工業(yè)建筑混凝土結(jié)構(gòu)裂縫原因及對策

欒德才 王福友

（哈爾濱輕工建設(shè)集團有限公司，黑龍江 哈爾濱 150000）

工業(yè)建筑混凝土結(jié)構(gòu)裂縫是極為普遍的現(xiàn)象，其中較多的要數(shù)鋼筋混凝土構(gòu)件。實踐證明，混凝土結(jié)構(gòu)件和相當(dāng)部分裂縫是可以通過設(shè)計手段、施工措施來克服的，本文就常見的容易忽視問題，引發(fā)裂縫的原因進行歸納，并提出相應(yīng)的預(yù)防措施。

1 常見混凝土裂縫原因分析

混凝土是一種抗拉能力極低的脆性材料，尤其工業(yè)建筑改擴建項目，在施工和使用過程中，當(dāng)發(fā)生溫度、濕度變化，軋機震動、地基不均勻沉降時，極容易產(chǎn)生裂縫。近年來，隨著建筑技術(shù)、建筑材料、施工工藝的發(fā)展和試驗檢測手段的進步，不僅重視其物理性能，同時重視其化學(xué)性能。如“AAR”堿集料反應(yīng)以及化學(xué)介質(zhì)的侵蝕會使混凝土結(jié)構(gòu)過早產(chǎn)生裂縫，降低混凝土強度。

1.1 材料質(zhì)量

材料質(zhì)量問題引起的裂縫較常見的原因是水泥、砂、石等質(zhì)量不好。苦工程上用了這些不合格的材料就會導(dǎo)致“豆腐渣工程”，所以說只有材料的質(zhì)量關(guān)把好了，工程質(zhì)量才會在根本上得到保證。

1.2 地基變形

在鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)中，造成開裂主要原因是不均勻沉降。裂縫的大小、形狀、方向決定與地基變形的情況，由于地基變形的應(yīng)力相對較大，使的裂縫一般是貫穿性的。

1.3 施工工藝

施工工藝著重強調(diào)以下幾點:

(1)水分蒸發(fā)、水泥結(jié)石和混凝土干縮通常是導(dǎo)致混凝土裂縫的重要原因。(2)混凝土是一種人造混合材料，其質(zhì)量好壞的一個重要標(biāo)志是成型后混凝土的均勻性和密實程度。因此混凝土的攪拌、運輸、澆灌、振實各道工序中的任何缺陷和疏漏，都可能使裂縫產(chǎn)生的直接或間接原因。(3)模板構(gòu)造不當(dāng)，漏水、漏漿、支撐剛度不足、支撐的地基下沉、過拆模等都有可能造成混凝土開裂。施工過程中，鋼筋表面污染，混凝土保護層太大或太小，澆灌中碰撞鋼筋使其移位等都可能引起裂縫。(4)混凝土養(yǎng)護，特別是早期養(yǎng)護質(zhì)量與裂縫關(guān)系密切。早期表面干燥可使其內(nèi)外溫度較大更容易產(chǎn)生裂縫。

1.4 結(jié)構(gòu)受荷

結(jié)構(gòu)受荷后產(chǎn)生裂縫的因素很多，施工中和使用都可能出現(xiàn)裂縫。例如早期受震、拆模過早或方法不當(dāng)、構(gòu)件堆放、運輸、吊裝時的墊塊或吊點位置不當(dāng)、施工超載、張拉應(yīng)力值過大等均可能產(chǎn)生裂縫。而最常見的是鋼筋混凝土梁、板等受彎構(gòu)件，在使用荷載作用下往往出現(xiàn)不同程度的裂縫。普通鋼筋混凝土構(gòu)件在承受了30%-40%的設(shè)計荷載，就可能出現(xiàn)裂縫，肉眼一般不能察覺，而構(gòu)件的極限破壞荷載往往都在設(shè)計荷載的1.5倍以上。所以在一般情況下鋼筋混凝土構(gòu)件是允許帶裂縫工作的 (這類裂縫有的文獻稱之為無害裂縫)。在鋼筋混凝土設(shè)計規(guī)范中，分別不同情況規(guī)定裂縫的最大寬度為0.2-0.3nun，對那些寬度超過規(guī)范規(guī)定的裂縫，以及不允許開裂的構(gòu)件上出現(xiàn)裂縫則應(yīng)認(rèn)為有害，需加以認(rèn)真分析，慎重處理。

1.5 設(shè)計構(gòu)造

結(jié)構(gòu)構(gòu)件斷面突變或因開洞、留槽引起應(yīng)力集中;構(gòu)造處理不當(dāng)現(xiàn)澆主梁在擱次梁處如沒有設(shè)附加箍筋或附加吊筋以及各種結(jié)構(gòu)縫設(shè)置不當(dāng)?shù)纫蛩鼐菀讓?dǎo)致混凝土開裂。

1.6 濕度變形裂縫

普通混凝土在空氣中硬結(jié)時，體積會發(fā)生收縮，由此而在構(gòu)件內(nèi)產(chǎn)生拉應(yīng)力，在早期混凝土強度較低時，混凝土收縮值最大。因此，若構(gòu)件早期養(yǎng)護不良，極易產(chǎn)生收縮裂縫。這類裂縫，在現(xiàn)澆剪力墻、水池底、壁等工程結(jié)構(gòu)中最為常見。

