岩土施工中混凝土结构裂缝原因分析与控制方法

（甘肃农业大学水利水电工程学院，甘肃兰州 730070）

由于混凝土构架本身的用材特征、受力状况，在混凝土构架作业实施期间，难以避免构架出现裂缝。经过对实践中的混凝土构架出现裂缝的因素进行解析，分析引起混凝土构架出现裂缝的根本原因，可在作业实施中高效把控混凝土实际状况。施工人员在施工过程中应提升质量把控意识，持续提高业务能力，严格按照相应规范要求改进工程项目方案设计、作业实施品质、养护步骤管理，降低混凝土构架开裂的概率，确保建筑作业的实施质量，使作业实施单位得到预期收益。

1 混凝土构架与裂缝的关系

在混凝土出现开裂前期，由于环境、气候、湿度、温度等多种因素，造成混凝土构架出现腐蚀、破损等问题，加大了对裂缝的数值、长度、宽度等因素的影响，减小构架的总体韧性、刚性，损害构架结构。

在混凝土构架裂缝逐渐加剧的过程中，裂缝的移动轨迹沿着混凝土构架横截面的中心轴逐渐向上移动，使混凝土项目工程持续发生开裂现象，构架的形变概率也会增大，建筑项目工程的平稳性和可靠性持续降低，使建筑的安全隐患大幅度增加。混凝土开裂导致钢筋暴露在空气中，钢筋与空气中水分发生反应发生软化、锈蚀，影响钢筋强度。

分析相关理论知识可知，混凝土开裂加剧和钢筋锈蚀会降低建筑的整体构架安全系数，影响建筑的抗震能力。应对裂缝处理方法进行完善，避免恶性循环，提升建筑的可靠性和经济性。

混凝土裂缝初期即裂缝较小时，施工人员未进行及时修补，裂纹不断扩大形成贯穿裂缝、大宽度裂缝，加大了混凝土项目的修复难度，增加了成本投入。

2 混凝土裂缝原因

2.1 混凝土受到温度应力

在实际的岩土工程施工中，温度应力是导致混凝土出现裂缝的重要因素。混凝土施工过程中，外部温度随着施工时间的推移不断变化，导致混凝土出现分层等现象，混凝土内部与外部出现温度应力，对内部钢筋产生不利影响。应力会随着内、外温度不断变化。

2.2 建材选择不符合工程标准

岩土工程相较其他工程具有较大差别，对技术标准与建材等要求较高，建材与施工技术的选择对混凝土结构的影响较大。用材的物理特征、功能指标、比例用量均须符合工程的实际需求。

搅拌水泥与石灰搅拌的过程中会出现硬化物质，影响水泥用材原有的比例，水分的蒸发速度过快，会使混凝土外层干缩产生细孔，细孔随着混凝土的凝结继续收缩产生裂缝。

2.3 设计工作未依照实际工程开展

在建筑工程中，图纸的设计与施工计划是工程的前提与依据，混凝土构架的设计方案不合理是产生混凝土裂缝的重要因素。混凝土构架应符合工程的创建需求，综合实际施工情况针对性设计施工方案。

在实际工程中，各施工环节均会对混凝土的结构产生影响，若缺少对现实承受极限值的考量，混凝土构架强度无法满足规定标准，产生裂缝。

3 混凝土结构裂缝处理方式

混凝土结构裂缝主要分为既干缩性裂缝、温差裂缝及塑性裂缝，对于不同的外界与内部因素导致的裂缝应采取针对性处理，避免裂缝的出现，为岩土工程的施工提供安全、合理的保障。

3.1 干缩裂缝

干缩性裂缝与其他因素导致的不同裂缝存在形式上的区别，干缩性的裂缝呈现的形态相对较细，呈横竖交错，无规律性。由于外界环境、气候、温度、湿度等原因的影响，存在混凝土表层水分蒸发速度过快的问题，表层干缩速率超过正常值，遭到混凝土内部的限制，拉应力过大使混凝土表层出现开裂。应对混凝土的配比进行精确把控，控制粉砂使用量；混凝土浇灌后应加大养护力度，使混凝土表层保持湿润，提升混凝土表层的抗裂性能。

