混凝土施工中的裂縫控制方法研究

石 斌， 于海濤， 王中霄

(中國建筑土木建設有限公司，北京 100070)

0 引 言

混凝土出現裂縫不僅會對整體結構的穩定性造成影響，也從一定側面反映了混凝土工程在施工時，存在作業行為不規范的問題。混凝土結構裂縫產生的原因包括：前期混凝土材料配合比不科學；中期施工作業流程不規范；后期養護不到位等[1]。為了解決由于混凝土裂縫導致的工程質量問題，本文將結合裂縫影響因素，對控制方法展開設計。

1 混凝土施工裂縫控制影響因素分析

為了提升混凝土工程在施工中的裂縫控制效果，需要在設計方法前闡述裂縫控制的影響因素。影響因素包括：工程施工邊界條件、施工現場作業環境條件、原材料質量、配合比的合理性、施工行為與養護方法的規范性。

以原材料為例，當配比混凝土時，材料中水泥物質的含量越高，說明混凝土中的水分含量越大，對應結構的坍落度越大，發生裂縫的概率或裂縫對工程質量的影響越高[2]。在進行原材料選擇時，選擇礦渣或砂巖作為原材料時，混凝土收縮性越強，裂縫長度越長。反之，選擇細骨料或高品質材料作為原材料時，混凝土的綜合性能越優，出現裂縫的概率越低。

2 混凝土施工中的裂縫控制方法設計

2.1 混凝土施工材料優選

根據混凝土施工項目的實際需要，若其施工抗壓強度已經能夠滿足設計條件，則可以適當將部分施工材料選用混凝土摻合料，以此替代水泥材料，降低水化熱程度，從而實現對裂縫的初步控制[3]。在選擇施工材料時，考慮到單一添加礦渣的摻和方式會造成水泥施工材料水性差、收縮大等問題，將其摻入水泥的用量控制在25%～30%，并選用S95級及以上的礦渣微粉以及水泥作為摻合料，完成對施工材料的配比，能夠有效提高施工材料的密實度，并為施工提供早期的強度條件。此外，按照上述摻和方式，也可以提高對混凝土材料的和易性[4]。同時，為了確保施工材料在后續使用中的質量，在將其應用到實際施工環節之前，還需要按照圖1所示流程進行質量檢測。

圖1 混凝土施工材料質檢流程

按照圖1所示流程完成對混凝土施工材料的質量檢測，并將檢測合格的材料入庫。

2.2 基礎梁配筋深化設計

實現對混凝土施工材料的優選后，為了防止裂縫產生并實現對已經存在的裂縫加以控制，還需要對基礎梁配筋進行深化設計。通常情況下，在體積較大的混凝土結構當中都會配置細而密的鋼筋材料和鋼絲網片結構，以減輕結構在施工和使用中的應力集中效應，從而提高建筑整體抗裂性[5]。此外，還可以在容易產生應力集中的梁底區域增設φ16@150型號的溫度筋，以抵抗降溫過程中基礎梁配筋產生的較大的收縮拉應力。圖2為基礎梁配筋深化設計示意圖。

圖2 基礎梁配筋深化設計示意圖

圖2中L表示為基礎梁的實際長度。按照圖2所示內容完成對基礎梁配筋的深化設計后，還需要在基礎梁與基礎墊層之間架設2道1.25 mm厚的雙面自粘貼聚合物，以進一步減少墊層結構對混凝土水化熱反應時產生的負面影響。至此，基于上述對基礎梁配筋的深化設計，可進一步提高混凝土結構的強度，防止其在施工過程中產生新的裂縫，并提高現有裂縫結構的抗壓能力，達到提升大體積混凝土整體強度的目的和效果。

2.3 加強養護

在完成混凝土工程基礎配筋的深化設計工作后，應將加強混凝土的養護作為裂縫控制的關鍵。設計標準化養護流程，如圖3所示。

圖3 混凝土工程標準化養護流程

將混凝土的養護工程劃分為兩個階段，分別為溫度控制階段與濕度控制階段。通過調整養護環境的濕度，可以解決由于環境過于干燥導致的結構裂紋問題，在施工中，可以通過在養護區域定期灑水、噴霧的方式，使養護區域保持在一個濕度環境良好的環境下。調節養護區域溫度可以實現結構層中水化熱量呈現聚集狀態，降低水化熱的揮發速度。反之，當沒有做好混凝土養護保溫工作時，會導致結構表層發生散熱現象，當內部溫度與外部溫度的差值較大時，混凝土結構將出現受熱不均勻的問題。此時，內部出現壓力差，而結構外部出現拉應力差，當作用力>結構抗拉強度時，表層將會出現裂縫。因此，需要在養護過程中，結合實際環境條件，進行養護作業區域的溫度與濕度的綜合調節。

在養護過程中應注意的是，完成混凝土的澆筑處理后，需要在其表層及時覆蓋一層保溫膜(可選擇厚度為18.0 mm的木質模板作為保溫結構)，再在保溫膜的外層增設一層塑料膜，以此種方式，達到一種更加良好的作業環境宏觀調控效果。

3 控制效果分析

完成對裂縫控制方法的設計后，將該方法應用到某建筑施工項目當中，針對其混凝土施工中產生的裂縫進行控制。在該工程項目當中，由于現有施工技術水平較低，因此已經出現了多處程度不等的裂縫結構。隨機選擇其中5個裂縫作為實驗對象，利用本文提出的控制方法對其進行控制，并將得到控制的裂縫與未施加任何控制的裂縫進行比較。為了更加直觀地對本文控制方法的應用效果進行評價，選擇將兩種裂縫在不同時間變化條件下的延伸長度和寬度作為評價指標，利用裂縫參數測量儀完成測量。將引入本文提出的控制方法下的裂縫參數作為實驗組，未引入本文提出的控制方法的裂縫作為對照組，并從該監測設備上獲取到如表1所示的控制結果數據。

表1 本文裂縫控制方法應用效果記錄表

從表1記錄結果可知，引入本文裂縫控制方法的實驗組，在25 d中裂縫的延伸長度均控制在2.50 mm以內，寬度的增加量均控制在了0.55 mm以內；而未引入本文控制方法的對照組在實驗過程中裂縫的延伸長度均超過了8.00 mm，寬度增加量均超過了2.50 mm。因此，通過上述實驗證明，本文提出的裂縫控制方法能夠有效縮短混凝土裂縫延伸的長度和增加的寬度，為混凝土施工質量提供條件。

4 結束語

為了解決混凝土結構施工作業中出現的裂縫問題，提高工程一次驗收通過率，本文從施工材料、結構工程配筋、混凝土養護三個方面，對裂縫控制方法展開了設計。考慮到本文方法的有效性，可直接關系到工程結構穩定性與綜合質量，因此在完成設計后，將其應用到某工程實例中。對比分析本文方法與常規方法在實際應用中對于裂縫的控制效果，結果發現本文方法的實用性更強。

近年來，我國建筑市場內相關混凝土工程的實例較多，大部分工程在驗收時出現質量問題，均是由于裂縫控制不到位所導致的。因此，可在后續的大規模工程施工時，將本文設計的方法在建筑行業內進行推廣，通過優化混凝土施工作業流程的方式，進一步實現對裂縫的控制。