探討建筑工程混凝土裂縫形成原因及預防措施

【摘要】混凝土結構裂縫會降低結構的整體穩定性和抗震性能，但它的有害程度是可以控制的，因而在設計、施工過程中采取相應的預防措施可以避免混凝土裂縫對結構所造成的危害。

【關鍵詞】混凝土 裂縫 原因 預防

在當今房屋建筑工程的設計和施工中，絕大多數建筑物采用鋼筋混凝土結構作為建筑的主要結構形式，因混凝土結構具有耐久性、耐火性、可塑性、整體性好以及容易就地取材等優點，所以廣為建筑業所采用，但混凝土結構自身也存在一定的缺點，如自重大，對大跨、高層、結構抗震等不利；抗裂性差，鋼筋混凝土結構中存在裂縫將導致結構剛度下降，變形增大，影響其耐久性等等。本文著重對混凝土裂縫形成的原因進行分析，并針對裂縫形成原因一一提出相應的預防措施，希望能對大家起到一個拋磚引玉的作用。

一、鋼筋混凝土常見裂縫原因分析

混凝土是一種軸心抗拉強度很低的脆性材料，混凝土構件在形成過程中，容易受到材料質量、施工工藝、施工環境等諸多因素的影響，當發生環境溫度變化、地基不均勻沉降等問題時，混凝土結構很容易產生裂縫。

1、材料質量

材料質量引起的裂縫較常見的原因是水泥、砂、石子等質量不合格。若工程上用了這些不合格的材料，輕則蜂窩麻面，重則導致“豆腐渣工程”，所以必須嚴把材料的質量關。

2、施工工藝

施工工藝涉及面很廣，以下強調幾點常見的原因：

⑴、水分蒸發、水泥結石和混凝土干縮導致形成混凝土裂縫。

⑵、混凝土是一種人造混合材料，其質量好壞的一個重要標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，都可能是裂縫產生的直接或間接原因。

⑶、模板構造不當，漏水、漏漿、支撐剛度不足、支撐的地基下沉、過早拆摸等都可能造成混凝土開裂。施工過程中，鋼筋表面污染，混凝土保護層太小或太大，澆灌中碰撞鋼筋使其移位等都可能引起裂縫。

⑷、混凝土養護，特別是早期養護質量與裂縫的關系密切。早期表面干燥或早期內外溫差較大更容易產生裂縫。

⑸、在極端天氣條件下施工容易造成混凝土結構裂縫的形成。

3、地基變形

在鋼筋混凝土結構中，造成開裂主要原因是地基不均勻沉降，地基的變形情況決定了裂縫的大小、形狀、方向，通常由于地基變形造成的應力較大，使得形成的裂縫都是貫穿性的。

4、溫度變形

混凝土具有熱脹冷縮的性質，其線膨脹系數一般為1×10-5/℃。當環境溫度發生變化時，就會產生溫度變形，由此產生附加應力，當這種應力超過混凝土的抗拉強度時，就會產生裂縫。在工程中，這類裂縫較多見，譬如現澆屋面板上的裂縫，大體積混凝土的裂縫等。

5、濕度變形

混凝土在空氣中結硬時，體積回逐漸減小，一般謂之干縮。收縮裂縫較普遍，常見于現澆墻板式結構、現澆框架結構等，通常是因為養護不良造成?；炷恋氖湛s值一般為0.2～0.4‰。其中發展規律是早期快、后期緩慢。因此對于超長的建筑物或構筑物，通常是每隔20m～40m設置一道后澆帶，或采用在混凝土中摻加微膨劑等，這樣可基本解決混凝土的早期干縮問題。

6、結構受荷

結構受荷后產生裂縫的因素很多，施工中和使用中都可能出現裂縫。例如早期受震、拆摸過早或方法不當、構件堆放、運輸、吊裝時的墊塊或吊點位置不當、施工超載、張拉預應力值過大等等均可能產生裂縫。而最常見的是鋼筋混凝土梁、板等受彎構件，在使用荷載作用下往往出現不同程度的裂縫。普通鋼筋混凝土構件在承受了30～40%的設計荷載時，就可能出現裂縫，肉眼一般不能察覺，而構件的極限破壞荷載往往都在設計荷載的1.5倍以上，在鋼筋混凝土設計規范中，分別不同情況規定裂縫的最大寬度為0.2mm～0.3mm，所以在一般情況下鋼筋混凝土構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）。