混凝土的喷水养护除在岩土施工中使用外，还可应用在道桥建设中，混凝土脱模环节完成后须采用喷水的方式对其进行养护。混凝土施工完毕或养护完毕后，应考虑阳光直射加快混凝土表面水分的蒸发速度，露天摆放时应避免阳光的直射或在空气中长时间暴露，可利用塑料布对其表面进行覆盖，确保其湿润程度，薄壁构架须堆放在无日晒的位置。

混凝土构架在露天条件素下作业，应注重防风，反复检查，如果出现细小裂缝，应及时进行喷水处理。

3.2 温差裂缝

温差裂缝主要是混凝土内外温度应力大于混凝土本身的强度，导致裂缝产生。为了避免出现温差应力过大的情况，应采取后浇带或永久变形缝措施，完善对构架抗侧力构架实施工作。

在体积范围较大的混凝土构架施工中，水泥水化会导致温度大幅度变化。除混凝土外部环境的温度与湿度变化幅度较大外，混凝土表面温度与内部温度差别较大也会导致出现裂缝，应注重预防。

在夏季进行施工时，应选择一天中温度变化幅度较小的时段进行混凝土的施工与初步晾干，减小混凝土表层与内部的温差，避免在高温或低温的条件下进行施工。温度过高、过低都会使得混凝土抗拉能力无法抵御拉应力，表面出现裂缝。

3.3 塑性裂缝

塑性裂缝出现的时期较早，安全隐患较大，混凝土的浇灌作业在初凝后或在最终凝结前进行，混凝土构架的表层会产生裂缝现象，外观、泥浆干燥时，表面出现缝隙。

塑性裂缝大部分表现为不规则的形状，混凝土温度超过标准温度、长期处在70 ℃以上的环境、与外界有较大温差、气候干燥等都会导致开裂。

多数塑性裂缝是混凝土水灰比不合理导致的，水泥量过多导致混凝土初凝后的养护无法达标，不能对混凝土表面进行有效覆盖，混凝土中的水分与空气长时间接触大量蒸发，使混凝土收缩过快，早期强度较低，无法有效抵抗变形应力，导致形变。

针对塑性裂缝，应注重严格把控混凝土原用材的比例，不可使用过量的水泥，浇灌混凝土前应先浸湿模板与基地整体。浇灌后应及时覆盖混凝土表层，控制混凝土表层水分的蒸发速度，根据实际情况适当喷水保持湿润，提升养护作业的质量和效果。

3.4 沉降裂缝

沉降裂缝主要是岩土工程中对施工场地勘察不足、设计图纸不严谨导致的，地基发生不均衡沉降导致裂缝。

地基承载极限数值不足、地基土质土壤不均衡、地基含水数值改变不符合相关规定等均会导致裂缝出现。沉降裂缝的实际方向与地基的主应力角度呈垂直形态，裂缝的大小、长度受时间与地基形变的影响。地基形变会产生较大的应力，导致贯穿性开裂，应制定完善的管制制度与方案，优化地基不均衡的现象。

针对勘测沉降现象，运用可行高效的举措对其实施把控，减小沉降裂缝导致的损伤。对地基实施压实与强化处理，提升地基本身的刚度、韧度，提升地基地承载力极限值。在基坑的四周建设排水设施，及时排除地下流水，保证地基刚度。提升混凝土构架的受力极限值，为工程的实施提供稳定性、安全性，运用压注水泥的浆液、构架补强等方式对混凝土构架进行强化。

4 结语

在混凝土构架的方案设计与作业实施中，可通过科学设计和制定预防措施避免裂缝出现。发现裂缝时，应明确裂缝的种类、大小、结构受力状况等并及时采取相应的措施对裂缝进行修复，确保构架的承载力、安稳性、耐久性，保证建筑混凝土项目工程的质量安全。