張濤才

（合肥鐵路勘察設計院有限責任公司，安徽 合肥 230000）

混凝土裂縫是由多種因素引起的，如：荷載、溫度、收縮、地基變形或凍脹、鋼筋銹蝕、化學腐蝕、堿骨料反應、混凝土質量、水泥水化熱溫升等。由于混凝土內部水分、化學反應和溫度的變化常常引起體積變形，如：澆筑初期的凝縮及硬化后的自生體積收縮，濕漲(膨脹)，干縮，碳化收縮和由于溫度變化而引起的體積收縮。下面就幾種主要原因進行分析，并提出控制對策。

1 荷載引起的裂縫

混凝土結構在靜、動荷載及次應力下產生的裂縫稱荷載裂縫，主要有直接應力裂縫、次應力裂縫兩種。直接應力裂縫是指外荷載引起的直接應力產生的裂縫；次應力裂縫是指由外荷載引起的次應力產生的裂縫。產生的主要原因如下：

1.1 在設計階段，計算模型不合理，結構受力假設與實際不符，荷載少算或漏算；內力與配筋計算錯誤，結構安全系數不夠；結構設計未充分考慮施工的可行性，設計截面不足；鋼筋設計不合理，結構剛度不夠；構造處理不當；設計圖紙交代不清等。

1.2 在施工階段，不加限制地堆放施工機具、材料；不了解預制結構受力特點，隨意翻身、起吊、運輸、安裝；不按設計圖紙施工，擅自更改結構施工順序，改變結構受力模式；不對結構做機器振動下的疲勞強度驗算等。

對于荷載引起的裂縫，應分別從設計、施工階段采取措施。設計時采用合理的計算模型，嚴格按照規(guī)范要求，取合理的結構安全系數；施工階段要嚴格按照施工組織設計的要求，合理布局施工機具、材料、臨時設施等，科學、合理地劃分施工段，并按既定的施工方案進行施工。

2 溫度變化引起的裂縫

混凝土具有熱脹冷縮性質，當外部境或結構內部溫度發(fā)生變化，混凝土將發(fā)生變形，若變形遭到約束，則在結構內將產生應力，當應力超過混凝土抗拉強度時即產生溫度裂縫。溫度裂縫可分為表面溫度裂縫、深度貫穿溫度裂縫。表面溫度裂縫多由于溫差較大引起。如大體積混凝土澆注之后，由于水泥水化放熱，導致內部溫度很高，內外溫差太大，致使表面出現(xiàn)裂縫。深層貫穿裂縫多由于結構降溫差值大，受外界的約束而引起。如現(xiàn)澆混凝土或大體積剛性擴大基礎，澆注在堅硬的地基上，未采取隔離等放松約束措施或收縮縫間距過大，在混凝土澆注時，溫度很高，加上水泥水化熱的溫度升高很大，使溫度更高。當混凝土冷卻收縮時，全部或部分地受到地基或其他外部結構的約束，在混凝土內部出現(xiàn)很大拉應力，進而產生降溫收縮裂縫，這類裂縫有時成貫穿狀。引起溫度變化的主要因素有：年溫差、日照、驟然降溫、水化熱、蒸汽養(yǎng)護或冬季施工措施不當等。

溫度裂縫的控制措施有：

（1）降低混凝土的澆注速度。如采用降低骨料的溫度，或加冰水，選在夜間最低溫度時澆注等。

（2）降低水泥的水化熱。如選用低水化熱水泥，或減少水泥的用量，或摻加優(yōu)質粉煤灰。

（3）加快澆注后混凝土的散熱。如用鋼模板，或分層澆注混凝土，以便散熱。或在大體積混凝土中預埋或利用一些管，通過冷水或冷風來降溫。

（4）降低澆注混凝土結構的外部約束。如減小澆筑體長度或厚度，或減小約束體體積，或改善交界面狀況，兩層混凝土澆注間隔時間不得長于15天。

（5）加強混凝土的表面保護。如澆注后，表面應及時用草簾、草袋、砂、鋸末等覆蓋，并灑水養(yǎng)護，或蓄水養(yǎng)護；冬季采取保溫措施，保護混凝土表面，薄壁結構，要適當延長其拆模時間，使之緩慢降溫。

（6）改善混凝土的性能。如盡量選用低熱或中熱水泥，或選用合適骨料如石灰?guī)r骨料及其級配良好，以便降低水化熱。

（7）合理地分縫分塊，避免澆注體積過大，合理地安排施工工序，避免過大的高差和側面長期暴露。

3 基礎變形引起的裂縫

由于基礎豎向不均勻沉降或水平方向位移，使結構中產生附加應力，超出混凝土結構的抗拉能力，導致結構開裂。建筑基礎不均勻沉降的主要原因有：地質勘察精度不夠、試驗資料不準；地基地質差異太大，結構荷載差異太大或結構基礎類型差別太大；地基處于凍脹土質，建筑基礎基于滑坡體、溶洞或活動斷層等不良地質。

