混凝土建筑物的裂缝分析及其控制

孙国忠

（山东华邦建设集团有限公司，山东 潍坊 262500）

1 建筑工程中混凝土概述

混凝土作为建筑工程施工阶段的主要建筑材料，广泛地应用于民用建筑、水利工程、交通建设等领域。混凝土结构强度高、承载力强、材料容易获取，其性能直接影响建筑结构的稳定性。为了提高建筑物整体稳定性，必须保证成型的混凝土结构整体强度和质量，避免裂缝对结构性能造成威胁。

裂缝一直是困扰混凝土结构的难题，经过多年的探索和创新，已有大量预防裂缝的技术和材料应用于混凝土会结构中，但仍然存在不同类型的裂缝问题，影响建筑物的整体性能和安全性。为此，应采取针对性措施优化施工技术，落实各环节要点，减少裂缝发生概率。

2 建筑工程中混凝土裂缝的成因

2.1 混凝土收缩应力问题

混凝土在浇筑后会失水不均，容易出现不均衡的干燥收缩，从而产生收缩裂缝。该问题主要出现在混凝土养护后期，混凝土内外硬化程度不同，水分蒸发不平衡引起应力差不同。自收缩裂缝主要是由于内部水分散失过快，导致体积变化不均衡。在混凝土凝结硬化过程中，水泥的活性较强，由于混凝土的水化热反应温度较高，溢出的水分不多，在高温、大风等环境影响下，表面水分散失过快，如果不及时补充水分，就会出现龟裂现象。

2.2 施工材料问题

钢筋混凝土材料质量不合格容易引起裂缝。在工程施工中，混凝土厚度达不到标准要求，施工过程中出现漏筋现象，造成混凝土保护层碳化或钢筋锈蚀，使钢筋混凝土整体碱度降低、钢筋锈蚀速度加快，导致钢筋混凝土结构的承载力不足，从而引发裂缝等问题。

混凝土具有一定的强度和抗渗性，但若砂石含量超标，则会导致混凝土干燥，易引发网状裂缝。在混凝土搅拌过程中所选用的砂石级配差、粒度过细等均可引起侧面裂缝。骨料中的酸性硅化物质与水泥中的碱性物质发生化学反应，产生的胶质具有膨胀性，导致混凝土结构膨胀，产生拉应力，从而引发裂缝。

混凝土浇筑后的固化阶段体积逐渐减小，但内外部收缩程度不同，如果养护不当，可能引起细小裂缝。配筋密度对混凝土收缩有重要影响，随着配筋密度的增大，结构稳定性得到增强，从而降低裂缝病害发生的概率。

2.3 操作方式不当

混凝土结构在施工过程中容易受温度、湿度等因素的影响，如温度过高会使结构表面水分散失过快，温度过低会减缓混凝土凝固速度，如果养护不当会引发不同类型的裂缝。在具体施工中，施工材料和施工工艺都会影响混凝土结构的施工质量。如果在施工过程中操作方式不当或没有严格按照标准配置混凝土材料，就不可能得到高质量的混凝土结构。混凝土浇筑和振捣是混凝土施工中最关键的两个环节，有的企业在混凝土施工中不重视裂缝控制的复杂性和混凝土浇筑难度，没有合理制定混凝土施工质量管理方案，施工人员的专业水平不够，不能充分结合实际情况灵活运用新技术，导致浇筑、振捣操作不当，后期引发裂缝问题。

另外，混凝土养护对结构的整体性能起着重要作用，如果混凝土浇筑后不及时采取针对性养护措施，不合理使用专用的养护材料或养护措施不及时，就可能导致混凝土开裂。通常混凝土浇筑后需要立即进行7～14天的养护，常用的养护方法有洒水、专用养护剂、覆盖麻袋等。养护人员应根据具体情况合理选择养护方法。

3 混凝土建筑物裂缝控制措施

3.1 做好设计工作

3.1.1 合理设计建筑物平面结构

建筑平面选型应严格遵守国家有关标准规范，明确工程实际情况，尽量简化设计方案。如果采用较复杂的平面解耦股，产生应力集中的概率会大大增加，甚至发生楼板开裂、墙体开裂等不良问题。设计人员还应科学合理地安排配筋结构，提高钢筋的抗裂性，避免建筑物结构界面应力过于集中，以优化建筑物抗裂性。设计人员在设计中还要合理配置钢筋结构，科学选择钢筋类型、数量和尺寸。但是很多设计师在设计时忽略了钢筋结构的重要性，并没有深刻地认识到混凝土抗裂性能与钢筋结构之间的关系。为了避免这些问题的发生，设计师应在保证混凝土使用要求的同时，适当提高荷载标准，合理布置配筋。

3.1.2 地基沉降控制

地基不均匀沉降会使建筑物的受力发生偏差，从而导致裂缝、变形甚至坍塌等。设计人员应合理安排水平墙体与竖向墙体，做好预留工作，尽量避免后期开洞。随着建筑物高度的增加，建筑物整体刚度下降，为了保证建筑物刚度满足要求，必须合理地控制建筑物高度与长度的比例。通过这种方法可以降低地基发生不均匀沉降的概率，从而提高地基承载力。另外，工作人员还应结合实际情况对建筑基础设计图纸进行改进和优化，以避免出现不均匀沉降。

3.1.3 变形缝控制

设计人员在设计中应科学、合理设置接缝宽度、位置，综合考虑建筑物抗震缝、沉降缝、伸缩缝等项目，明确施工影响因素。建筑物在使用过程中会受到不同程度的外界环境因素和气候条件的影响，尤其是地震等自然灾害对建筑物的安全构成了严重威胁。一方面，通过合理设置配筋率来控制建筑混凝土结构的延展性和抗变形能力；另一方面，采用连续配筋可降低裂缝发生的概率，并可采用后浇带施工技术防治裂缝。

