基沉降產(chǎn)生的原因外，主要是溫度變化、干燥收縮變化及設(shè)計(jì)構(gòu)造不合理和施工質(zhì)量通病等方面的原因。

2．1材料質(zhì)量原因

2．1．1由于水泥工業(yè)的發(fā)展，為提高水泥強(qiáng)度，廠家往往通過(guò)磨細(xì)水泥熟料的方法，從而導(dǎo)致水泥比表面積大大增大，體積穩(wěn)定性越來(lái)越差。

2．1．2隨著商品混凝土的廣泛使用，廠家骨料質(zhì)量明顯下降，特別是采用泵送劑后，容易導(dǎo)致混凝土早期塑性收縮裂縫和后期收縮裂縫。

2．1．3根據(jù)有關(guān)研究資料揭示，摻合料對(duì)混凝體積變形性能影響有差異，S95礦渣粉的影響明顯大于粉煤灰。

2．2材料配比原因

2．2．1在現(xiàn)場(chǎng)施工中，人們往往為了施工方便，對(duì)控制用水量和配合比方面均有較大的隨機(jī)性，其施工用水量常常大于(甚至遠(yuǎn)大于)試驗(yàn)室提供的配合比用水量，表現(xiàn)為混凝土坍落度大，泌水現(xiàn)象明顯。泌水大的混凝土往往伴隨著較大的逆性收縮，從而出現(xiàn)塑性收縮裂縫。

2．2．2在混凝原材料中水泥的品種、用量影響混凝土收縮的重要原因。施工中如果水泥選擇不當(dāng)，水泥細(xì)顆粒偏多，會(huì)使水泥對(duì)外加劑適應(yīng)不良，對(duì)防止混凝土的裂縫收縮極為不利。

2．3溫度應(yīng)力原因

2．3．1由于季節(jié)溫差，晝夜溫差、室內(nèi)外溫差所產(chǎn)生的溫度變化，引起材料的熱脹冷縮。當(dāng)約束條件水、溫度變形引起的溫度應(yīng)力足夠大時(shí)，就會(huì)產(chǎn)生溫度裂縫。

2．3．2在相同的溫度條件下，鋼筋混凝土的線膨脹系數(shù)是磚砌體線膨脹系數(shù)的2倍，這就使屋蓋變形要求墻體變形幾率大得多。屋蓋在變形過(guò)程中，對(duì)墻體頂端產(chǎn)生了很大的水平荷載，使墻體與屋蓋的接觸面受剪，當(dāng)主拉應(yīng)力大于墻體的抗拉強(qiáng)度時(shí)，墻體就會(huì)出現(xiàn)裂縫。在沿墻體長(zhǎng)度方向分布的剪應(yīng)力大致為兩端最大、中間為零時(shí)，由于端部的正壓力較小，其主拉應(yīng)力接近于剪應(yīng)力，則可能引起斜裂縫；在門窗洞口處，由于應(yīng)力集中，同樣容易產(chǎn)生裂縫。其次，由于屋蓋對(duì)圈梁的推擠作用，圈梁下的磚砌體易于出現(xiàn)水平裂縫。

2．4地基沉降變形原因

地基不均勻沉降也是引起高層建筑裂縫的重要原因之一。由于沉降裂縫是地基、基礎(chǔ)上部結(jié)構(gòu)共同作用條件下產(chǎn)生的，它與土的物理力學(xué)性質(zhì)，基礎(chǔ)以及上部結(jié)構(gòu)的形式等因素有關(guān)。一般在建筑物下部，由下往上發(fā)展，呈“八”字，倒“八”字、水平及豎縫等特征。著長(zhǎng)條形的建筑中部沉降過(guò)大，則在房屋兩端由下向上形正“八”字縫，反之，若兩端沉降過(guò)大時(shí)，則形成兩端由下往上的倒“八”字縫。并首先在窗對(duì)角突破，還可在底層中部窗臺(tái)處形成由上往下豎縫。當(dāng)某一端下沉過(guò)大時(shí)，則在某端形成沉降端高的斜裂縫，當(dāng)縱縫交點(diǎn)處沉降過(guò)大，則在窗臺(tái)下角形成上寬下窄的豎縫，有時(shí)還有沿窗臺(tái)下角的水平縫。當(dāng)縱橫凹凸設(shè)計(jì)時(shí)，由于一側(cè)的均勻沉降，還可導(dǎo)致在此處產(chǎn)生水平能力而組成力偶，從而導(dǎo)致此交接的豎縫。