對不符合設計要求的地基應進行基礎處理，使得地基的差異控制在允許范圍之內；科學設計支架搭設，對支架進行全面堆積預壓以消除非彈性變形；在混凝土中加減水劑以減少混凝土泌水，確?；炷帘Ｗo層厚度。

4 鋼筋銹蝕引起的裂縫

鋼筋銹蝕引起的裂縫是由于混凝土質量較差或保護層厚度不夠，混凝土保護層由于二氧化碳侵蝕炭化至鋼筋表面，使鋼筋周圍混凝土堿度降低，或由于氯化物介入，鋼筋周圍氯離子含量較高，均可引起鋼筋表面氧化膜破壞，鋼筋中鐵離子與侵入到混凝土中的氧氣和水分發(fā)生銹蝕反應。其銹蝕物氫氧化鐵體積比原來增長約2～4倍，從而對周圍混凝土產生膨脹應力，導致保護層混凝土開裂、剝離，沿鋼筋縱向產生開裂，并有銹跡滲到混凝土表面。

鋼筋銹蝕引起的裂縫控制措施有：采用足夠的保護層厚度；施工時應嚴格控制混凝土的水灰比，加強振搗保證混凝土的密實性，防止空氣侵入；嚴格控制含氯鹽的外加劑用量。

5 收縮、徐變引起的裂縫

收縮引起的裂縫是不規(guī)則的斜裂紋，在鋼筋以上，似龜紋，常出現(xiàn)在現(xiàn)澆混凝土數周或數月后。影響混凝土收縮裂縫的主要因素有：水泥品種、標號及用量、骨料品種、水灰比、外摻劑、養(yǎng)護方法、外界環(huán)境、振搗方式及時間?；炷两Y構物在使用過程中將隨時間長短不同產生徐變，結構物的徐變也將產生徐變裂縫。徐變產生的裂縫一般從結構物開始使用直到該混凝土結構的使用壽命結束為止。

為了控制收縮、徐變引起的裂縫，應加強早期混凝土養(yǎng)護以降低混凝土中水分蒸發(fā)速率，在結構外露面覆蓋土工布、麻袋、海綿等，然后進行澆水養(yǎng)護。

6 材料質量引起的裂縫

混凝土主要由水泥、砂、骨料、拌和水及外加劑組成。配制混凝土所采用的材料質量不合格可能導致結構出現(xiàn)裂縫。比如，粗骨料的強度不夠會影響混凝土的極限抗壓強度，從而引發(fā)荷載裂縫的拓展；水灰比過大會引起由于水分蒸發(fā)而產生的混凝土內部裂縫等等。

施工過程中對原材料（鋼筋、水泥、砂碎石、水等）都應進行嚴格的抽樣檢驗，使用符合要求的原材料；對混凝土配合比應進行對比試驗，及時調整施工配合比，確?；炷恋氖┕べ|量；在高溫下或雨后施工對砂、碎石應進行含水量實驗。

7 施工工藝質量差引起的裂縫

在鋼筋混凝土結構澆筑、起模、運輸、拼裝及吊裝過程中若施工工藝不合理、施工質量低，可能產生各種形式的裂縫，特別是細長薄壁結構更容易出現(xiàn)裂縫，裂縫出現(xiàn)部位和走向、裂縫寬度因產生原因而異，如鋼筋混凝土保護層厚度過厚、混凝土振搗不密實、不均勻、混凝土澆筑太快、水灰比過大、混凝土早期受凍、拆模過早等。

對于施工工藝質量差引起的裂縫應從以下幾方面采取措施：

混凝土應嚴格按配合比計量投料，拌攪時間不應小于1～2min，使和易性好，不離析。

混凝土運輸過程中應保證不滲露，不析水，避免日曬雨淋，運輸時間盡可能短。在高溫下運輸應及時檢測混凝土坍落度，以確保由于蒸發(fā)而造成的水分損失，并及時調整坍落度。

混凝土分層或分段澆筑時，接頭部位要處理得當，否則易在新舊混凝土和施工縫之間出現(xiàn)裂縫。

施工模板應具有足夠的剛度，以避免在澆筑混凝土時，由于側向壓力的作用，使得模板變形，產生與模板變形一致的裂縫。

施工時拆模不宜過早，避免由于混凝土強度不足，使得構件在自重或施工荷載作用下產生裂縫。

[1]田曉朋.大體積混凝土裂縫產生原因及其預防控制措施.科學之友，2008年7期.

[2]劉廣春.大體積混凝土結構裂縫控制措施.中國新技術新產品，2008年8期.

[3]莫睿嫻.淺談橋梁混凝土的裂縫及預防措施.廣東建材，2008年第1期.

[4]喬洪峰.公路橋梁混凝土裂縫原因及修補方法.山西建筑，2008年第5期.