浅谈建筑施工混凝土结构裂缝成因分析与预防措施

黄开斌

【摘 要】从近代科学关于混凝土工作的研究及大量的混凝土工程实践证明，混凝土结构裂缝是不可避免的，裂缝是人们可以接受的一种材料特性，只是如何使有害程度控制在某一有效范围之内。因为使用的混凝土是多种材料组成的一种混合体，且又是一种脆性材料，在受到温度、压力和外力的作用下，都有出现裂缝的可能性。本文阐述了混凝土构筑物裂缝的种类并对其进行分析，提出了混凝土裂缝预防措施。

【关键词】建筑施工，混凝土结构，裂缝，预防措施

1.混凝土构筑物裂缝的种类及分析

由于设计的原因，如结构的造型尺寸、受力情况、构造等因素考虑不周，也会造成混凝土结构的渗、漏现象。从以往的实际情况看，混凝土的裂缝大致可分为以下几种：

1.1混凝土拌合物沉降裂缝

这种裂缝的发生，往往是采用大流动性混凝土拌合物时而发生的裂缝，大家知道，大流动性混凝土拌合物在混凝土初凝前，混凝土拌合物中的粗骨料始终处于一种自由体，虽然经过振动器械进行了振动，内部的孔隙也基本排除，但在混凝土内部的粗骨料本身在自身质量的作用下缓慢下沉，若是素混凝土，内部的下沉是均匀的，在混凝土硬化过程中，表面的裂缝一般均为施工人员在操作过程中所留下的脚窝因用素浆找平后而形成的，因为这些裂缝是素浆在硬化时产生的收缩（干裂）裂缝；但是只要在混凝土初凝时予以压光即可解决。另外一方面是钢筋混凝土，在混凝土没有达到初凝前，其内部的粗骨料继续处于下沉状态，而混凝土沿着钢筋的下方继续下沉，由于在钢筋的作用下，钢筋上面的混凝土被钢筋支护，在钢筋上表面沿着钢筋的走向产生裂缝，这种裂缝的深度一般只达到钢筋表面为止。

1.2早期混凝土干缩裂缝

这种裂缝一般出现在混凝土较薄的结构；如现浇楼板混凝土、道路混凝土、地坪等混凝土，在结构断面≤300mm、混凝土坍落度>100mm时，最容易发生此种裂缝。这种裂缝产生的原因是混凝土拌合物在浇捣完毕后，混凝土拌合物内部的水份一部分泌出流失，一部分被水泥水化所用，另外一部分被蒸发，尤其是在干热、风较大的季节以及在空中的薄壁结构板混凝土拌合物则更容易出现失水干缩而发生裂缝。这种裂缝出现的時间较早，一般混凝土在初凝前就已经发生，若不加以处理和养护，局部裂缝将会贯穿整个混凝土结构，部分裂缝也将达到结构1/3-1/2的深度。象这样的裂缝若在混凝土还没达到初凝之前，对其表面用木抹子进行再次拍压抹平，并立即在表面覆盖养护，即可消除该种裂缝的再发生。这种裂缝在实际的施工过程中会经常遇到，但只要引起注意，象混凝土早期出现初凝前的裂缝完全可以避免。

1.3贯通性毛细孔和微细裂缝

在一般大流动性混凝土工程结构上容易产生贯通性的毛细孔。因为泵送混凝土的流动性大，相应地混凝土单位用水量也要比普通混凝土用水要多。在混凝土浇捣完后，一部分水泌掉，一部分蒸发，一部分在水泥水化时被水泥吸收，那么另外一部分搅拌用水就存在混凝土内部，在一定的时间内，水慢慢挥发，原来水所占的体积就形成了一条毛细孔隙，在混凝土结构外部地下水的压力下，这种贯通性的毛细孔就很容易产生渗漏。

微细裂缝主要反映在大流动性混凝土内部，由于在振捣时漏振或振捣不够，在混凝土硬化前，尤其是在钢筋下方的骨料仍在继续下沉，而钢筋上部的混凝土中的骨料被钢筋所支撑不能下沉，在钢筋的下表面就形成了一道微细的水膜，日后它则会形成一条孔隙，地下水便会从此缝隙渗漏到混凝土结构物内部。

1.4混凝土应力裂缝

（1）混凝土拉应力裂缝

在混凝土硬化过程中，混凝土构筑物可能要承受各种温度和湿度及其它原因引起变形而产生应力裂缝，因为混凝土在内、外约束应力作用的情况下，混凝土构件的自约束应力是由于非线性的不均匀变形引起，它产生了局部裂缝，而混凝土构件（结构）在外部的约束应力由于结构与结构的相互约束，这种约束变形可能使混凝土构件（结构）产生贯穿性断裂和局部裂缝。