3.1.4 保护层厚度控制

合理控制混凝土保护层厚度有助于延长建筑物的使用寿命，适当增加保护层厚度和密度不仅可以减少裂缝问题，而且可以改善建筑物整体性能，防止外部水分、空气等渗入内部侵蚀混凝土结构、钢筋结构。地下结构对结构稳定性要求更高，可设置钢丝网以达到加固效果。另外，适当增加楼板厚度也有助于裂缝问题的预防。

3.2 科学控制温度

建筑混凝土结构直接受到温度变化影响，施工过程中应加强对现场温度变化的调查，详细记录各环节的温度变化情况，合理选择施工时段，尽量避免在高温、低温天气进行混凝土结构施工作业。在混凝土配置过程中，当外界温度较高时，可采取降低原材料温度、添加冰水等措施，降低混凝土浇筑和凝固阶段内部的水化热，避免内外温差过大。对于大体积混凝土，浇筑时可在内部埋设冷水管，及时带走内部水化热，降低温度裂缝发生概率。

3.3 优化浇筑工艺

目前，混凝土的浇筑方式主要有分层浇筑、分段浇筑、斜面分层浇筑三种，有时还可结合不同形式浇筑。混凝土浇筑前，工作人员应结合工程实际制定浇筑方案，通过优化混凝土浇筑工艺可有效减少裂缝的产生。首先，工作人员在准备阶段需要精确地计算混凝土浇筑温度、湿度应力、收缩应力等，确定混凝土内外温差、速度等参数后进行浇筑方案的编制与优化。其次，在浇筑过程中检查混凝土配合比是否合理，确保混凝土质量达标后进连续浇筑，同时做好振捣工作，提高混凝土整体密实度。最后，混凝土浇筑后应及时进行养护，确保混凝土水化反应均匀合理，并加强温度和湿度控制。

3.4 混凝土振捣

混凝土振捣直接影响混凝土结构的密实度和整体性，必须由专业技术人员操作，以保证振捣的有效性。同时，避免过振引发离析、泌水等问题，要根据实际需要控制振捣间距、时间，以免引发裂缝问题。在振捣过程中，工作人员应避免触碰钢筋结构，以免钢筋产生位移，影响建筑整体质量。如果浇筑完成后表面出现一些不影响整体性能的细小裂缝，可采用抹面处理消除裂缝，提高混凝土结构整体的防水性能。按照15～30s的标准控制振捣时间，在初次振捣完成后间隔20～30min再次振捣，这样可以提高混凝土密实度。振捣间距一般控制在30～50cm左右。在振捣过程中要注意“三不靠”，即不能触碰模板、钢筋、预埋件。为了进一步提高混凝土结构密实度，可采用木锤轻敲模板边角和钢筋密集部位。在混凝土终凝前可通过抹面处理混凝土表面，既能保证表面光滑度，又能减少细小裂缝。另外，工作人员还应合理确定拆模时间，加强混凝土结构整体强度监测，在强度达到设计标准70%以上时逐步拆除模板。

3.5 优化原材料选择

3.5.1 水泥

建筑工程施工中需要使用大量的水泥材料，而水泥在固化过程中会释放大量的水化热，直接影响混凝土结构的施工质量。因此，应严格控制水泥材料，尽量选择低水化热的材料。目前，最常用的水泥材料是普通硅酸盐水泥。水泥进场前，检测人员要对水泥进行抽样检测，根据相关标准确定水泥各项参数是否符合工程要求。水泥遇水会发生反应，因此，应按标号选择干燥的位置分开存放。运输水泥时要注意防潮、防水，定期检测水泥性能，及时将受潮结块的水泥清理干净，避免使用劣质水泥。

3.5.2 细集料与粗集料

集料是混凝土材料的主要配料，对提高混凝土结构承载能力和耐久性起着重要作用。为了提高混凝土结构的整体质量，需要合理选用细集料和粗集料。工作人员按设计要求试配混凝土，并按石料粒径要求合理选用集料，以保证建筑物的正常使用。另外，考虑到工程建设的经济性，可采取因地制宜、就地取材的原则。

3.5.3 水与外加剂

水是混凝土中不可缺少的材料。目前，混凝土对水质要求不高，一般用洁净的自来水搅拌即可。外加剂主要用于调整混凝土性能，如加入减水剂、早强剂等可提高混凝土的强度和硬度，外加剂与水泥反应可有效地提高混凝土强度和硬度、提高建筑结构的稳定性，实现工程施工质量的优化。

3.6 混凝土养护

混凝土结构浇筑完成后，工作人员按照建设单位要求对混凝土施工质量进行重点检查，立即进入养护阶段。施工企业或施工团队应组建专业养护队伍，积极引进先进的仪器设备，细致地检查混凝土结构内外的温度情况，并利用超声波探测仪、红外线显示仪等设备检查混凝土结构，以确定内部是否存在裂缝问题。工作人员要重视每一处裂缝、裂纹，一旦发现问题及时联系技术人员，由专业技术人员进行处理。

4 结语

混凝土结构施工涉及多个环节，每一个环节都会影响建筑物整体结构的质量。因此，工作人员应从原材料、混凝土施工方案编制、混凝土浇筑振捣、混凝土养护等环节加强施工技术优化，明确可能产生裂缝的原因，采取有效预防措施，尽量降低出现裂缝的概率，有效保障混凝土结构的质量安全，切实提高建筑物整体稳定性，为居民建造安全可靠的生活居住场所。