建筑工程施工中混凝土裂缝的成因与治理
2021-11-21贾宇
贾 宇
(山西钢铁建设(集团)有限公司,山西 太原 030003)
1 建筑工程施工中混凝土裂缝
1.1 设计方面的因素
如果在混凝土结构的设计阶段设计人员出现了计算错误,会使建筑物的实际受力与设计受力产生偏差,导致混凝土出现配筋结构刚度不符、配筋数量不符等差错,从而使得在工程施工时混凝土产生裂缝。
1.2 施工方面的因素
在现场施工中混凝土材料会随着外界因素变化而产生水分蒸发、干缩的现象,进而出现裂纹。另外,工作人员在搅拌、运输、浇筑及振捣混凝土的过程中,如果出现失误就会使混凝土的质量产生问题,继而出现裂缝。具体来说,作业人员在浇筑混凝土的时候,如果模板支撑的刚度不够、模板的加固方式不正确、拆模的时机不对等,都会使得施工后混凝土产生裂缝;如果没有充分振捣,会使得混凝土产生漏振的情况,最终导致混凝土的密实度不够而产生裂缝。另外,作业人员还要注意施工时钢筋是否会碰撞,一旦钢筋碰撞会产生移位,久而久之混凝土就会产生质量问题。
1.3 结构不规则
当建筑结构的形状及布置不规则时,由于各个方向上结构的刚度不一,因而产生的变形也不一样,将在结构刚度薄弱处发生应力集中和弹塑性变形集中,从而形成裂缝。
1.4 混凝土材料
混凝土虽然强度高,但是在应用于施工的过程中受到空气因素的影响,硬化成型的混凝土中会出现大量的气孔、微孔隙,继而引发微裂缝。而随着使用时间的延长,混凝土遭受风蚀危害,这些气孔逐渐连接在一起,最终产生了较大的裂缝,对建筑的稳固性造成严重的影响。
1.5 温度
钢筋混凝土会受到温度的影响,在温度比较低的情况下,如果不能及时处理裂缝,经过反复的冻融,会使裂缝的范围逐渐扩大。施工人员可以在混凝土构件表面覆盖塑料布、阻燃草帘被(编织袋封包)、保温棉被等进行保温,对混凝土接茬部位进行浇筑时,也应当先加热接茬处,然后实施浇灌。
2 混凝土裂缝的成因
2.1 塑性收缩裂缝的成因
混凝土浇筑施工后,由于蒸发而导致收缩现象为塑性收缩。塑性收缩应力超过混凝土自身抗拉力,会导致塑性开裂。如果环境干燥,加之风大、高温,没有及时养护混凝土,混凝土处于失水状态,楼板等部位就会出现裂缝。如果浇筑混凝土时产生分层问题,或者混凝土离析,在混凝土骨料下沉时被钢筋阻挡,仅钢筋上方有砂浆,也会出现塑性裂缝。
2.2 干缩裂缝
当混凝土不再实施保湿养护,处于干燥空气环境中,大量水分散失会导致严重收缩却不能反弹,随着水泥浆体干燥收缩越来越严重,当混凝土硬化后,失去水泥浆体小毛细孔中的水,此时出现负压现象导致进一步收缩产生裂缝。干缩裂缝受环境影响很大,与水泥使用量、水胶配比以及添加剂等有一定关系。
3 混凝土裂缝的防治措施
3.1 混凝土原材料的控制
水泥是混凝土重要组成部分,固体水泥浆体体积变化会导致混凝土收缩问题。在混凝土中使用粗骨料可以有效抑制水泥浆体体积变化,起到抵抗收缩的作用。混凝土中骨料含量越多,收缩量越小。小粒径粗骨料干缩性较小,可以在混凝土中适当使用,温度对其影响不大,可以增强抵抗裂缝功能。
3.2 加强后期养护工作
在进行混凝土养护时,要确保使用的施工材料质量符合要求。混凝土的保温和养护工作直接反映施工材料质量是否符合施工标准,对混凝土进行温度养护,可避免因施工材料内部结构与外界的温度差产生温度变形,导致裂缝的发生。混凝土施工中,要充分考虑施工环境,外界环境会影响到混凝土材料性能,夏季要做好防晒工作和隔热措施,阴雨天气要使用防雨材料覆盖混凝土,冬季则要做好保温措施。进行养护环节时要做好排水工作,避免因混凝土渗入水使材料整体质量下降,会使混凝土产生大面积裂缝。
3.3 有效改善建筑工程结构设计
通过不断改良建筑物的设计,可以显著降低混凝土产生裂缝的概率。例如,设计人员在考虑结构设计的时候可以选择中低强度的混凝土材料,也可以在承台表面增加钢筋的使用量;针对温度变化所形成的裂缝,在实际操作中,可以通过采用永久式的伸缩方式来避免因温度变化而形成裂缝。总而言之,相关人员需提前总结会导致混凝土出现裂缝的具体因素,并做好预先准备工作,完善建筑工程施工设计。
3.4 加强对混凝土浇筑施工的监管
在工程施工时,建筑企业需要加强对混凝土浇筑工作的监督管理,明确混凝土浇筑的基本信息,如混凝土的浇筑量、混凝土浇筑振捣的耗时、运输混凝土的时间等。根据混凝土的泌水性,其表面的二次压抹工作应该在终凝结束之前就做好。除此之外,还需增加混凝土材料的刚度以适应施工的周边环境,或通过扩散应力来适应施工环境,如在混凝土表面铺设脚手板。
3.5 地基基础设计
基础设计时,为抵抗不均匀沉降引起的裂缝,宜选用承载力足够且均匀的土层作为基础持力层,遇有高压缩性土层或不均匀土层可采用换填垫层法、CFG桩、振冲碎石桩等地基处理措施;如遇软弱不均的土层,可选择整体刚度较好的基础。高层建筑主体与裙房基础应协调设计,可选用不同的基础形式,减少两者间的沉降差,以消除沉降不一致带来的影响。
3.6 温度裂缝防治
在钢筋混凝土工程施工过程中需要选择低热水泥,这种水泥可以使水化过程中所产生的水化热现象降到最低。在施工过程中需要尽量控制混凝土水灰比,同时将外加剂与混凝土相融合,使水化热可以逐渐降低,延迟热峰出现的时间。通过合理改进混凝土搅拌工艺,为了使混凝土充分融合,有效降低混凝土浇筑温度。
4 结语
综上所述,建筑工程施工已经成为促进城市发展的重要基础。然而,钢筋混凝土作为建筑工程经常会用到的材料,很容易出现裂缝,且裂缝以多元化的形式出现。因此,对于混凝土结构裂缝必须加强重视,采取合理的方式封堵、加固结构,对于环境因素产生的裂缝,需要科学分析,及时解决。