混凝土建筑物的裂縫分析及其控制

司金龍，曲雅楠，嚴(yán)甜，王玉曉

（中國建筑第二工程局有限公司北方分公司，沈陽110000）

1 混凝土建筑產(chǎn)生的主要裂縫及其原因

混凝土建筑物一旦產(chǎn)生裂縫，就會(huì)導(dǎo)致建筑內(nèi)部的鋼筋出現(xiàn)銹蝕情況，這不僅會(huì)讓建筑物內(nèi)部構(gòu)件的承載能力降低，而且還會(huì)影響建筑物的外觀，縮短建筑物的使用年限。但是，在實(shí)際生活中，混凝土建筑或多或少都會(huì)產(chǎn)生一定的裂縫。為了將裂縫給混凝土建筑帶來的危害控制在一定的范圍之內(nèi)，需要采取相關(guān)的措施來進(jìn)行處理和預(yù)防[1]。混凝土建筑中出現(xiàn)的裂縫主要有以下幾種情況。

1）混凝土建筑出現(xiàn)的載荷裂縫。混凝土建筑之所以會(huì)產(chǎn)生載荷裂縫，主要是載荷變化或者不均勻，導(dǎo)致建筑物結(jié)構(gòu)出現(xiàn)一定的裂縫。如果建筑物承受的載荷過大，就會(huì)導(dǎo)致建筑物出現(xiàn)一定的變形，嚴(yán)重時(shí)會(huì)產(chǎn)生裂縫。當(dāng)然，在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)過程中，如果設(shè)計(jì)不符合要求，在施工過程中施工技術(shù)和方法不合理，建筑物本身的承載能力不足，或者建筑地基不穩(wěn)定，存在有不均勻沉降的問題，這些都會(huì)在使建筑物出現(xiàn)一定的裂縫。

2）混凝土建筑出現(xiàn)的溫度裂縫。混凝土建筑在開展混凝土施工的過程中，混凝土澆筑硬化施工環(huán)節(jié)也會(huì)存在一定的水化熱現(xiàn)象，而且建筑物施工需要的都是大體積混凝土，這就會(huì)導(dǎo)致混凝土在發(fā)生水化熱現(xiàn)象的過程中內(nèi)外散熱，出現(xiàn)了外快內(nèi)慢不均勻的情況，使得混凝土內(nèi)部和外部由于水化熱作用而產(chǎn)生的熱脹冷縮程度也存在一定的差異性，促使混凝土表面存在著一定的拉應(yīng)力，進(jìn)而提高了混凝土建筑溫度裂縫產(chǎn)生的概率。因?yàn)榛炷恋膶?dǎo)熱性比較差，在開展大體積混凝土作業(yè)的過程中，混凝土本身會(huì)產(chǎn)生較高的水化熱現(xiàn)象，雖然混凝土表面大部分裸露在外面，表面的散熱速度比較快，但是混凝土內(nèi)部的熱量卻很難散發(fā)出來，導(dǎo)致部分熱量積聚在混凝土的內(nèi)部，再加上晝夜溫差比較大，混凝土外部會(huì)出現(xiàn)一定的張力，而混凝土內(nèi)部會(huì)出現(xiàn)熱膨脹現(xiàn)象，這就會(huì)在一定程度上導(dǎo)致混凝土出現(xiàn)收縮等變形情況。如果后期混凝土的抗拉強(qiáng)度低于自身所承受的拉應(yīng)力，就會(huì)導(dǎo)致混凝土建筑產(chǎn)生不同程度的裂縫，進(jìn)而影響混凝土建筑的質(zhì)量和安全性。

