試探鋼筋混凝土結構物裂縫成因及防治措施

馮光

混凝土結構是當今建筑物的主要結構形式，混凝土在現代工程建設中占有重要地位。實際施工中，鋼筋混凝土的結構物出現裂縫的現象是較為普遍的，許多鋼筋混凝土結構的破壞都是從裂縫開始的。因此，避免和控制有害貫穿性裂縫的出現，以確保結構物的安全性、適用性、耐久性，最大程度地保證人們的生命和財產安全是施工工作的第一要務。重視鋼筋混凝土結構裂縫的成因、預防和處理，尤其是要避免和控制有害貫穿性裂縫的出現是十分必要的。實踐證明：根據鋼筋混凝土結構物裂縫成因，提出從設計、施工兩個方面做好鋼筋混凝土結構物裂縫的控制，對于鋼筋混凝土結構物裂縫的預防和控制具有一定的借鑒意義。個人己見，僅供參考。

一、鋼筋混凝土結構物裂縫原因分析

造成鋼筋混凝土結構物開裂、滲水的原因較為復雜，涉及的因素頗多，大致可分為三類：溫差過大引起的溫度裂縫;荷載過大引起的變形裂縫;混凝土干縮引起的變形裂縫。

1、溫度裂縫。溫度裂縫一般是由于大氣溫度變化、周圍環境溫度太高或者大體積混凝土施工時產生的水化熱等因素造成。有關研究表明，當混凝土內外溫差10℃時，冷縮值為0.01%，如果混凝土內外溫差20℃～30℃時，其冷縮值為0.02%～0.03%，而混凝土的極限拉伸值只有0.01%～0.02%，所以當其大于混凝土極限拉伸值時混凝土就開裂。

2、荷載裂縫。荷載裂縫是結構物在荷載作用下變形過大而產生的裂縫。一般多出現在構件的受拉區域、受剪區域或者振動嚴重等部位。產生的主要原因是結構設計不合理、施工方法錯誤、承載能力不足、地基沉降不均勻等。

3、干縮裂縫。干縮裂縫一般是由于材料缺陷引起的。研究表明，水泥加水后變成水泥硬化體，絕對體積減小，毛細孔縫中水溢出產生毛細壓力，使得混凝土產生毛細收縮，由此引起水泥砂漿的干縮值為0.1%～0.2%，混凝土的干縮值為0.04%～0.06%，而混凝土的極限拉伸值只有0.01%～0.02%，所以當其大于混凝土的極限拉伸值由此產生混凝土裂縫。

二、鋼筋混凝土結構物裂縫的防治措施

從微觀方面分析，混凝土有裂縫是絕對的，沒有裂縫是相對的。所以混凝土結構物裂縫的防治，就是為了將其對結構物的危害程度控制在允許范圍內。為此，在實際工程中應從設計和施工兩方面著手預防和控制混凝土結構物裂縫。

一是設計方面：

1、減少地基的不均勻沉降。基礎設計方面可以采取調整基礎的埋置深度、地基計算強度、墊層厚度等方法來控制地基的不均勻變形。同一軟弱土地基上，應盡量采用同一種類型的基礎，否則容易造成沉降量大小不均勻，從而產生危害性裂縫。

2、沉陷裂縫裂縫多為深進或貫穿性的，其位置與沉陷方向一致。較大的沉陷裂縫，往往有一定的錯位，裂縫寬度與沉降值成正比。裂縫產生的原因是結構構件落在未經處理的回填土或松軟地基上。混凝土澆灌后，因地基侵水引起不均勻沉降而導致裂縫。特別是平臥生產的鋼筋混凝土構件（如薄腹梁），由于側向剛度差，配筋少，最易引起弦、腹桿或梁的側面產生裂縫。另外因模板剛度不足，模板支撐間距過大或支撐底部松動以及過早拆模，也常導致此類沉降裂縫出現。