7、設計構造

⑴、結構構件因開洞、留槽或斷面突變引起應力集中；

⑵、構件處理不當，如現澆主梁在擱次梁處沒有設附加箍筋或附加吊筋。

⑶、各種結構縫設置不當。

8、徐變

混凝土徐變造成開裂或裂縫發展的例子工程中也很常見，受彎構件截面混凝土受壓徐變，可以使構件變形增加2～3倍，預應力結構因徐變會產生較大的應力損失，因而降低了結構的抗裂性能。

二、預防措施

1、材料選用

⑴、水泥：應選用水化熱較低的水泥，嚴禁使用安定性不合格的水泥。

⑵、粗骨料：宜選用級配良好，空隙率小，無堿性反應的石料，有害物質及粘土含量不超過規定。

⑶、細骨料：宜選用顆粒較粗、空隙較小，含泥量較低的中砂。

⑷、外摻劑：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、配料

⑴、配合比設計：應采用低水灰比、低用水量，以減少混凝土的收縮。

⑵、禁止任意增加水泥用量。

⑶、配制混凝土時計量應準確，要嚴格控制水灰比和水泥用量，攪拌要均勻，離析的混凝土必須重新拌勻后，方可澆灌。

3、配筋

鋼筋的安裝應嚴格按圖施工，特別注意以下幾點：

⑴、鋼筋品種、規格、數量的改變、代用，必須考慮對構件抗裂性能的影響。

⑵、鋼筋位置要正確。保護層過大或過小都可能導致混凝土開裂，鋼筋間距過大，易引起鋼筋之間的混凝土開裂。

4、模板工程

在模板工程中預防鋼筋混凝土結構裂縫的產生應注意以下幾點：

⑴、模板構造要合理，以防止模板各桿件間的變形不同而導致混凝土裂縫。

⑵、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。

⑶、合理掌握拆摸時機，拆摸時間不能過早，應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，即不要錯過最佳養護介入時機。

5、混凝土施工

⑴、混凝土澆筑時，振搗應均勻、適度，防止出現離析現象。

⑵、加強混凝土的早期養護，并適當延長養護時間。在氣溫高、濕度低或風速大的條件下，更應及早進行噴水養護。當澆水養護有困難，或者不能保證其充分濕潤時，可采用覆蓋保濕材料等方法。

6、設計構造

⑴、建筑平面選型在滿足使用要求的前提下，力求簡單。平面復雜的建筑物，容易產生扭曲等附加應力而造成墻體及樓板開裂。

⑵、合理布置縱橫墻，縱墻開洞應盡可能小。

⑶、控制建筑物的長高比。長高比越小，整體剛度越大，調整不均勻沉降的能力越強。

⑷、合理地調整各部分承重結構的受力情況，使荷載分布均勻，盡量防止受力過于集中。

⑸、減少地基的不均勻沉降，除了前述的措施外，在基礎設計中還可以采取調整基礎的埋置深度、不同的地基計算強度和采用不同的墊層厚度等方法，來調整地基的不均勻變形。

⑹、適當加強基礎的剛度和強度。

⑺、盡可能采用框架結構，增加結構整體剛度。

⑻、正確地設置沉降。沉降縫位置、構造要合理，可以和其它結構縫合并設置。

⑼、限制伸縮縫間距。可以和其它結構縫合并設置，對體形復雜、地基不均勻沉降值大的建筑物應嚴格控制。

7、施工技術

⑴、加強地基的檢查與驗收工作，基坑開挖后應及時通知勘察及設計單位到場驗收。對較復雜的地基，設計方在基坑開挖后應要求勘察補鉆探，當探出有不利地質情況時，必須先對其加固處理，并經驗收合格后，方可進行下一步施工。

⑵、開挖基槽時，要注意不擾動其原狀結構。

⑶、合理安排施工順序。當相鄰建（構）筑物間距較近時，一般應先施工較深的基礎，以防止基坑開挖破壞已建基礎大地基。當建（構）筑物各部分荷載相差較大時，一般應先施工重、高部分，后施工輕、低部分。

參考文獻：

1、《混凝土構件裂縫的成因與防治措施》 作者：孟憲建 《山西建筑》 2006年16期

2、《鋼筋混凝土梁裂縫的分析與處理》 作者：李志鵬，閆松 《建材技術與應用》 2005年03期