浅谈建筑工程施工中混凝土裂缝的成因与治理

2013-04-09耿涛

河南建材 2013年1期

耿涛

周口市建设工程质量安全监督站（466000）

1 裂缝产生原因分析

混凝土结构或构件往往是带裂缝工作的。裂缝发展会使结构或构件的承载能力、耐久性和抗渗能力降低，同时会使建筑物的外观变差，建筑物的使用寿命降低，甚至严重时会威胁到人们生命和财产的安全。从多方面统计数据来看，很多工程混凝土的质量事故都是由于混凝土裂缝的发展所致。我们必须要采取有效控制的措施，将其混凝土裂缝的发展造成的危害程度严格控制在规范范围之内，保证建筑物对人们生命和财产的安全。

2 混凝土裂缝的成因分析

从实践来看，引发建筑工程施工混凝土裂缝的原因很多，总结之，主要表现在以下几个方面∶

1）材料问题

最常见的材料问题就是水泥和粗细骨料因过期或品种选择不当、配合比例不符合要求而引起的裂缝。此外，骨料与水泥中还可能含有的一些有害物质，或外加剂选用不当、酸碱物质相互反应以及钢筋结构的性能限制等，这些都可能引发混凝土裂缝。

2）设计问题

由于建筑工程施工设计上存在着问题，比如地质报告有误、钻探勘测数据不准确、施工图纸设计方法有问题等，这些都会引发混凝土施工裂缝。比如居民楼客厅楼板出现垂直裂缝，原以为是因温度原因造成的收缩性裂缝，经详查，实际上是因地下车库一道墙的主体下沉而产生的应力裂缝。

3）混凝土材料的配制问题

从实践来看，混凝土施工裂缝在很大程度上是因配置上的混合比例控制不当引起的，标准水灰配比是0.24～0.38，最低限度也要保持在0.6以下。如果使用同样的水泥，水灰比例就直接决定着混凝土强度等级，水泥搅拌过程中，所需水量仅是水泥总重量的1/4。但为保证其流动性与混凝土浇灌的质量，水灰的比例也应当相应的提高一些，因水泥水化热后会产生过多的水分从而残留在混凝土材料中形成水泡,因此大大降低了混凝土的抗荷载能力。从力学的角度分析，混凝土材料中的水泡及气孔在荷载的作用下，会因过度集中而产生裂缝。

4）环境问题

混凝土材料一般都具有热胀冷缩的特点，当施工环境、温度发生变化时，混凝土结构就会随之产生温度变形，建筑结构将会在温度变形下产生一定的温度应力。当该种应力超过了混凝土本身的抗裂强度时，裂缝就会产生。一般而言，裂缝宽度总是随温度的变化而有所改变，而且可以通过肉眼直接观察到。钢筋结构在受到了腐蚀、火灾等侵害时其表面就会被侵蚀，因这种物理和化学作用而造成的影响也是不可忽视的。

5）施工操作不当引起的裂缝

混凝土过早拆模，或者混凝土未达到终凝时间承受荷载等都可直接造成混凝土裂缝；在施工中板的上层钢筋一般较细，在交叉作业中，施工人员不采取措施对上层钢筋踩踏，使钢筋弯曲变形、下沉，保护层过大，导致板面裂缝；在施工中混凝土水灰比过大，多余的水形成水泡或蒸发后形成气孔，减少混凝土实际有效断面，在荷载作用下，使空隙周围产生应力集中，导致板面裂缝；混凝土砂石含泥量超标或级配差，会使混凝土产生网状裂缝或侧面裂缝，混凝土组成材料质量不合格，导致结构裂缝。

6）荷载作用引起的裂缝

钢筋混凝土的结构,在使用荷载的作用下，截面的混凝土拉应变是大于混凝土极限拉伸值，作用于截面上的弯矩、剪力、轴向拉力及扭矩等荷载效应会引起结构构件产生裂缝，这种情况下结构是带裂缝工作，是设计允许的；由于基础不均匀沉降，使混凝土结构出现的裂缝，也属于荷载作用引起的的裂缝，这种裂缝大多是由于地勘不准确或施工控制不到位造成的，是不允许发生；由于在施工中过早对结构构件承受荷载，使结构构件达不到设计强度，迫使混凝土产生裂缝，这是可以避免的；混凝土结构构件在使用过程中,超过设计的允许最大荷载，导致混凝土裂缝。这种破坏性裂缝是不允许的。

7）非荷载作用引起的裂缝

混凝土的收缩。混凝土在硬化过程中，由于水分蒸发、体积逐渐缩小而产生收缩。根据力学分析，由于结构构件受到支座的约束，当其收缩所引起结构构件的约束应力超过一定程度时，必然引起结构构件的开裂。

力学形变及温度应力裂缝。温度裂缝多发生在大体积混凝土表面，由于水泥的水化将产生并释放大量的水化热,造成混凝土构件内外部温差较大，膨胀不一致，混凝土表面产生拉应力，内部产生压应力，当这种拉应力超过了混凝土抗应力时便产生裂缝。温度变化较大的地区，温度裂缝通常无规律，大面积构件裂缝常纵横交错,受温度变化影响明显，裂缝冬宽夏窄。