2．5施工質(zhì)量的原因

2．5．1砌塊齡期不足，即直接用于墻體。

2．5．2砌塊含水量過(guò)大或被雨水淋濕，墻體會(huì)因干縮引起開(kāi)裂。

2．5．3砌塊組砌混亂，排列不合理，未按規(guī)定按搓砌筑或通縫。

2．5．4水平、垂直灰縫厚薄不勻不飽滿，砂漿和易性差，日砌筑高度過(guò)大等引起墻體開(kāi)裂。

2．5．5砌體強(qiáng)度偏低，不同等級(jí)材料混砌，導(dǎo)致墻體容易開(kāi)裂。

2．5．6墻體開(kāi)裂、孔洞預(yù)留、穿墻等部位填補(bǔ)處理不當(dāng)，引起局部開(kāi)裂。

3 裂縫的防治措施

3．1控制材料的配比量

由實(shí)驗(yàn)室提供的設(shè)計(jì)配合比是一種固定條件下的靜態(tài)配合比，而施工則可能隨時(shí)受到各種條件變化的影響，因此，在實(shí)際確定施工配合比時(shí)，應(yīng)根據(jù)當(dāng)時(shí)的具體情況作適當(dāng)調(diào)整。首先，應(yīng)根據(jù)水泥的水化熱、泌水性、收縮率、比表面積等性能合理選用水泥及用量；其次，嚴(yán)格控制混凝土用水量，并設(shè)法控制混凝土的泥水，提高水泥砂漿的粘度、減少集料的沉降，充分發(fā)揮砂、石的骨架作用，減少多余的拌合用水量；再次是嚴(yán)格控制混凝土骨料的含砂量，優(yōu)化骨料配級(jí)：最后是在高溫季節(jié)施工時(shí)，嚴(yán)格控制各種原材料溫度，特別是水泥的溫度，對(duì)防止混凝土的裂縫產(chǎn)生也很重要。

另外，微膨脹劑和礦物摻和料的應(yīng)用，也是防止混凝土裂縫的一個(gè)很好的措施。微膨脹劑的應(yīng)用，在我國(guó)已有二十多年的歷史，它具有極高的抗?jié)B性，能較好地補(bǔ)償收縮式膨脹能力，對(duì)大面積混凝土板的防裂均有很好的幫助。

再者，在混凝土中使用大摻量礦物摻和料，應(yīng)該成為一種首選的“抗裂”措施。大摻量粉煤灰混凝土的抗裂性能優(yōu)異無(wú)可比擬。除了粉煤灰以外，常用的礦物摻和料還有細(xì)磨礦碴，以及兩者的復(fù)合體。這些摻和料具有延遲和降低混凝土水化降溫作用，改善混凝土泌水性能以及自收縮作用。

3．2控制好溫度應(yīng)力分布

溫度應(yīng)力分布的形成過(guò)程可分為3個(gè)階段：

3．2．1早期分布：自澆筑混凝土開(kāi)始到水泥放熱基本結(jié)束，一般約30d。這個(gè)階段有兩個(gè)特征：一是水泥放出大量的水化熱：二是混凝土上彈性模量的急劇變化。由于彈性模量的變化，這一時(shí)期在混凝土內(nèi)形成殘余應(yīng)力。

3．2．2中期應(yīng)力：自水泥放熱作用基本結(jié)束時(shí)起至混凝土冷卻到溫度穩(wěn)定時(shí)止。這個(gè)時(shí)期中，溫度應(yīng)力主要是由于混凝土的冷卻及外界氣溫變化所引起，這些應(yīng)力與早期形成的殘余應(yīng)力迭加，在此期間混凝土的彈性模量變化不大。

3．2．3晚期應(yīng)力：混凝土完全冷卻以后的運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)期。溫度應(yīng)力主要是外界氣溫變化所引起，這些應(yīng)力與前兩種殘余應(yīng)力迭加。