（2）混凝土自应力裂缝

在混凝土硬化后，即使在混凝土上方没有任何荷重的作用，也因其自身的收缩而产生裂缝。尤其是在夏季的混凝土施工，更容易发生该方面的裂缝。这种裂缝往往是在混凝土墙板上容易产生，它的形式一般为上下贯通的裂缝，在整个混凝土墙壁上呈现出有规律性的裂缝，一般在1.8～2.2m一道。原因是混凝土在水泥水化热达到一定的温度的时候，混凝土的膨胀应力开始消失而此时的混凝土开始产生收缩。这种收缩是均匀的收缩，所以在此种条件下，混凝土墙板的裂缝呈现出有规律性的裂缝。但是，若墙板与地下室承重相联结蹬地方，往往会在柱与墙的交点处裂缝以及在墙板的变截面发生裂缝。

1.5荷载变形裂缝

这种裂缝一般可分为两种情况造成：一是在混凝土结构还未达到设计要求的强度时，被车辆或重物的碾压或撞、砸而造成的变形缝；二是即使混凝土已经达到了设计强度，而在混凝土墙壁或薄壁结构物上撞击或超荷载堆放而造成的裂缝。后者出现的裂缝一般较为明显，属于贯穿性的裂缝。

2 混凝土裂缝预防措施

根据砼裂缝成因，采取适当措施进行预防要比事后补救有效的多。也就是说采取以防为主的方法，归纳起来，可以从以下几个方面着手：

（1）设计

在设计上要注意到那些容易开裂的部位，如深基与浅基、高低跨处等，应考虑到由于地基的差异沉降或结构原因而引起的薄弱环节，在设计中加以解决。在构件截面允许、配筋率不变而且浇筑方便的条件下，钢筋直径越细、间距越小则对预防开裂越有利。

（2）施工方案

良好的施工方案与预防、控制裂缝有很大的关系。施工方案主要应确定一定浇筑量、施工缝间距、位置及构造、浇筑时间、运输及振捣等。一次浇筑长度由垂直施工缝分割，最好是设置在变截面处或承受拉、剪、弯应力较小的部位。除控制一次浇筑厚度外，分层位置即水平施工缝留设位置也应加以注意，一般来说，因尽量留在变截面处，或远离受拉钢筋部位而设在砼的受压区，确定浇筑时间的原则应尽量避开炎热天气和昼夜温差大的日子。如果必须在夏季施工，则应采取材料降温措施来控制砼入模温度。

（3）施工质量

由于施工质量原因而产生的裂缝发生率在95%以上。如果在施工阶段控制住了裂缝，则在使用阶段开裂的可能性就很小了。因此，施工阶段是裂缝预防的主要阶段，在施工阶段要注意以下几个问题：首先砼要有合适的配合比，选择合适的配合比，不仅要满足强度要求、施工要求，还要从防止产生裂缝的需要出发。适当地选择好水灰比，在满足强度要求的原则下，尽可能减少水泥用量。其次钢筋的成型和模板安装位置要准确、牢固，以免施工中变形。钢筋上的污物和氧化铁皮要清除，以免影响粘结力。第三是浇筑、振捣操作合理，特别是振捣操作技术，往往不被人们重视。过分地振捣对砼均匀性有害，振捣不足也不能保证砼应有的密实度，要恰到好处。

（4）养护

养护的目的是使砼正常硬化，强度增长，不受或少受外界影响。技术关键是设法使砼温度级慢慢下降到接近外界气温，缩小降温过程中的温差。以便减小温度应力，阻力裂缝的产生。常规养护方法是喷水，对一般砼结构，减小表面收缩，防止龟裂是可行的。大体积砼由于块体内外温度不一致，强度增长不同，常常是在强度增长慢的表面开裂，其养护就不能只满足于用常规方法。具体说，尽量晚拆模，拆模后要立即覆盖或及时回填，避开外界气候的影响，养护期应以砼强度增长最快的阶段为准，即7至28天，最好能长些。

3.结论

裂缝是建筑工程混凝土结构中普遍存在的一种现象，它的出现不仅会降低建筑物的抗渗能力，影响建筑物的使用功能，而且会引起钢筋的锈蚀，混凝土的碳化，降低材料的耐久性，影响建筑物的承载能力，甚至危及人民的生命安全。因此严格按规程、规范要求施工，多观察、多比较，严把质量关，防患于未来，可以降低或避免混凝土裂缝的出现；而在施工过程中对裂缝进行认真研究、区别对待，多分析、多总结，采用合理的方法进行处理，结合多种预防处理措施，混凝土的裂缝是完全可以避免的。