淺談房屋建筑大體積混凝土結構裂縫預防措施

杜天良 楊培成

（周口市建設工程質量安全監(jiān)督站，河南 周口 466000）

隨著我國建筑業(yè)的發(fā)展，建筑結構類型逐步多樣化，由于施工技術的原因及施工過程中管理控制不當，致使房屋建筑在后期使用過程中出現(xiàn)種種質量問題，其中結構裂縫是一個相當普遍的現(xiàn)象。在這些結構裂縫當中，大體積混凝土結構裂縫所占的比例最大。通過對全國高層建筑地下結構的調查顯示，底板出現(xiàn)裂縫的現(xiàn)象占調查總數(shù)的兩成以上，地下室的外墻混凝土出現(xiàn)裂縫的現(xiàn)象占調查總數(shù)的八成左右。由此可見混凝土結構的裂縫是目前困擾我國建筑工程施工及防治的一個技術性難題，雖經多年研究，到目前為止一直未能得到很好地解決。

通過我國近幾年的理論研究和實踐得知，在工程實例中結構裂縫的產生受多種因素的影響，其中由于溫度、濕度、地基變形引起的砌體裂縫約占裂縫總數(shù)的80%，其它則多由荷載所引起。大體積混凝土裂縫的產生機理是：混凝土澆筑工程在水泥水化熱的作用下內部溫度和溫度應力發(fā)生劇烈變化，從而引起混凝土裂縫的發(fā)生。因此，防止混凝土出現(xiàn)溫度裂縫可以通過控制混凝土澆筑塊體內水化熱引起的溫升、混凝土澆筑塊體的內外溫差及降溫速度來避免。在具體的施工實踐中采用溫控施工技術以預防為主，在對大體積混凝土結構進行設計時，要嚴格控制混凝土材料的選擇、配合比、施工過程中混凝土澆筑內部溫度和溫度應力的監(jiān)測等，采取一系列的技術措施最大限度的預防裂縫的產生與危害。以下謹對大體積混凝土結構裂縫產生原因及預防技術作以分析闡述。

1 裂縫產生原因

大體積混凝土臺身或基礎等結構裂縫的發(fā)生是由多種因素引起的，各類裂縫按照影響因素有結構型裂縫和材料型裂縫兩類，其中前者是由外荷載引起的，包括常規(guī)結構計算中的主要應力以及其他的結構次應力造成的受力裂縫。后者主要是由非受力變形變化引起的，主要是由溫度應力和混凝土的收縮引起的。以下對各原因裂縫作以簡要分析。

1.1 溫差裂縫

溫差裂縫受水泥水化熱的影響很大，大體積混凝土結構一般要求一次性整體澆筑。澆筑后，由于混凝土體積大，聚集在內部的水泥水化熱不容易散發(fā)出去，水泥因水化引起水化熱造成混凝土內部溫度顯著升高，而其表面則散熱較快，形成了較大的溫度差，使混凝土內部產生壓應力，表面產生拉應力。此時，混凝齡期短，抗拉強度很低。當溫差產生的表面抗拉應力超過混凝土極限抗拉強度，則會在混凝土表面產生裂縫。混凝土內外部溫差過大會產生裂縫。主要影響因素是水泥水化熱引起的混凝土內部和混凝土表面的溫差過大。特別是大體積混凝土更易發(fā)生此類裂縫。

1.2 收縮裂縫

收縮裂縫主要是由于混凝土的收縮而引起的裂縫，該種裂縫的主要影響因素是混凝土中的用水量和水泥用量，水泥用量和用水量越高，混凝土的收縮性就越大，裂縫產生的可能性也就越大。另外，選用水泥品種的不同，對裂縫的產生也有一定的影響。

混凝土逐漸散熱和硬化過程引起的收縮，會產生很大的收縮應力。如果產生的收縮應力超過當時的混凝土極限抗拉強度，就會在混凝土中產生收縮裂縫。在大體積混凝土里，即使水灰比并不低，自身收縮量值也不大，但是它與溫度收縮疊加到一起，就要使應力增大，所以在水工大壩施工時早就將自身收縮作為一項性能指標進行測定和考慮。

1.3 塑性裂縫

塑性裂縫是指混凝土在較大風力的影響下或者在剛剛終凝而強度還很小時受到高溫作用，使混凝土表面失水過快，而混凝土此時還沒有形成強度或自身形成的強度還很小，在上述作用的影響下造成毛細管中產生較大的負壓而體積急劇收縮，混凝土的強度又無法抵抗其本身的收縮，便會產生裂縫。