3）混凝土建筑出現(xiàn)的干縮裂縫。混凝土建筑之所以會(huì)產(chǎn)生干縮裂縫主要是混凝土表面和混凝土內(nèi)部水分含量不同所導(dǎo)致的。因?yàn)榛炷羶?nèi)部含有一定量的水分，這些水分一部分會(huì)通過混凝土表面蒸發(fā)而流失掉，另一部分會(huì)在水泥水化反應(yīng)的過程中散失，還有一部分水分會(huì)通過混凝土表面泌出而流失。隨著混凝土內(nèi)部水分的逐漸流失混凝土的體積也會(huì)逐漸縮小。如果在混凝土成型之后，工作人員沒有按照相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)和要求對(duì)混凝土進(jìn)行科學(xué)合理的養(yǎng)護(hù)，那么，混凝土表面的收縮程度會(huì)越來越大。但是，由于混凝土密度比較大，強(qiáng)度比較高，它內(nèi)部的濕度并不會(huì)受到外界環(huán)境的影響而發(fā)生很大的變化，所以，相比于混凝土表面來說，內(nèi)部產(chǎn)生的體積收縮會(huì)比較小。這就會(huì)導(dǎo)致內(nèi)部的混凝土?xí)s束混凝土表面的收縮變形進(jìn)而導(dǎo)致混凝土拉應(yīng)力的產(chǎn)生，久而久之，混凝土表面就會(huì)產(chǎn)生一定的裂縫。一般，混凝土水分蒸發(fā)的速度越快混凝土裂縫產(chǎn)生的概率就越大，混凝土被吸收掉的水分越多混凝土裂縫產(chǎn)生的概率也會(huì)越大，所以混凝土裂縫與以上二者都成正比關(guān)系。

2 混凝土建筑物出現(xiàn)裂縫的預(yù)防措施

在混凝土建筑施工的過程中，一旦混凝土結(jié)構(gòu)產(chǎn)生裂縫，就會(huì)對(duì)建筑物的性能和功能產(chǎn)生一定的影響，嚴(yán)重時(shí)會(huì)降低建筑物構(gòu)件的承載能力，增加建筑物安全隱患發(fā)生的概率，因此，要加大對(duì)混凝土建筑裂縫的預(yù)防力度，采用不同的預(yù)防措施對(duì)混凝土建筑裂縫進(jìn)行處理。主要有以下幾個(gè)方面。

2.1 混凝土建筑出現(xiàn)載荷裂縫的預(yù)防措施

混凝土建筑一旦出現(xiàn)載荷裂縫，需要采取以下3項(xiàng)措施來進(jìn)行有效預(yù)防：（1）施工單位要根據(jù)相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)和要求科學(xué)合理確定模板的拆除時(shí)間，時(shí)間過早過晚都會(huì)影響模板的質(zhì)量效果。并且在拆除模板的過程中，還要對(duì)其拆除的次序準(zhǔn)確把握，以免對(duì)模板造成一定的損壞，影響施工質(zhì)量[2]。（2）在搭建凍土模板的過程中，施工單位要提前采取相關(guān)的預(yù)防措施。（3）在開展模板施工的過程中，一定要確保模板的剛度和強(qiáng)度滿足相關(guān)的要求和標(biāo)準(zhǔn)，確保模板牢固支撐的同時(shí)還要保證地基均勻受力。

2.2 混凝土建筑出現(xiàn)的溫度裂縫的預(yù)防措施

混凝土建筑溫度裂縫的預(yù)防主要有以下5項(xiàng)措施：其一，合理選擇水泥材料，確保選擇的水泥熱量值比較低。比如，在混凝土施工中經(jīng)常用到的粉煤灰水泥、礦渣水泥等。這些水泥材料都能夠在一定程度上降低水泥的水化反應(yīng)。同時(shí)，在施工過程中，還要按照相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)和要求嚴(yán)格控制水泥用量。其二，嚴(yán)格控制混凝土的攪拌工藝。在具體施工的過程中，施工人員可以根據(jù)實(shí)際情況更新和調(diào)整混凝土的攪拌工藝，可以將傳統(tǒng)的冷卻技術(shù)與新空冷工藝結(jié)合起來使用，這樣，可以對(duì)混凝土澆筑的溫度科學(xué)合理的控制，提升混凝土澆筑的效果。其三，對(duì)水灰比科學(xué)合理地調(diào)整。一般在施工過程中會(huì)在原有基礎(chǔ)上對(duì)水灰比適度降低，并將其保持在0.6以下。其四，改善和優(yōu)化混凝土拌和物的流動(dòng)性。在施工過程中可以添加適量的添加劑，一方面可以達(dá)到保水的作用，另一方面可以降低施工過程中的水化熱現(xiàn)象，從而確保混凝土澆筑的質(zhì)量。其五，在混凝土施工過程中，要對(duì)溫度進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)并采取有效的措施，做好混凝土的養(yǎng)護(hù)工作。

