巖土施工過程中混凝土裂縫的控制方法分析

前言

上世紀80年代初期，我國的工程勘察單位逐漸轉(zhuǎn)向了巖土工程施工，發(fā)展到現(xiàn)在，巖土工程成為了大多數(shù)企業(yè)的支柱產(chǎn)業(yè)。但是巖土施工過程中混凝土的使用需要有嚴格的質(zhì)量控制，而這一問題成為在施工過程中需要解決的首要問題。眾所周知，在巖土施工過程中，各施工企業(yè)內(nèi)部各種施工過程的有效管理成為混凝土裂縫控制的主要方法，內(nèi)容包括混凝土使用的質(zhì)量、安全、成本、工期等多種方面。所以，在施工過程中，掌握混凝土裂縫的控制方法對于建立和完善符合巖土工程施工特點的質(zhì)量管理體系在工程建設中尤為重要。

一、巖土施工過程和結(jié)果的特征

在國家標準GBT50279—98巖土工程基本術語標準中對巖土工程的概念做了明確解釋：土木工程中涉及巖石或土的利用、處理或改良的科學技術。作為土木工程的一個重要分支，與其他工程相比，巖土施工工程的產(chǎn)品成果和質(zhì)量的檢驗都具有自己的特性。

1、巖土施工過程中產(chǎn)品具有隱蔽性

隱蔽性是巖土施工過程與其他生產(chǎn)過程區(qū)別最大地方，因為這一工程大部分是在巖體中或者在地下進行的，整個施工過程是在極其隱蔽的地方和條件下進行的，另外，其生產(chǎn)結(jié)果也不易被發(fā)現(xiàn)，從外部來看根本無法觀察施工過程的整體情況。其隱蔽性要求在施工過程中嚴格遵循相關環(huán)節(jié)的運行，保證施工質(zhì)量。

2、巖土施工過程很高的嚴格性

巖土工程自身的特殊性和隱蔽性的特征決定了在整個施工過程中要有很高的嚴格性，數(shù)據(jù)和用料等都有一定的標準，按照標準化進行，減少施工過程中的錯誤。

3、巖土工程施工質(zhì)量檢測的不完全性

巖土施工是一個特殊過程，即結(jié)果不能通過其后產(chǎn)品的檢驗和試驗完全驗證、其缺陷僅在使用后或后續(xù)工序中才能暴露出來的過程。巖土工程產(chǎn)品的問題和質(zhì)量在很大程度上不能按照產(chǎn)品的試驗和檢驗標準來完全檢測。而且，施工結(jié)果在數(shù)量和整體結(jié)構中也不能完全用質(zhì)量檢測來衡量。

4、巖土工程施工的不可逆性和產(chǎn)品質(zhì)量的一次性特征

巖土工程施工的隱蔽性、嚴格性和質(zhì)量檢測的不完全性決定了其施工過程具有不可逆性的特點，施工產(chǎn)品成型后就不能再加工或返修了。一旦做出來之后，很難有所改變，也沒有辦法來提高和改善產(chǎn)品本身的質(zhì)量，所以對施工產(chǎn)品在質(zhì)量上不符合要求的地方無法采取補救或返工措施。那么，就要求我們在工作中一定要有嚴謹?shù)墓ぷ骶瘢瑖腊奄|(zhì)量關，將工作一次性做到位，減少在施工過程中的錯誤，不至于為以后的工作帶來不便。

5、巖土工程施工的復雜性和工程質(zhì)量的變異性

巖土在施工過程中一般都是采用大型的機械設施和許多輔助設備，而且施工現(xiàn)場環(huán)境因素等的制約也給工作帶來影響。另外，施工技術要求十分復雜，工藝條件高，對不同的環(huán)境和條件都有不同的要求。任何一種微妙的錯誤都可能造成施工結(jié)果的不確定性和質(zhì)量的變異。所以要求施工工作人員在工作中細心認真，在其他不能變動因素的情況下，盡可能多的減少其變異性。

二、混凝土結(jié)構中常見的裂縫問題

隨著在巖土施工過程中混凝土使用的增多，各種裂縫問題也在不斷增加。

1、地基方面的裂縫，建筑物由于荷載量過大造成裂縫。地基在荷載作用下，其應力和深度成正比，深度越大，則擴散越大，應力也就越大，反之亦然。地基層次結(jié)構均勻的情況下，建筑物的地基應力分布也是不均勻的，所以就在一定情況形成了盆狀曲面，產(chǎn)生了裂縫。

2、施工方面裂縫。由于施工方面造成的裂縫有很多。施工方面造成裂縫的原因也很多，這種裂縫主要由于水泥、砂石等質(zhì)量低劣，混凝土的材料配合比不精確，水分蒸發(fā)，模板結(jié)構不合理等造成的。在施工過程中，澆灌混凝土時對鋼筋的不合理碰撞也可能造成混凝土開裂，引起裂縫。

3、溫度變化出現(xiàn)的裂縫問題。溫度會造成材料的熱脹冷縮，這方面的裂縫也會出現(xiàn)在巖土施工過程中。建筑物都會產(chǎn)生不同的變形，一般的混凝土在空氣中硬結(jié)時，隨著溫度的變化，體積會有所收縮，在結(jié)構內(nèi)部產(chǎn)生拉應力。所以這種裂縫都出現(xiàn)在早期混凝土強度很低的時候。那么混凝土早期結(jié)構的養(yǎng)護就顯得格外重要。