1）改善结构设计

在建筑工程结构设计过程中，可选用中低强度混凝土材料，也可在承台的表面增加钢筋的用量。实践中为避免因温度的变化而引起的混凝土施工裂缝，可采取永久式的伸缩方式进行设计；建筑工程结构裂缝产生的原因很多，结构长度问题是产生收缩应力主要影响因素之一。根据建筑工程项目建设的实践情况，施工单位一定要采取有效的设计方案，尤其要考虑混凝土施工中可能产生裂缝这一问题。

2）加大混凝土浇筑过程的监管力度

建筑工程施工过程中，为有效的防止出现混凝土施工裂缝，笔者认为要先确定混凝土材料的一次浇筑量、易产生裂缝的位置以及构造和施工缝之间的间距、混凝土运输过程以及振捣浇筑时间等相关因素。混凝土材料自身就有泌水性，而且骨料下沉且容易产生塑性收缩裂缝，因此在初凝至终凝前这段时间内要对混凝土材料的表面进行二次压抹处理。当楼层建筑中的混凝土浇筑完一天内，其余施工工作只是限于定位、测量和弹线等前期准备工作，施工材料吊卸一律禁止，以免对尚未完成的终凝混凝土带来冲击振动。一般而言，二十四小时后可分批次的组织吊运小型的施工材料，同时要注意轻卸、轻放以及分散放置。第3天以后方可进行楼层墙板或楼面模板正常支模施工。为增强混凝土材料的刚度和减少弹性形变以及增强其抗冲击振动能力，可在新浇筑混凝土材料表面铺设旧木模板或脚手板，以适当的扩散应力，进而减少楼板裂缝问题的出现。

3）混凝土材料配制过程控制

混凝土材料配制过程中，如果有吸收率比较大的施工骨料，而且骨料中的含泥量、干缩量也比较大，那么混凝土的干缩性会增加。为增强混凝土材料的和易性、抗渗性、可泵性以及抗离析能力，可在混凝土材料中掺一些粉煤灰或高效的减水剂，以减少渗水现象，进而减少混凝土裂缝问题的出现。同时，混凝土材料在配比设计时，工作人员和管理人员一定要到施工现场进行实地考察，综合分析施工现场混凝土浇捣工艺和构件截面等因素，并及时的调整砂石等施工原料的配比。

4）对成型的混凝土要加强养护

混凝土施工过程重要注意保温养护，这是混凝土施工过程中非常关键的一个环节，可有效的降低混凝土浇筑块体内外的温差值，同时还能降低混凝土块体自身的约束应力。对成型的混凝土采取保温措施，可有效的减少内外的温差，缓和降温的速度，减小温度应力，同时对混凝土的强度增大和应力松弛作用的发挥也非常有利，可缓冲混凝土材料因表面的干裂而造成的大面积塑性收缩。因此，笔者建议应当加强对混凝土材料的养护，尤其是在遇到雨雪天气时，可组织施工人员搭设一些防雨设备遮盖其表面；同时还要注意排水，防止雨水流入到基坑之中，影响混凝土的浇灌连续性、最终影响建设工程的施工质量。

5）对现存裂缝进行修补

加强建筑工程混凝土裂缝治理,不仅要预防，而且还要对现有的裂缝进行有效修补,以免病害蔓延。对于当前我国建筑工程施工过程中存在的混凝土裂缝问题,应当及时的组织相关人员进行修补，以免病害进一步扩大，进而影响到整个建筑工程的结构的安全性及其使用耐久性。对于已有的裂缝，可从以下几个方面处理∶①组织施工人员对裂缝进行灌浆，利用压力设备将预先配置好的适量修补浆液压入到混凝土裂缝位置,通过物理修补法使裂缝闭合；②将裂缝表面做涂层封闭处理，再利用混凝土材料对细微的裂缝或网状的裂纹可产生的毛细作用，使其吸收修补胶液，这样就可以有效封闭混凝土施工裂缝；③对施工裂缝做封堵处理，及利用水泥砂浆对建筑工程施工裂缝进行填充和封堵，必要时可对施工裂缝进行有效的事先处理（比如将裂缝处的碎石料或者粉尘清理干净）,再通过填充一些材料进行封堵。

3 裂缝的预防控制

3.1 从施工过程进行控制和预防

加强控制混凝土施工配合比，严格控制水灰比和水泥用量，严格选择砂石级配，减少混凝土孔隙率及收缩量，提高混凝土抗裂强度；加强混凝土浇捣和养护，使混凝土在硬化过程中及时补偿有效控制裂缝。在裂缝容易发生部位和负弯矩筋区域采取措施，避免上层钢筋踩踏变形，导致板面裂缝；避免混凝土在零强度下冲击振动，防止楼板裂缝。

混凝土裂缝的预防，在模板工程中其构造要合理、模板及支架要有足够的刚度，以防止模板各杆件间的变形不同而导致混凝土裂缝；在混凝土浇筑时应防止离析现象，振捣应均匀、适度；在混凝土的养护中适当延长养护时间。