3、避免應力集中。合理增配構造鋼筋提高抗裂能力。盡量避免結構斷面突變產生應力集中，在易產生應力集中的薄弱環節采取加強措施，適當增加附加筋，以增強其抗裂能力。設計人員應重視構造鋼筋的配置，選擇構造鋼筋的直徑和數量要適宜。從設計上說，構造鋼筋很重要，結構設計經常忽略結構約束性質，從而產生構造性裂縫。所以，配筋不但要滿足結構承載的要求，而且還要滿足混凝土正常使用的要求，合理增配構造鋼筋有利于提高抗裂能力。

二是施工方面：

1、嚴格控制混凝土原材料質量。盡量采用粒徑級配良好的石子及中、粗砂，以減少混凝土的用水量，使混凝土的收縮和泌水隨之減少，同時應控制含泥量不能超過規范要求。水泥宜選擇低水化熱、低收縮質量穩定的普通硅酸鹽水泥。外加劑和摻合料必須性能可靠，有利于降低混凝土凝固過程的水化熱。

2、使混凝土配合比有利于減少和避免裂縫。配合比中，在滿足配合比規范和混凝土技術指標前提下，宜適當減少水泥用量和用水量，降低水灰比，提高和易性。對泵送混凝土，不能單純用增加單位用水量的方法，來滿足泵送混凝土的可泵性要求。這樣不僅多用水泥，增加混凝土的收縮，而且還會使水化熱升高，易引起裂縫。為此，在施工中可滲入適量的粉煤灰或減水劑（如木質磺酸鈣、mf等），以進一步改善混凝土的特性。

3、控制入模坍落度，做好澆筑振搗工作。在滿足混凝土運輸和布放要求前提下，要盡可能減小入模坍落度。混凝土入模后，要及時振搗，并做到不漏振，不過振。對重點部位可在混凝土振搗界限以前給予二次振搗，再次排除因泌水在粗集料，水平鋼筋下部生成的水分和空隙，提高混凝土的握裹力，并在混凝土初凝后、終凝前進行混凝土表面多次抹壓，防止因混凝土的表面收縮而出現的細微裂縫，增加混凝土密實度。提高混凝土抗壓強度和抗裂強度。

4、避免混凝土結構內外溫差過大。首先，降低混凝土的入模溫度，且不應大于25℃，使混凝土凝固時，其內部在較低的溫度起升點升溫，從而避免混凝土內部溫度過高。其次，采取延長拆模時間和外保溫等措施，使內外溫差控制在一定范圍之內，降低水化熱降溫引起的拉應力，減少溫度裂縫。

5、加強混凝土養護。在每次混凝土澆筑完畢后，應及時按溫控技術措施的要求進行保溫養護。不同施工季節應選擇不同的混凝土養護方法。夏季施工時，要采用草簾覆蓋、蓄水、灑水、噴水等溫降方法進行養護;正常氣溫時，可噴刷養生液養護;冬季施工時，可使用保溫材料來提高混凝土的表面溫度，也可用薄膜養生液、塑料薄膜等封閉料對混凝土保溫、保濕，在寒冷季節可搭設擋風保溫棚。混凝土的養護時間根據水泥的品種確定，一般來講，普通水泥的養護時間為14天，礦渣水泥、粉煤灰粉水泥、火山灰水泥及摻加摻和料后的混凝土的養護時間為21天。

綜上所述，在充分了解混凝土裂縫產生的種種原因基礎上，適當采取科學、合理、切實有效的防治措施，把混凝土裂縫控制在建筑規范容許的范圍內。實踐證明，只有從原材料、設計、施工等方面加強質量控制，才能最大限度的預防和控制混凝土裂縫的產生，具體施工中要靠我們多觀察、多比較，出現問題后多分析、多總結，結合多種預防處理措施，混凝土的裂縫是完全可以避免的。才能保證結構物混凝土結構安全、適用、可靠和耐久的要求，才能保障人們的生命和財產安全。（作者單位：黑龍江省寒地建筑科學研究院）