土木工程中混凝土裂縫的成因與防治對策研究

李林

中鐵建工集團(tuán)山東有限公司 山東青島 266050

1 土木工程中混凝土裂縫的成因

1.1 建筑項(xiàng)目的工程設(shè)計(jì)方面

在土木工程施工中，通過有效的質(zhì)量控制可以將工程設(shè)計(jì)中的不足進(jìn)行優(yōu)化，在設(shè)計(jì)過程中通過建筑分析，合理的結(jié)構(gòu)形式優(yōu)化，鋼筋配筋率與混凝土強(qiáng)度之間的綜合評價，合理的劃分后澆帶、沉降縫位置，能夠減少因設(shè)計(jì)原因?qū)е碌幕炷两Y(jié)構(gòu)開裂。同時由于現(xiàn)場設(shè)計(jì)準(zhǔn)備不足，對工程所在地地質(zhì)、水文、氣候等條件勘察不細(xì)，致使不適宜工程的混凝土結(jié)構(gòu)類型被應(yīng)用在工程中。導(dǎo)致混凝土結(jié)構(gòu)的開裂[1]。

1.2 施工行為與建材質(zhì)量導(dǎo)致開裂問題

在土木建筑施工過程中，混凝土配合比需要根據(jù)工程實(shí)際進(jìn)行配置。一些商混企業(yè)為了利益，在配置混凝土過程中，降低水泥含量，增加粉煤灰重量，配置成的混凝土強(qiáng)度不符合規(guī)范要求。同時，因近年來國家對節(jié)能環(huán)保整治力度的加大，限制了砂石廠采砂、石工開采，造成原材價格飛漲，一些企業(yè)為了自己私利，以次充好，致使組成混凝土的水泥、砂石料、外加劑原材質(zhì)量的嚴(yán)重下滑，導(dǎo)致混凝土近幾年出現(xiàn)較多的強(qiáng)度不足、開裂等質(zhì)量問題。

在土木建筑施工過程中，由于在混凝土施工中存在的加水、養(yǎng)護(hù)不到位或不養(yǎng)護(hù)，提前加載、提前拆除模板等行為，均易對混凝土質(zhì)量產(chǎn)生較大影響，都有可能增加混凝土開裂。

1.3 溫濕度變化對混凝土的影響

在土木工程施工中，由于混凝土澆筑過程產(chǎn)生熱力效應(yīng)，需要在散熱方面進(jìn)行嚴(yán)格控制，避免混凝土內(nèi)側(cè)產(chǎn)生的熱量積聚壓力。同時注意夏季暴曬導(dǎo)致混凝土表面水分快速流失，導(dǎo)致的混凝土開裂。和冬季低溫，混凝土表面凍融，造成的干縮裂縫。

大體積混凝土澆筑過程中，內(nèi)外部溫差控制措施不到位，表面覆蓋及養(yǎng)護(hù)不及時，表面溫度提升或降溫太快，都易導(dǎo)致混凝土表面收縮和變形，最終形成混凝土裂縫。

2 土木工程中混凝土裂縫防治對策

2.1 審查設(shè)計(jì)方案

在混凝土設(shè)計(jì)前，應(yīng)先明確工程目標(biāo)和要求，針對設(shè)計(jì)方案進(jìn)行詳細(xì)審查，仔細(xì)結(jié)合工程當(dāng)?shù)卦O(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)，詳細(xì)了解勘察測量數(shù)據(jù)、水文、地質(zhì)、氣候等情況，在此基礎(chǔ)上，根據(jù)混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范，結(jié)合土木工程施工現(xiàn)場具體條件，詳細(xì)分析混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案的可行性，對于一些復(fù)雜空間、大跨度結(jié)構(gòu)，還可以借助有限元結(jié)構(gòu)分析軟件、三維結(jié)構(gòu)軟件、BIM技術(shù)等進(jìn)行結(jié)構(gòu)模擬分析，研究其結(jié)構(gòu)受力特點(diǎn)，施工工程中應(yīng)力變化，規(guī)避自身結(jié)構(gòu)產(chǎn)生的不良影響[2]。

