現澆鋼筋混凝土結構裂縫的控制問題

摘要：本文從現澆混凝土結構裂縫類型及其成因著手分析，針對結構設計和施工兩方面提出切實可行的控制措施。

關鍵詞：現澆鋼筋混凝土 裂縫 控制措施

1 引言

隨著我國建筑行業的迅猛發展，以及對施工質量檢測標準的不斷提升，如何控制混凝土裂縫的產生成為了擺在廣大工程建設人員面前的又一重要課題。產生裂縫一般被視為混凝土施工中最常見的一種缺陷，當裂縫達到一定的寬度及深度的時候，就會對建筑整體結構的抗滲性產生影響。導致水分及有害物質滲入，誘發鋼筋銹蝕或加速混凝土的自然老化，從而損害工程結構的承載能力、使用性能和耐久性。所以必須采取各種措施預防或減少產生宏觀裂縫。

2 混凝土結構裂縫產生的主要原因

2.1 混凝土結構裂縫分類

混凝土結構的裂縫根據成因可分為兩大類：由荷載引起的裂縫和由變形引起的裂縫。根據國內外的調查資料，在實際混凝土結構中，屬于由變形（溫度變形、收縮變形早期發生的徐變及地基不均勻沉降）引起的裂縫約占80%以上，屬于由荷載引起的裂縫約占20%左右。文中對荷載引起的裂縫不作討論。

2.2 混凝土結構裂縫產生的主要原因

結構中的混凝土收縮是一種非受力變形，由于混凝土在空氣中硬結時產生的體積縮小遠比在水中硬結產生的體積膨脹大，目前我國普遍采用商品混凝土泵送，施工后的混凝土收縮量已達500με以上。當溫度變化引起的收縮或混凝土收縮而發生變形、位移時，結構就會因此而產生約束應力。這種約束應力隨混凝土結構尺寸的加大而逐漸累積，當數值超過一定限度后，即在混凝土結構中引起裂縫。可見結構或構件的收縮裂縫是混凝土收縮受到約束的結果。混凝土澆筑初期，水泥水化產生大量水化熱，使混凝土的溫度很快上升。但由于混凝土表面散熱條件較好，熱量可向大氣中散發，因而溫度上升較少；而混凝土內部由于散熱條件差，熱量散發少，溫度上升較多，形成內約束。結構混凝土內部產生壓應力，而表層產生拉應力，當該拉應力超過混凝土的抗拉強度時，混凝土表面就產生了溫度裂縫。

3 裂縫的控制措施

3.1 設計方面的措施

在板的溫度、收縮應力較大區域宜在板未配筋表面配置控制溫度收縮裂縫的構造鋼筋。抗溫度、收縮鋼筋可利用板內原有的鋼筋貫通布置，也可另外設置構造鋼筋網，并與原有鋼筋按受拉鋼筋的要求搭接或在周邊構件中錨固。抗溫度、收縮鋼筋宜采用直徑細而間距密的方法配置，其間距不宜大于100mm，沿板的縱橫兩個方向的配筋率分別不宜小于0.1%。對大面積混凝土工程，可采取降低混凝土水化溫升的有效措施；對有防水要求的結構，應在分段之間設置鋼止水帶，并仔細處理好施工縫。對較長的工程可設置“后澆帶”（每隔30m-50m設置一道）。后澆帶的寬度不宜小于800mm。后澆帶的混凝土強度等級宜較其兩側混凝土高一個等級。

3.2 施工方面的措施

3.2.1 模板的安裝及拆除

安裝的模板須構造緊密、不漏漿、不滲水。模板及其支架的拆除順序及相應的施工安全措施在制定施工技術方案時應考慮周全。拆除模板時，不應對樓層形成局部過大的施工荷載。模板及其支架拆除時混凝土結構可能尚未形成設計要求的受力體系，必要時應加設臨時支撐。底模及其支架拆除時的混凝土強度應符合設計要求。后澆帶模板的支頂及拆除易被忽視，由此常造成結構缺陷，應予以特別重視。已拆除模板及其支架的結構，在混凝土強度達到設計要求的強度后，方可承受全部使用荷載；當施工荷載所產生的效應比使用荷載的效應更為不利時，必須經過核算并加設臨時支撐。