2.3 混凝土建筑出現(xiàn)的干縮裂縫的預(yù)防措施

混凝土建筑干縮裂縫采取的預(yù)防措施主要有以下5方面：（1）因?yàn)榛炷恋乃冶扰c混凝土的干縮性成正比，所以，在混凝土施工過程中一定要對(duì)水灰比科學(xué)合理地控制，可以在其中添加適量的減水劑；（2）盡量在施工過程中采用低熱型的水泥，同時(shí)按照施工標(biāo)準(zhǔn)對(duì)水泥用量進(jìn)行科學(xué)控制；（3）按照設(shè)計(jì)要求和養(yǎng)護(hù)標(biāo)準(zhǔn)開展混凝土早期養(yǎng)護(hù)工作，并結(jié)合實(shí)際情況對(duì)混凝土養(yǎng)護(hù)時(shí)間科學(xué)合理地調(diào)整；（4）合理設(shè)置混凝土結(jié)構(gòu)的伸縮縫；（5）對(duì)混凝土拌和嚴(yán)格控制，確保混凝土的用水量滿足相關(guān)設(shè)計(jì)要求，一般要控制在設(shè)計(jì)的用水量以下。

3 有效控制混凝土建筑物裂縫的相關(guān)措施

3.1 從設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)著手對(duì)混凝土建筑物裂縫進(jìn)行控制

1）科學(xué)進(jìn)行建筑物平面選型設(shè)計(jì)。在建筑平面選型設(shè)計(jì)工作開展的過程中，一方面要確保設(shè)計(jì)工作符合相關(guān)的規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)和設(shè)計(jì)要求，另一方面要確保整個(gè)設(shè)計(jì)方案不復(fù)雜，簡(jiǎn)單明了。如果設(shè)計(jì)的平面結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，就會(huì)增加應(yīng)力集中產(chǎn)生的概率，嚴(yán)重時(shí)會(huì)導(dǎo)致墻體開裂或者樓板開裂。同時(shí)還要確保配筋結(jié)構(gòu)的科學(xué)性和合理性，從而提升鋼筋的抗裂性能，避免建筑物結(jié)構(gòu)截面發(fā)生應(yīng)力集中的情況，進(jìn)而讓建筑物的抗裂性能得到有效優(yōu)化。此外，在設(shè)計(jì)過程中，設(shè)計(jì)人員還要控制好鋼筋的配置，按照相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)對(duì)鋼筋數(shù)量和尺寸科學(xué)選擇，確保設(shè)計(jì)的合理性[3]。但在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的過程中，設(shè)計(jì)人員往往不重視構(gòu)造鋼筋的重要性。因此，想要提高混凝土的抗裂性能，設(shè)計(jì)的鋼筋結(jié)構(gòu)一方面要符合混凝土的使用要求，另一方面要達(dá)到一定的載荷標(biāo)準(zhǔn)，同時(shí)還要確保結(jié)構(gòu)配筋的合理性。

2）嚴(yán)格控制地基沉降。為了避免地基出現(xiàn)不均勻沉降問題，需要設(shè)計(jì)人員在設(shè)計(jì)過程中對(duì)水平墻體和豎向墻體合理安排，如果要開洞盡量垂直墻體。因?yàn)榻ㄖ锏恼w剛度與建筑物高長(zhǎng)之比成反比。要想提升建筑物的整體剛度，就要將建筑物的高度與長(zhǎng)度的比例控制得小一些，這樣，也能夠在一定程度上降低地基不均勻沉降問題發(fā)生的概率，提高地基的承載能力。當(dāng)然，為了避免以上問題的發(fā)生，還可以根據(jù)實(shí)際情況來科學(xué)合理地調(diào)整建筑基礎(chǔ)設(shè)計(jì)圖紙。

3）嚴(yán)格控制變形縫。在設(shè)計(jì)過程中，設(shè)計(jì)人員需要結(jié)合構(gòu)件的結(jié)構(gòu)來科學(xué)合理地設(shè)置接縫的寬度和位置。然而，在設(shè)計(jì)建筑物抗震縫。沉降縫和伸縮縫的過程中，需要設(shè)計(jì)人員根據(jù)各項(xiàng)因素進(jìn)行綜合考慮。建筑物在使用過程中始終是暴露在外面的，會(huì)受到各種氣候條件以及環(huán)境因素的影響，因此，需要按照相關(guān)的實(shí)際要求和外界環(huán)境因素對(duì)伸縮縫科學(xué)合理地設(shè)計(jì)。針對(duì)發(fā)生突變的伸縮結(jié)構(gòu)，或者設(shè)置的伸縮縫間距不符合相關(guān)規(guī)定的情況，必須要采取科學(xué)合理的措施提前預(yù)防裂縫的產(chǎn)生。一方面可以通過對(duì)配筋率的合理設(shè)計(jì)來進(jìn)行防治，另一方面可以采用連續(xù)配筋的方法來降低裂縫發(fā)生的概率，同時(shí)，還可以通過混凝土澆帶的方法來達(dá)到裂縫防治的目的。