根據(jù)上述三種應(yīng)力特征，為了預(yù)防溫度裂縫，減輕溫度應(yīng)力，可以從控制溫度和改善約束條件兩個(gè)方面著手。

控制溫度的措施：①改善骨料級(jí)配，用干硬性混凝土、摻混合料加引氣劑等，以減少混凝土中的水泥用量；根據(jù)溫度實(shí)效，拌合混凝土?xí)r采用加水或用水將碎石冷卻，以降低混凝土的澆筑溫度，熱天澆筑混凝土?xí)r應(yīng)減少澆筑厚度，利用澆筑層面散熱。②在混凝土中埋設(shè)水管，通入冷水降溫；規(guī)定合理的拆模時(shí)間、氣溫驟降進(jìn)行表面保溫，以避免混凝土表面發(fā)生急劇的溫度梯度；對(duì)施工中長(zhǎng)期暴露的混凝土澆筑塊表面或薄壁結(jié)構(gòu)，在寒冷季節(jié)采取保溫措施。

改善約束條件的措施：①合理地分縫分塊：②避免基礎(chǔ)砼體積過(guò)大；③合理的安排施工工序，避免過(guò)大的高差和側(cè)面長(zhǎng)期暴露。

此外，改善混凝土的性能，提高抗裂能力，加強(qiáng)養(yǎng)護(hù)，防止表面干縮，特別是保證混凝土的質(zhì)量，對(duì)防止裂縫是十分重要。應(yīng)特別注意避免產(chǎn)生貫穿裂縫，一旦出現(xiàn)后要恢復(fù)其結(jié)構(gòu)的整體性是十分困難的，因此，施工中應(yīng)以預(yù)防貫穿性裂縫的發(fā)生為主。

3．3防止地基沉降變形

3．3．1加大建筑物的整體剛度，如磚混結(jié)構(gòu)房屋中增設(shè)圈梁，選用剛度較大的基礎(chǔ)形式如箱形基礎(chǔ)等。

3．3．2合理的設(shè)置沉降縫。設(shè)置沉降不但能大大地提高建筑的豎向剛度，起到“抗”的作用，同時(shí)，它還使一部分變成了剛體位移，從而起到了“放”的作用，故合理設(shè)置沉降對(duì)控制沉降裂縫至關(guān)重要。

3．3．3進(jìn)行地基處理，對(duì)地基進(jìn)行處理是防止出現(xiàn)沉降裂縫而大量采用的方法，地基處理的方式很多，一般要根據(jù)工程的具體情況來(lái)進(jìn)行選擇，在此不多述。

3．3．4從設(shè)計(jì)入手，對(duì)基礎(chǔ)產(chǎn)生的不均勻沉降可能引起墻體裂縫的薄弱部位，加強(qiáng)構(gòu)造措施，防止開(kāi)裂。對(duì)建筑細(xì)部構(gòu)件的防水構(gòu)造措施詳細(xì)完善，使施工有詳圖可依，保證細(xì)部構(gòu)件位置的外墻面不出現(xiàn)滲漏。對(duì)填充結(jié)構(gòu)的墻連續(xù)較長(zhǎng)或較高，采取有效措施，防止開(kāi)裂。

3．4控制施工質(zhì)量

3．4．1在混凝土澆筑前，與商品混凝土公司進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)試配，嚴(yán)格控制好水泥用量及砂、礫石粒徑與含混量(現(xiàn)澆板應(yīng)選用中粗砂，粒徑在0.25～0.5mm之間的石子。砂石合泥量均不得超過(guò)1％，如果砂、礫石含泥量過(guò)大，應(yīng)進(jìn)行沖洗)。選定較適合的施工配合比；混凝土澆搗過(guò)程中派專人在攪拌現(xiàn)場(chǎng)值班，嚴(yán)格按選定好的施工配合比攪拌。

3．4．2混凝土攪拌車出站前，每部車都必須經(jīng)質(zhì)量檢查員認(rèn)真核對(duì)料單檢查和易性合格才能簽證放行。坍落度抽檢每車一次?；炷敛捎没炷翑嚢柽\(yùn)輸車運(yùn)到施工現(xiàn)場(chǎng)。運(yùn)到現(xiàn)場(chǎng)的砼要察看起運(yùn)時(shí)間，要求運(yùn)輸時(shí)間不宜超過(guò)45min否則影響泵送性能或強(qiáng)度；同時(shí)要檢查混凝土坍落度，坍落度損失過(guò)大時(shí)要求商品混凝土公司退回此車混凝土熟料，坍落度損失較小的可現(xiàn)場(chǎng)以往實(shí)驗(yàn)經(jīng)驗(yàn)再摻泵送劑而不能讓施工班組人員私自摻水。