1.7 徐變裂縫

結(jié)構(gòu)構(gòu)件在內(nèi)應(yīng)力的作用下，除瞬時彈性變形外，其變形值隨時間的延長而增加的現(xiàn)象稱為徐變變形。據(jù)文獻記載受彎構(gòu)件由于徐變變形的作用，其長期變形值可增加2～3倍，因變形量加大而使拉區(qū)混凝土承受拉應(yīng)力，造成裂縫的出現(xiàn)。預(yù)應(yīng)力構(gòu)件因徐變會產(chǎn)生較大的應(yīng)力損失，降低了結(jié)構(gòu)的抗裂性能。此類裂縫常見于受彎構(gòu)件的拉區(qū)，其特征與承受荷載出現(xiàn)裂縫相同。

1.8 施工方面

由于施工原因造成裂縫出現(xiàn)的因素很多。如混凝土結(jié)構(gòu)養(yǎng)護不良或養(yǎng)護時間不夠；水灰比過大、水泥或外加劑加入量過大；攪拌時間不夠、振搗不實；鋼筋表面污染、保護層過小或過大；任意留置施工縫且不按規(guī)定處理；后期施工擾動前期混凝土；構(gòu)件內(nèi)外溫差大，未采取有效措施；在不宜施工的氣候條件下，勉強施工；冬季施工未采取防凍措施等。

2 預(yù)防措施

2.1 材料選用

(1)水泥:應(yīng)選用水化熱較低的水泥，嚴(yán)禁使用安全性不合格水泥。(2)粗骨料:宜用表面粗糙、質(zhì)地堅硬的石料。級配良好，孔隙率小，無堿性反應(yīng);有害物質(zhì)及粘土含量不超過規(guī)定。(3)細(xì)骨料:宜用顆粒較粗、孔隙較小，含泥量較低的中砂。(4)外摻料：宜采用減水劑等外加劑，以改善混凝土工作性能，降低用水量，減少收縮。

2.2 配料

(1)配合比設(shè)計:采用低水灰比、低用水量，以減少混凝土的收縮。(2)禁止任意增加水用量。(3)配制混凝土?xí)r計量應(yīng)準(zhǔn)確，要嚴(yán)格控制灰比和水泥用量，攪拌要均勻，離析的混凝土必須重新拌勻后，方可澆灌。

2.3 配筋

鋼筋配置應(yīng)嚴(yán)格按施工圖施工，尤其重視以下各點:

(1)從塑性鉸區(qū)延性考慮鋼筋品種、規(guī)格、數(shù)量的改變、代用，必須考慮對構(gòu)件抗裂性能的影響，做到強度弱梁。(2)鋼筋位置要正確。保護層過大或過小都可能導(dǎo)致混凝土開裂，鋼筋間距過大易引起鋼筋之間的混凝土開裂。

2.4 模板工程

鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)裂縫的預(yù)防，在模板工程中應(yīng)注意以下各點：

(1)模板構(gòu)造要合理，以防止模板各桿件間的變形不同而導(dǎo)致混凝土裂縫。(2)模板和支架要有足夠的剛度，防止施工荷載(特別是動荷載)作用下，模板變形過大造成開裂。(3)合理掌握拆模時間，拆模時間不能過早，應(yīng)保證早齡期混凝土不損壞或開裂。但也不能太晚，盡可能不要錯過混凝土水化熱峰值。

2.5 混凝土澆筑

(1)混凝土澆筑時應(yīng)防止離析顯現(xiàn)，振搗應(yīng)均勻、適度。(2)加強混凝土的早期養(yǎng)護時間。在氣溫高、濕度低或風(fēng)速大的條件下，更應(yīng)及早進行噴水養(yǎng)護。當(dāng)澆水養(yǎng)護有困難時，或者不能保證其充分濕潤時，可采用覆蓋保溫等方法。

2.6 施工技術(shù)

2.6.1 加強地基的檢查與驗收工作，基坑開挖后及時通知勘察及設(shè)計單位到場驗收。對較復(fù)雜的地基，設(shè)計方在基坑開挖后應(yīng)要求勘察補鉆探，當(dāng)探出有不利地質(zhì)情況時，必須先對其加固處理，并經(jīng)驗收后，方可進行下一步施工。

2.6.2 開挖基槽時，要注意不擾動其原狀結(jié)構(gòu)。合理安排施工順序。相鄰建(構(gòu))筑物間距較近時，一般應(yīng)先施工較深基礎(chǔ)，以防止基坑開挖破壞已建基礎(chǔ)的地基。

在現(xiàn)代建筑施工過程中，鋼筋混凝土工程尤為顯見，因為重視鋼筋混凝土在施工過程中的各類問題，有利于建筑行業(yè)的發(fā)展，更有利于施工的安全及工程的實用性。混凝土裂縫問題一直嚴(yán)重困擾著混凝土的施工質(zhì)量，在混凝土生產(chǎn)以及施工過程中有針對性地采取預(yù)防措施，盡可能采取有效的技術(shù)措施控制裂縫，使結(jié)構(gòu)盡量不出現(xiàn)裂縫，或盡量減少裂縫的數(shù)量和寬度，特別是避免有害裂縫的出現(xiàn)，以確保工程質(zhì)量，使建筑物具備良好的耐久性和結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性。

[1]陳曉東.淺談商品混凝土結(jié)構(gòu)裂縫的控制.泰州職業(yè)技術(shù)學(xué)院學(xué)報.2004-2.

[2]商品混凝土結(jié)構(gòu)裂縫產(chǎn)生原因及預(yù)防措施.科技咨詢.建筑科學(xué) 2004-4.

[3]王鐵龍.工程結(jié)構(gòu)裂縫控制北京.中國建筑工業(yè)出版社.

[4]陳志源.土木工程材料（第2版）.武漢理工大學(xué)出版社.