4）嚴(yán)格控制保護(hù)層厚度。在設(shè)計(jì)過程中還要對(duì)保護(hù)層厚度科學(xué)合理地把握。通常，會(huì)通過保護(hù)層厚度和密度的增加以及質(zhì)量的提升來預(yù)防裂縫的發(fā)生。也可以通過降低保護(hù)層的滲透性來降低混凝土碳化的速度，從而不斷強(qiáng)化建筑物的劈裂強(qiáng)度。如果保護(hù)層設(shè)置在地下結(jié)構(gòu)中，需要針對(duì)保護(hù)層的厚度通過鋼絲網(wǎng)的設(shè)置來起到加固的作用。此外，還可以通過增加樓板厚度或者給地板配置一定的管道來降低建筑物裂縫產(chǎn)生的概率。

3.2 從施工環(huán)節(jié)著手對(duì)混凝土建筑物裂縫進(jìn)行控制

1）嚴(yán)格控制混凝土的原材料。混凝土骨料的吸水率和含泥量和與混凝土的收縮力都呈正比關(guān)系。也就是說，吸水率越高，收縮率越高，含泥量越高，收縮率越高。在具體施工的過程中，施工單位一定要對(duì)混凝土原材料的配比科學(xué)合理地控制，可以根據(jù)建筑要求對(duì)配比進(jìn)行相應(yīng)調(diào)整。同時(shí)，為了改善混凝土的拌和性能，可以在混凝土拌和過程中適當(dāng)?shù)卦黾臃勖夯业念w粒度。通過水泥用量的增加來滿足混凝土的坍落度要求，會(huì)導(dǎo)致混凝土出現(xiàn)一定的干縮，增強(qiáng)水化熱作用，增加混凝土裂縫產(chǎn)生的概率。

2）嚴(yán)格控制混凝土的澆搗作業(yè)。在開展混凝土澆筑作業(yè)的過程中，施工人員一定要對(duì)混凝土壓實(shí)。如果澆筑的是大體積混凝土，還需要在澆筑作業(yè)中注意泌水問題，同時(shí)，還要采取相關(guān)的措施預(yù)防混凝土開裂，提升混凝土的抗裂性能。在澆筑柱的環(huán)節(jié)中，如果有垂直震動(dòng)的情況出現(xiàn)，對(duì)需要施工人員根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)混凝土的坍落度對(duì)振搗時(shí)間科學(xué)合理地調(diào)整，以免在振搗過程中出現(xiàn)漏振或者過振的情況，切實(shí)把握好振搗環(huán)節(jié)的作業(yè)質(zhì)量。此外，還要在施工過程中做好混凝土清潔工作，以免散落的混凝土影響后期建筑施工。

3）嚴(yán)格控制混凝土的養(yǎng)護(hù)工作。在混凝土施工過程中一定要做好保溫工作。保溫工作的開展在一定程度上可以促進(jìn)大體積混凝土在澆筑過程中減小自身的內(nèi)外溫差。在落實(shí)保溫工作的過程中，可以通過降低模具溫度來減小內(nèi)外溫差。也可以采取相關(guān)的絕緣保護(hù)措施來達(dá)到保溫的目的。一般混凝土冷卻的速度越慢，其混凝土成型的質(zhì)量越好，強(qiáng)度越高，產(chǎn)生裂縫的概率越低。因此，在開展混凝土養(yǎng)護(hù)工作的過程中，要保持混凝土具有一定的濕度，以減少混凝土的收縮，改善混凝土的強(qiáng)度。

4 結(jié)語

綜上所述，在混凝土建筑施工過程中，混凝土裂縫作為最常見問題對(duì)混凝土建筑物的質(zhì)量和安全造成了嚴(yán)重的影響，需要相關(guān)單位引起重視，有效分析混凝土建筑裂縫產(chǎn)生的原因并采取相關(guān)的有效措施進(jìn)行預(yù)防處理，從而將混凝土建筑物裂縫發(fā)生的概率控制到最低，為混凝土建筑物的安全性和穩(wěn)定性提供有效的保障。