建筑施工中的混凝土裂缝问题及控制措施分析

2021-07-30甘肃方圆工程监理有限责任公司甘肃兰州730000

砖瓦 2021年7期

张娜（甘肃方圆工程监理有限责任公司，甘肃兰州 730000）

混凝土是当前建筑施工中广泛使用的一种建筑材料，混凝土具有价格低、抗压性强、使用方便等优点。我国的基础建设中都离不开混凝土材料。但混凝土材料的使用也存在着一些难题，从材料角度影响了建筑施工质量和建筑安全[1]。混凝土裂缝问题是当前在建筑施工中经常会出现的一种施工问题。无论是显性还是隐形的混凝土裂缝现象，都会对建筑的安全性产生影响，进而威胁建筑建设者、使用者的人身财产安全[2]。因此，探寻混凝土裂缝问题产生的原因，并提出针对性的控制措施对于改善当前的建筑施工质量有重要意义。传统对混凝土裂缝问题的控制方法采用单一改变混凝土成分的方式，控制混凝土裂缝问题的出现。

1 建筑施工中的混凝土裂缝问题原因分析

在建筑施工时，由于各个操作环节对混凝土的使用方式不同，凝结后的混凝土结构会出现大小、深度不同等程度、形式的裂缝，将裂缝的大小、数量等控制在一定的范围内，从力学角度来讲是符合施工质量要求的。混凝土的结构特性决定未经过预拌处理的原料抗压性很低，而且其实际使用时的性质会受多种因素影响[3]。结合相关统计数据，总结来讲有如下导致出现裂缝问题的原因。

1.1 混凝土浇筑地基变形

混凝土的自身材料性质决定了混凝土使用时需要浇筑的地基相对平整，若地基出现明显的高度差时，会使得浇筑时流动的混凝土的各组成成分在重力作用下，出现不均匀的成分沉降。而当混凝土凝固定型时，会导致混凝土结构出现变形，变形后的混凝土结构受到多种作用力的牵引，产生形变，最终形成不同大小、形状以及方向的裂缝[4]。混凝土浇筑时，因浇筑地基的施工作业问题，导致地基出现变形，会对混凝土产生不同方向的牵引作用。通常因地基变形导致的混凝土裂缝都是贯穿类型的，裂缝面积或深度相对较大。

1.2 材料质量影响

混凝土的主要组成原料为水泥和砂石，两个主要组成原料的质量将会直接对混凝土的质量产生影响。同时，水泥材料本身也会在保存时出现受潮或超期等质量问题，导致水泥材料质量、性质出现问题，影响混凝土强度。而砂石的颗粒大小也会影响混凝土中各个成分的均匀程度。当混凝土材料的质量存在问题时，会使得建筑施工使用的混凝土无法达到施工设计的预设理论强度，导致实际的施工作业时出现开裂现象[5]。

混凝土浇筑前需要对水、石灰、砂石进行充分的搅拌、浇筑完成后，为减少浇筑时带入空气产生空腔对浇筑结构的影响，需要对未凝结的浇筑体振实处理。以上任意一个环节出现问题，都会影响混凝土质量，进而导致建筑中混凝土结构出现裂缝。混凝土中各组成成分配比情况也会影响混凝土材料的强度，也是导致混凝土因本身性质出现裂缝的原因。

1.3 设计施工操作影响

在建筑项目前期的施工设计阶段，工程技术、人员需要多次实地进行对施工现场各项施工指标进行勘测，由于勘测操作的不规范，导致勘察数据出现较大的偏差。如果按照错误的施工设计指标进行混凝土浇筑作业，会导致浇筑量或混凝土材料配比出现错误，进而引起建筑因荷载问题出现裂缝。此外，因为混凝土良好的可塑性，在施工时需要使用不同的模板对未干燥凝结的混凝土进行塑型，以免浇筑的混凝土出现变形，若提前拆除模板也会导致混凝土的开裂[6]。