2.2 嚴(yán)控施工材料

混凝土施工還需要重點(diǎn)控制好原材質(zhì)量，避免應(yīng)用劣質(zhì)、不合格的材料，避免不合理的水泥摻量、砂石級配導(dǎo)致的混凝土缺陷。針對混凝土配置所需的各類原材料，需要嚴(yán)格驗(yàn)收并送檢。確保水泥型號、質(zhì)量可靠，粗骨料性能優(yōu)越，石灰、泥等雜質(zhì)含量滿足混凝土強(qiáng)度規(guī)范要求。在混凝土拌和過程中，則需要嚴(yán)格控制好各類原材料配比，比如水灰比就應(yīng)該確保其保持在合理范圍之間；而對于各類外加劑同樣也需要恰當(dāng)選用，結(jié)合施工條件和質(zhì)量要求，選擇較為合理的減水劑或適當(dāng)增加纖維材料等優(yōu)化混凝土防裂性能 。

2.3 混凝土施工過程中的控制

混凝土澆筑時，應(yīng)對現(xiàn)澆板厚度及保護(hù)層進(jìn)行控制，經(jīng)過依據(jù)具體情況對板筋的位移進(jìn)行調(diào)整。合理調(diào)整線管位置及重疊層數(shù)，避免3層線管重疊，實(shí)在避免不開的應(yīng)在交叉部位設(shè)置線盒防止其出現(xiàn)交叉現(xiàn)象。同時對于多根線管聚集處來說，應(yīng)盡量使用放射形分布的形式，其直徑需小于樓板的1/3厚度。同時在2層及以上預(yù)埋線管上方增加防裂鋼筋網(wǎng)片，以防止裂縫產(chǎn)生。在混凝土澆筑過程中，應(yīng)合理劃分澆筑單元和施工順序，通過豎向分層和斜向分段進(jìn)行澆筑，從而保證混凝土施工質(zhì)量，并減少由時間過長帶來的危害因素。

同時應(yīng)協(xié)調(diào)好商混站混凝土供應(yīng)速度，確保混凝土澆筑過程中不斷供，避免形成冷縫。

當(dāng)混凝土振搗密實(shí)之后，其骨料開始下沉極易出現(xiàn)收縮裂縫，需二次振搗冰膜面壓實(shí)。

2.4 適應(yīng)環(huán)境因素

對于土木工程混凝土施工過程中面臨的各個外界不良環(huán)境影響因素，在未來施工操作中需要體現(xiàn)出較強(qiáng)的適應(yīng)能力，結(jié)合不同環(huán)節(jié)影響機(jī)制，采取較為合理的策略予以防治，力求將這些不良威脅降到最低。比如在惡劣天氣狀況下需要積極做好澆筑區(qū)域的防護(hù)，做好必要時可以暫停混凝土澆筑，降雨后，在混凝土終凝前可進(jìn)行二次收面，減少混凝土結(jié)構(gòu)裂縫，杜絕降雨等因素帶來的不良影響。針對環(huán)境溫度變化進(jìn)行積極應(yīng)對，比如在冬季進(jìn)行混凝土施工建設(shè)，則需要切實(shí)做好保溫養(yǎng)護(hù)，采用覆蓋棉被、電熱毯等措施，確保混凝土表面溫度均勻，避免混凝土材料溫度過低產(chǎn)生較多的裂縫隱患[3]。

2.5 混凝土后期養(yǎng)護(hù)

在整體的混凝土澆筑工作完成后，可以采用一定的保溫措施進(jìn)行混凝土的養(yǎng)護(hù)，在這個過程中要避免由于溫差較大造成的一系列混凝土裂縫問題。在混凝土澆筑完成之后，應(yīng)經(jīng)過澆水養(yǎng)護(hù)，提升整體質(zhì)量。對于當(dāng)前的混凝土施工來說，應(yīng)通過進(jìn)行散熱和養(yǎng)護(hù)等提升整體的環(huán)境溫度，確保降溫速度的降低，以此來提升混凝土的硬度，從而有效減少混凝土裂縫的產(chǎn)生。

總而言之，混凝土裂縫出現(xiàn)的成因大致可分為以下幾類：設(shè)計(jì)失誤、材料缺陷、施工操作不當(dāng)、管理不到位等，解決混凝土開裂的問題需要從以下這幾個方面入手。相信隨著科技進(jìn)步，在政府部門、建設(shè)、設(shè)計(jì)、施工、商混供應(yīng)單位的共同努力及配合下，混凝土樓板裂縫的問題遲早會徹底解決。