探討民用建筑現澆鋼筋混凝土結構施工裂縫產生原因及控制措施

張傳躍

（中泓（福建）建設工程有限公司　泉州　362000）

1　前言

近年來隨著商品混凝土的出現，由于其具有施工方便、性能穩定、質量可靠、生產效率高、保護環境等優點，使得混凝土發揮了更大的作用和效果。但目前，現澆混凝土結構產生裂縫的現象非常普遍且長期存在，且在施工后期是較難克服的質量通病；混凝土裂縫不僅影響表面觀感，嚴重地影響其結構安全；經過多方面綜合分析，混凝土結構裂縫的產生有諸多方面的因素，它不僅僅與地質情況、勘察、設計、施工工藝有較大關系，而且還和外部的環境有著直接的關系。本文總結、整理與分析了多年工作中碰到的常見的且容易忽視的、引發民用建筑混凝土裂縫形成的各種問題，并總結了經驗，提出相應的解決方案。

2　常見混凝土結構裂縫原因

混凝土是一種抗壓強度極高，抗拉強度極低的脆性材料，抗壓強度是抗拉強度的10倍左右。在前期設計、施工工藝及后期養護及使用過程中，若發生溫度和濕度變化、結構受荷、地基變形等，都將極易產生裂縫。目前主要從混凝土的物理性能和化學性能受到影響與改變來研究混凝土結構裂縫的成因。化學性能方面：在混凝土澆筑過程中，存在化學介質使用和堿集料反應等，將降低混凝土的結構強度，從而導致其結構過早地出現裂縫，最終降低了其使用壽命。關于影響混凝土結構物理性能的因素，具有復雜多樣化，將從以下幾個影響因素重點分析與總結：

2.1　結構設計

任何建筑結構均有其本身的承載能力，即需符合建筑結構設計規范的要求。一旦脫離了設計規范而建成的建筑結構都是危險建筑，將隨時隨地引發安全隱患，是不安全、不合法的建筑。此類建筑孔隙裂縫雖不常見，但也存在。其典型案例為西山鄉三岔河示范小學的綜合樓，由于設計不符合規范，加上施工中隨意加層，最終導致在使用年限范圍內，建筑主體結構出現了不均勻沉降開裂的現象，裂縫寬達10～20mm，墻和性能柱撓曲，且撓曲部位出現交叉裂縫。

2.2　材料質量

眾所周知，材料質量問題尤為關鍵，其是引起混凝土結構出現裂縫的重要因素之一。如常見的材料質量問題為水泥、砂子等。如果在建筑混凝土結構中使用了不合格的材料，如如過期水泥，骨料含泥過量、含活性SiO2，含堿過高的水泥等，將出現所謂的“豆腐渣工程”。可見，好的建筑工程質量，需對工程材料質量嚴格要求。例如越州鎮某小學教學樓部分樓面出間距現凹坑，樓梯出現小于45°的斜裂縫等現象，其主要原因就是由于施工的水泥質量不達標造成的。

2.3　溫度和濕度

在混凝土現澆初期，將出現硬化現象，從而放出大量的水化熱，這將使得混凝土內部結構的溫度不斷上升，最終導致在混凝土表面產生了拉應力；而在后期，由于基礎結構空間有限，這將引發混凝土結構內部產生了拉應力。如果此拉應力大于混凝土結構的抗裂能力時，將出現結構裂縫。此外，若混凝土表面濕度變化非常劇烈時，導致表面結構形變受內部混凝土的約束，也會出現結構裂縫。

2.4　地基變形

在混凝土結構中，造成整幢房屋結構開裂的主要原因多數在于地基的不均勻沉降。裂縫的大小、形狀、方向決定于地基速變形的程度。如果地基變形時的應力相對過大，往往會產生貫穿性裂縫，甚至使整個結構扭曲變形。如三寶溫泉小學一幢教覆學用房，由于北側地基不均勻沉降，導致房屋基礎部分斷裂，整幢房屋變形扭曲，西北角墻體倒塌，四個大角墻體拉裂，縫水寬10～15mm，呈上下貫通。

2.5　施工工藝

施工工藝導致混凝土結構裂縫的原因有：

（1）混凝土澆筑時水分的蒸發、水泥硬結以及混凝土干縮等；

（2）混凝土的攪拌、運輸、澆灌、振實等工序中出現的任何疏漏和缺陷等問題；

（3）混凝土的早期養護質量：若早期養護時，混凝土表面干燥將引發其結構拉應力較大；

（4）配比不當：如水泥或外加劑的添加量過大、水灰比過大等；

（5）施工條件不適宜：如施工氣候較惡劣、在冬季時未采取任何防凍措施等。

2.6　建筑結構荷載

建筑結構承受外部不當荷載后，同樣會引發裂縫，其影響因素較多。如建筑結構早期受震的影響、過早拆模或者拆模方式不科學、施工時超載等。

3　預防措施

3.1　設計規范

目前，有效地預防建筑結構出現裂縫的措施很多，其中在使用年限內最易避免的就是要嚴格按照設計規范要求設計民用建筑物，這是保障民用建筑混凝土結構健康的根本。

3.2　材料選取

民用建筑混凝土結構成型材料主要有：水泥、粗細骨料、添加劑等。

（1）水泥：須使用水化熱較低的水泥，禁止使用不合格的水泥，如安全性較差的或已過期的；

（2）粗骨料：宜采用質地堅硬、表面粗糙的石料，要求其具有孔隙率較小、不出現堿性反應、且有害物質的含量不超標等特征；

（3）細骨料：宜采用孔隙率較小、且含泥量較低的中砂；

（4）外摻料：宜采用減水劑等外加劑，可達到減少用水量和減少收縮的目的，從而改善混凝土結構的工作性能。

3.3　鋼筋配置

（1）鋼筋品格、規格和數量的配置：將需要從塑性鉸區延性和對構件抗裂性能兩方面來考慮。

（2）正確的鋼筋配置位置：應避免出現保護層過小或過大、鋼筋配置間距過大等問題。

3.4　澆筑工藝

（1）應避免離析顯現，需均勻、適度地振搗；

（2）增加早期養護時間。若出現氣溫高、濕度低或風速大的氣候條件，更應及早進行噴水養護；

（3）若出現澆水養護困難、充分濕潤無法保證時，應采用覆蓋保溫等方式。

3.5　外添加劑

在混凝土澆筑工程中，使用減水防裂劑來減少開裂是最常用的措施之一。基于大量工程實踐，總結有：

（1）水灰比將顯著地影響混凝土的收縮，當使用減水防裂劑時，可減少約25%的用水量；此外，在保證混凝土結構強度的條件下，當使用減水防裂劑時，可減少約15%的水泥用量；

（2）減水防裂劑可顯著地提高混凝土結構的抗拉強度，從而提高其抗裂性能。

4　結束語

本文對民用建筑混凝土結構的裂縫問題進行了理論和實踐上的初步探討，目前對于其的成因和計算方法有不同的理論，但對于具體的預防和改善措施意見還較為統一，且在實踐應用中的效果也較好。裂縫的影響因素復雜多變，具體問題還得具體分析，在設計、施工、使用過程中要靠我們結合多種預防處理措施，多觀察，多比較，出現問題多總結與分析、對癥下藥，民用建筑混凝土結構裂縫現象可控制在較低的發生機率。