由于混凝土本身材料组分的性质，混凝土裂缝的产生也与环境温度有直接关联。进行混凝土浇筑作业时，混凝土材料与水发生反应产生的热量会使得周围温度出现变化。大幅度的温度变化，使得混凝土结构中产生温度应力。而混凝土结构内部可以承受的温度应变是存在一定阈值的，当应力变化超出该温度阈值时就会出现裂缝，随着裂缝的产生，混凝土内部的钢筋等支撑结构会露出，在外界的腐蚀下，会进一步对混凝土裂缝产生作用。

以上内容分析了导致混凝土结构产生裂缝的原因，下文将依据以上分析内容研究混凝土裂缝控制措施。

2 建筑施工中的混凝土裂缝控制措施研究

混凝土在浇筑过程中与水发生反应时会产生热量，为了避免混凝土生热反应导致温度变化过快而影响混凝土浇筑效果。按照下式确定混凝土水化热[7]：

式中Q(τ)-为混凝土与水反应至τ时刻过程中产生的水化热；

Q0-为混凝土最终的水化热；

a、b-为参数，其具体值要根据实际的工程情况确定。

混凝土浇筑后形成的结构会受到温度影响以及材料内部应力的作用，当混凝土的抗拉强度或者结构周围温度变化达到混凝土可以承受的最大拉应变时，就有一定概率会出现裂缝，则可以根据下式判断混凝土出现裂缝的依据：

式中σmax-为混凝土能承受的最大主应力；

ε-为混凝土能承受的最大主应变；

ftk为-使用的混凝土材料的抗拉伸强度理论值；

εp-为混凝土材料的应变极限值。

对混凝土裂缝问题进行有效控制首先要在建筑施工设计的前期进行准确的勘测，确定适宜混凝土浇筑作业的参数。对浇筑地基进行整平，控制地基的高度差在最小范围内，减少地基形变对混凝土结构的影响。为了应对混凝土水化热对混凝土浇筑质量的影响，可以通过在浇筑面铺设水管的方式对混凝土进行降温，避免因温差过大而出现裂缝。对于大量浇筑作业时，采用分层浇筑的方式，避免浇筑大量混凝土时，因混凝土散热性较差，而出现裂缝。在浇筑完毕后，采用湿砂养护策略，避免还未完全凝结干燥的混凝土结构出现水分大量蒸发问题，减少表面开裂的概率。

至此，完成了对建筑施工中的混凝土裂缝问题控制措施的研究。

3 工程实例验证

本节将以实际的工程项目为背景，对上文提出的建筑施工中的混凝土裂缝问题控制措施进行工程实例验证。

3.1 工程项目背景

项目1：某市人民医院住院部楼、儿科病区建设项目：地点位于某市新城区，本工程设计为1幢楼，总体施工计划建筑面积为59097m2，主楼十四层，建筑整体框架以剪力墙结构为主体。

项目2：XX市XX区公园佳苑12#-20#楼棚户区改造项目一标段。改造棚户区的总建筑面积约为71260.33 m2，分为地上建筑和地下建筑两部分。

项目3：中国人民银行某某市中心支行灾后重建发行库及营业办公用房工程。项目总体建筑工程采用剪力墙结构框架，建筑高度为43.2m，项目建筑总面积为12570m2，其中：发行库建筑面积1700m2；库务用房969m2；地下人防工程1624m2。

3.2 验证内容

本次验证采用对比验证的形式，将传统的混凝土裂缝问题控制措施与上文提出的混凝土裂缝问题控制措施进行对比。分别从各个施工项目中选取一定面积的作业区域，将作业区域均分后，依据建筑项目的施工需求，进行施工参数设计，并按照预设计划施工。建筑施工作业过程中，分别根据本文控制措施和传统控制措施的要求对于施工项目中的混凝土浇筑进行控制。在不同的施工进度下，分别统计各施工区域的混凝土出现裂缝的情况数据。分析实验数据，得出最终的实验结论。