1.4 安定性裂縫

安定性裂縫主要是指水泥受安定性不合格的影響而引起的表面龜裂。

1.5 沉降裂縫

沉降裂縫在冬季表現(xiàn)的比較明顯，凍土化凍后土體內的水份稀釋，自身產生沉降，致使混凝土結構產生裂縫。此類裂縫多為貫穿性或深進裂縫，裂縫呈梭形，其走向與沉陷情況有關。沉陷裂縫的產生的原因有很多種，但往往由于模板剛度不足，模板支撐間距過大或支撐底部松動結構地基土質不勻等原因所致。

2 防治措施

2.1 設計措施

2.1.1 提高抗裂性能增配構造筋。配筋應采用小間距、小直徑。避免結構突變產生應力集中，全截面的配筋率應在0.3-0.5%之間，在易產生應力集中的薄弱環(huán)節(jié)采取加強措施。

2.1.2 精心設計混凝土配合比。在保證混凝土具有良好工作性的情況下，應盡可能地降低混凝土的單位用水量，采用一高（高粉煤灰摻量）、二摻（高性能引氣劑和摻高效減水劑）、“三低（低砂率、低水膠比、低坍落度）”的設計準則，生產出高強、中彈、高韌性、高極拉值和低熱的抗裂混凝土。

2.1.3 在易裂的邊緣部位設置暗梁，提高混凝土的極限拉伸，提高該部位的配筋率。如不能預測施工時的具體條件，也可臨時根據(jù)具體情況作設計變更。在結構設計中應充分考慮施工時的氣候特征，合理設置后澆縫，并給予一定的保留時間。

2.2 施工措施

2.2.1 在施工中，根據(jù)施工特點嚴格操作，充分利用混凝土后期強度，減少水化熱和收縮，可以減少用水量。提高密實度，加強混凝土的澆灌振搗。

2.2.2 對于高強混凝土，應盡量使用中熱微膨脹水泥，摻超細礦粉和膨脹劑，根據(jù)具體工程特點，采用UEA補償收縮混凝土技術。通過試驗摻入粉煤灰，使用高效減水劑，摻量15%-50%。

2.2.3 完善施工技術保準

粉煤灰只要細度與水泥顆粒相當，燒失量小，含硫量和含堿量低，需水量比小，均可摻用在混凝土中使用。砂除滿足骨料規(guī)范要求外，應適當放寬石粉或細粉含量，砂子中石粉比例一般應控制在15%左右。

2.2.4 混凝土的裂縫的產生與溫度有很大的關系，因此在控制的過程中要綜合采取措施，控制混凝土初始溫度。細致分析混凝土集料的配比，減少混凝土的坍落度，控制混凝土的水灰比，合理摻加塑化劑和減少劑。混凝土盡可能晚拆模，拆模后混凝土表面溫度不應下降15℃以上。采用兩次振搗技術，改善混凝土強度，提高抗裂性。

2.2.5 嚴格控制施工的技術標準和混凝土原材料質量

在條件允許的情況下，應優(yōu)先選用具有微膨脹性或收縮性小的水泥，選用低水化熱的水泥，這樣可有效避免水泥凝固的過程中內外溫差過大。粗細骨料的含泥量應盡量減少，優(yōu)選混凝土各種原材料。骨料在大體積混凝土中比例要適當，質量方面應選擇線膨脹系數(shù)小、表面清潔無弱包裹層、級配良好、巖石彈模較低的骨料。

3 結語

綜上，大體積混凝土結構裂縫在我國現(xiàn)代建筑中是一個普遍存在的質量通病現(xiàn)象，產生這個問題的原因是多方面的，防治措施也不局限于以上。相信隨著施工技術的進步及新型施工材料的研制，大體積混凝土結構裂縫問題會有所改善。作為一個房屋建筑相關專業(yè)的工作者，亦當時刻保持積極進取探索的精神，由于作者水平有限，文章寫作的不到之處望行業(yè)同仁多多指正，今后亦會再接再厲，爭取為我國在大體積混凝土結構裂縫防治方面做出更大的貢獻。

[1]詹啟明.后澆帶和大體積混凝土結構裂縫常見問題分析[J].山西建筑.2010年34期.

[2]楚相華.大體積混凝土結構裂縫的質量控制分析[J].黑龍江科技信息.2010年30期.