3.2.2 混凝土的澆筑

為了獲得均勻密實的混凝土，澆筑時要考慮結構的澆筑區域、構件類別、鋼筋配置狀況以及混凝土拌合物的品質，選用適當的澆筑方法。澆筑墻、柱等較高構件時，一般每層不超過500mm，搗平后再澆筑上層，澆筑時要注意振搗到位使混凝土充滿端頭角落。澆筑混凝土時要防止鋼筋、模板、定位筋移位。由于混凝土的泌水、骨料下沉，易產生塑性收縮裂縫，應對混凝土表面進行壓實抹光。施工縫處澆筑混凝土前，應將接茬處剔鑿干凈，澆水潤濕，并在接茬處鋪水泥砂漿或涂混凝土界面劑，保證施工縫處結合良好。

3.2.3 混凝土的養護

養護是防止混凝土產生裂縫的重要措施，必須充分重視。混凝土澆筑后應采用覆蓋、灑水、噴霧或用薄膜保濕等養護措施。底板和樓板等平面結構構件，混凝土澆筑收漿和抹壓后，用塑料薄膜覆蓋，防止表面水分蒸發，混凝土硬化至可上人時，揭去塑料薄膜，鋪上麻袋或草簾，用水澆透，有條件時盡量蓄水養護。墻體混凝土澆筑完畢，混凝土達到一定強度（1-3d）后，必要時應及時松動兩側模板，離縫約3-5mm，在墻體頂部架設淋水管，噴淋養護。拆除模板后，應在墻兩側覆掛麻袋或草簾等覆蓋物，避免陽光直照墻面；地下室外墻宜盡早回填土。

4 混凝土裂縫的修補方法

有需求就會有市場，由于現在特別是北京有許多的老建筑，有它的歷史意義，所以只能對裂縫進行修補。隨著施工經驗的發展，現在混凝土裂縫修補的方法有很多：如表面修補法、灌漿嵌縫封堵法、結構加固法、混凝土置換法、電化學防護法、仿生自愈合法等等，其中灌漿嵌縫封堵法又可分為壓力注漿法、開槽填補法和涂膜封閉法三種。

4.1低壓注漿法

當遇到數量較多但寬度不大的裂縫時一般采用低壓注漿法進行修補。

修補工藝流程：首先要對裂縫進行清理，用濕布清理掉塵土，并保證裂縫中不得進水，以便密閉裂縫粘貼注漿咀；在需要封閉的裂縫處貼上醫療膠布，然后用毛刷沾漿反復涂刷使裂縫封閉，封閉裂縫后靜置十分鐘，再將膠條揭掉，在露出的小縫處粘貼注漿咀并用封口膠包嚴固定。為避免注漿時發生滲漏必須仔細檢查漿固化時四周可能出現的裂口，發現裂口必須反復用封口膠填補；注漿操作一般在粘咀的第二天進行，若氣溫高的話半天就可注漿。操作時先用補縫器吸取注漿液，插入注漿咀，用手推動補縫器活塞，使漿液通過注漿咀壓入裂縫，當相鄰的咀中流出漿液時，就可以拔出補縫器，堵上鋁鉚釘。一般由上往下注漿，水平縫一般從一端向另一端逐個注漿。為了保證漿液充滿，在注漿后約半小時可以對每個注漿咀再次補漿；最后將表面清理干凈。

4.2開槽填補法

使用開槽修補的方法一般應用于少量且寬度較大的裂縫，在修補前要首先考慮裂縫產生的結構面是否可以承受開槽。

修補工藝流程：一般先使用鑿子等延裂縫進行開槽處理，深度和寬度保持在3-5cm為宜，槽體成U型；再用刷子將界面處理漿均勻涂抹在槽底及兩側槽壁處，并待其硬化之前灌入攪拌均勻的水泥砂漿；裂縫的填補一般需分為兩次進行，第一次填料0.5cm左右，第二次填補漿料應高出原混凝土表面2-3mm并用抹刀壓實，待其硬化凝固后再用鑿子修平。修補完成后的養護期間應注意避免雨林、日曬，最好用塑料薄膜覆蓋保證空氣潮濕。

5 結語

我們雖然無法杜絕混凝土結構裂縫的產生，但是我們可以將其危害程度降到最低。行之有效的方法就是在設計、施工及材料使用方面對工程質量進行綜合性的管控，從而預防并控制裂縫的產生，并且將產生裂縫所帶來的危害降至最低。對于在環境不同、溫度不同的地區進行混凝土施工也要注意選取不同的材料和施工條件，并且對建筑物不同施工平臺采用合理有效的保護措施以降低裂縫產生的可能性。

參考書目：

[1] GB 50010-2002，混凝土結構設計規范[S].

[2] 李國勝.簡明高層鋼筋混凝土結構設計手冊[M].第2版.北京：中國建筑工業出版社，2003.