3．4．3認(rèn)真做好混凝土澆筑養(yǎng)護(hù)工作，保證混凝土強(qiáng)度、防治裂縫產(chǎn)生。規(guī)范規(guī)定，常溫下混凝土澆筑后，12h內(nèi)，必須覆蓋保溫養(yǎng)護(hù)，普通水泥不少于7d，而在夏季應(yīng)根據(jù)當(dāng)天氣溫和混凝土的澆水養(yǎng)護(hù)，一方面會(huì)降低混凝土強(qiáng)度，另一方面會(huì)使混凝土在硬化過(guò)程中來(lái)不及補(bǔ)充水分，因大量缺水而產(chǎn)生裂縫。所以做好對(duì)混凝土的澆水養(yǎng)護(hù)，可減少溫度產(chǎn)生的裂縫，也可降低混凝土收縮而產(chǎn)生的裂縫。

3．4．4混凝土澆筑在無(wú)施工管理人員同意時(shí)，嚴(yán)禁過(guò)早上人、堆料、施荷加載，因混凝土澆筑后要有一個(gè)硬化過(guò)程，才會(huì)有強(qiáng)度；在這個(gè)過(guò)程中，對(duì)混凝土加以保養(yǎng)，不能對(duì)混凝土施加任何外力。如果在混凝土尚未有一定強(qiáng)度的情況下，在其上面集中堆放建筑材料或支模立撐，這樣帶給現(xiàn)澆板的不是強(qiáng)度，而是更多的裂縫。因此，必須做到在混凝土強(qiáng)度達(dá)到1.1N／mm²以后，才允許在其上踩踏或安裝模板及支架。

3．4．5嚴(yán)格控制板面負(fù)筋保護(hù)層厚度。混凝土現(xiàn)澆板負(fù)筋按設(shè)計(jì)要求都放在板上面，有梁通過(guò)或隔斷時(shí)一般放置在梁鋼筋上面或與梁鋼筋綁扎在一起。為了控制好負(fù)筋保護(hù)層厚度，本項(xiàng)目采用φ10～φ14的鋼筋馬凳，縱橫間距800mm左右來(lái)固定負(fù)筋的位置，并用電焊把馬凳與負(fù)筋焊牢，使馬凳在混凝土澆筑過(guò)程中不移位，保證負(fù)筋不下沉，從而有效控制負(fù)筋保護(hù)層的厚度，不使板負(fù)筋保護(hù)層過(guò)厚而產(chǎn)生裂縫。

3．4．6認(rèn)真驗(yàn)算支模體系的強(qiáng)度，嚴(yán)格檢查支模體系是否按方案搭設(shè)。嚴(yán)格按規(guī)范留設(shè)拆模試板，現(xiàn)澆板的拆模要經(jīng)拆模試塊檢驗(yàn)合格后方可進(jìn)行。通過(guò)控制防治了沉降裂縫的產(chǎn)生。

3．4．7如在混凝土初疑前以發(fā)現(xiàn)較細(xì)小的裂縫，可用農(nóng)用噴霧器噴水濕潤(rùn)后用木抹子全面進(jìn)行一次抹壓，彌合以產(chǎn)生的裂縫，不使其產(chǎn)生應(yīng)力集中導(dǎo)致貫穿性裂縫。

3．4．8經(jīng)與建設(shè)方、設(shè)計(jì)方研究討論在現(xiàn)澆板四角配置一定數(shù)量的角筋，印輻射筋。針對(duì)現(xiàn)澆板裂縫多發(fā)生在板角這一現(xiàn)象，在板角四周增設(shè)φ8@200mm，長(zhǎng)度為1800mm左右的輻射筋，以此來(lái)滿足板角應(yīng)力的需要，使現(xiàn)澆板產(chǎn)生裂縫的應(yīng)力作用范圍與輻射筋相一致，從而有效地控制裂縫的產(chǎn)生。

4 結(jié)束語(yǔ)

在實(shí)際工程中采用以上綜合措施，有效地減少了混凝土建筑裂縫的產(chǎn)生和發(fā)展，取得了較明顯的效果。但混凝土建筑裂縫的預(yù)防與控制是一項(xiàng)系統(tǒng)工程，需要從設(shè)計(jì)、施工、材料、檢測(cè)等各個(gè)方面進(jìn)行控制，并且要在提高控制技術(shù)和技術(shù)管理水平這個(gè)根本問(wèn)題上系統(tǒng)地、綜合地運(yùn)用各種預(yù)防措施，以確保建筑工程質(zhì)量的提高。

作者單位；二十三冶建設(shè)集團(tuán)