三、混凝土結(jié)構出現(xiàn)裂縫的危害及原因

在我國，建筑裂縫比較普遍，而且種類繁多，形態(tài)各異，對建筑的危害也比較大，造成建筑漏水，影響建筑美觀等。嚴重的會降低建筑結(jié)構的承載力，影響建筑實用壽命。

巖土施工過程中出現(xiàn)的混凝土裂縫是極不規(guī)則的，在荷載作用下隨著進一步的溫度變化，裂縫也會不斷擴展。一開始的裂縫可能會很細微，但是時間長了就會變成宏觀裂縫，肉眼能明顯看到。這樣的裂縫將對整個巖土工程產(chǎn)生危害，巖土工程的結(jié)構承載力、防火性、抗?jié)B性和抗化學物質(zhì)腐蝕性等耐用性能受到了嚴重的影響。建筑的美觀造成不良影響不說，而且會縮短使用壽命。

因此，要高度重視巖土工程中混凝土裂縫問題，準確把握其產(chǎn)生的原因，并在實際工作中進行有效預防，采取必要措施，運用合理的裂縫控制方法才能保證巖土工程的高質(zhì)量。

據(jù)國內(nèi)外調(diào)查資料表明，工程結(jié)構產(chǎn)生屬于變形變化引起的裂縫約占80%；屬于荷載引起的裂縫約占20%。要解決巖土工程裂縫問題，必須對其原因進行深入分析與研究。

目前在巖土施工過程中，混凝土產(chǎn)生裂縫的原因主要分為內(nèi)外兩大類：第一、外因指的是非荷載原因，如溫度裂縫，干縮作用造成的混凝土開裂等；第二、混凝土本身在使用時的缺陷，在混凝土的初期硬化時，內(nèi)部會充滿氣體，在氣穴、氣孔的作用下產(chǎn)生微小的裂縫，這屬于內(nèi)部原因。

1、非荷載因素

混凝土的抗拉強度非常小，所以當結(jié)構中某一部分受到外部環(huán)境的影響而產(chǎn)生作用時，就會產(chǎn)生裂縫。因此混凝土在荷載和非荷載情況下，都可能產(chǎn)生裂縫。荷載作用下的裂縫可以通過合理的設計來避免裂縫的產(chǎn)生，而非荷載作用如溫度、干縮等作用下，混凝土會產(chǎn)生內(nèi)部拉應力。

2、混凝土的初始缺陷

由于混凝土是一種用砂石、水泥、水和其他材料等混合而形成的一種材料，在混凝土初始硬化階段，會因為一系列原因造成里面充滿氣孔，這就是我們通常所說的混凝土初始缺陷。雖然只是微小的裂縫，通常這種無害裂縫不會對混凝土的承重、防滲及其他重要功能產(chǎn)生太大的危害作用。但是隨著混凝土慢慢的擴張，會在以后形成比較大的肉眼可以看到的裂縫，這就變成了混凝土施工過程中常見的裂縫，這將會對巖土工程混凝土的結(jié)構產(chǎn)生極大危害，其耐性和永久性將受到威脅。

四、混凝土裂縫的控制措施

巖土施工過程中混凝土裂縫的控制方法可以從施工設計和施工操作兩方面具體著手。

1、施工設計方面

為了對混凝土裂縫采取有效控制措施，在設計方面對結(jié)構的要求比較嚴格，只有完全處于自由變形無約束狀態(tài)下的結(jié)構才符合要求，這樣才能保證充足的變形余地，采取必要措施對混凝土裂縫進行防治。

（1）設計中要做到避免結(jié)構斷面突然變化帶來的應力集中狀況。

（2）積極采用補償收縮混凝土技術減少裂縫。

目前常見的混凝土裂縫主要是由于混凝土收縮造成的，為了減少混凝土收縮造成的裂縫，在混凝土使用者就要求摻用膨脹劑來進一步彌補混凝土的收縮。而且經(jīng)過驗證，這種方法效果非常明顯。

（3）選材和配料比方面的設計也要到位。

根據(jù)不同巖土結(jié)構的要求進行合理的選擇混凝土，在選用過程中要搭配優(yōu)良的砂石原料，而且其中的含泥量要符合標準。此外，可以采用混凝土外加劑和摻合料等來合理分配材料的配比。

2、施工操作方面

施工操作主要包括澆搗、混凝土養(yǎng)護等問題，在這些過程中，一定要嚴格把關，不容許出現(xiàn)任何差錯。澆搗時，要根據(jù)不同混凝土的特性把握時間和力度，避免混凝土內(nèi)部產(chǎn)生水分和氣泡。

混凝土養(yǎng)護也是施工過程中混凝土裂縫控制的有效方法，合理養(yǎng)護混凝土可保證混凝土在早期減少收縮，從而避免裂縫的發(fā)生。

值得注意的是，在澆搗和養(yǎng)護時要特別注意溫度的變化，因為這些必須在低溫情況下才能進行，必要時候會添加冰塊來降低混凝土的溫度，所以在夏季的時候要尤其注意這一點。

結(jié)語

裂縫是巖土施工過程中混凝土結(jié)構產(chǎn)生的一種常見的現(xiàn)象，但是這種現(xiàn)象卻對建筑物產(chǎn)生巨大的影響。所以要采取必要的措施進行補救。在施工過程中，要對混凝土裂縫進行深入的研究，對裂縫進行有效分析，區(qū)別對待裂縫形成原因，采用合理的措施，這樣才能保證巖土施工工程的有效進行和建筑物的穩(wěn)定。