混凝土結構工程施工裂縫防治措施分析

李 古 淮北礦業（集團）工程建設有限責任公司

1 前言

目前，我國是世界上使用水泥混凝土最多的國家，因此水泥混凝土路面建設中存在的問題備受關注。調查表明，我國水泥混凝土路面存在諸多問題。隨著我國汽車數量的不斷增加，許多使用時間較長的水泥混凝土路面承載能力較大，導致部分水泥混凝土內部超過使用年限，出現了嚴重的道路結構破壞問題。由于我國水泥混凝土鋪裝技術還不夠成熟，解決裂縫問題的唯一途徑就是對其進行整治。本文分析了系統施工中的各種裂縫，并提出了一些預防措施。

2 引發建筑結構裂縫的原因

2.1 負載原因

（1）工程中，由于單層鋼筋混凝土主體結構本身的受力變形、不同部位受力不同、設計不合理、受力不平衡等原因，容易造成梁體扭曲或承受過大的重量，以及混凝土抗裂性差，導致單層裂縫。（2）鋼筋混凝土主體結構應力過大引起的混凝土裂縫，主要原因是設計過程中實際計算的間接應力模型不合理，鋼筋混凝土單層主體結構與實際設計不符。（3）公路本身的承載能力有限，不同結構、不同部位的應力相互作用不協調。間接應力條件下混凝土主體結構間接應力的計算與實際設計荷載有一定差距，需結合實際力學模型進行分析，考慮各種影響因素。

2.2 溫度引起的混凝土裂縫

對于任何物質，都會有相應的物理現象。從物理角度來說，混凝土出現熱脹冷縮的物理現象非常正常，這也是混凝土產生裂縫的重要原因。在溫度的影響下，混凝土本身的結構會發生變形，而一旦變形超過其所能承受的數值范圍，會導致混凝土產生裂縫，主要是因為混凝土本身的抗壓強度低于溫度產生的應力。混凝土受到溫度影響有以下兩個方面：一是澆筑混凝土時，如果混凝土材料中含有水泥，水泥產生水化熱的可能性較大，導致混凝土內部溫度逐漸升高，并會逐漸超過外部溫度，導致內外溫差過大，從而產生裂縫。二是施工單位對建筑工程進行蒸汽養護時，混凝土出現裂縫的概率比較高。由于蒸汽養護主要在冬季進行，建筑工程在蒸汽養護時，蒸汽的溫度會使混凝土內外溫度產生較大差異，最終導致混凝土產生裂縫。溫度裂縫主要包括表面裂縫、深層裂縫和貫穿裂縫。

3 建筑施工中的混凝土結構關鍵技術

在混凝土結構施工過程中，施工人員需要重視關鍵技術的應用，確保技術控制，這是提高混凝土結構質量的關鍵措施。一方面，注意水泥資源使用量的調整，混凝土結構的關鍵材料，水泥材料的處理直接關系到混凝土材料能否滿足放熱要求。混凝土結構主要技術參數確定后，調整水泥用量，保證水泥放熱后溫度可控。另一方面，混凝土結構內部的約束力降低。如前所述，混凝土結構具有明顯的塑性特征，這主要是基于對混凝土內部的約束力。當混凝土產生熱量時，其溫度應力會導致內部約束的增強。因此，控制溫度應力可以有效提高混凝土的內部粘結力，通過溫度資源的集中技術處理，可以降低粘結力。

3.1 干燥收縮裂縫

干縮裂縫是混凝土結構施工中常見的現象。混凝土中的水泥屬于水硬性膠凝材料，混凝土強度形成過程中，外表面的混凝土凝固硬化較快，失水較快的混凝土在外表面形成不規則裂縫。這種裂縫稱為干縮裂縫，產生這種裂縫的主要原因是在失水引起的塑性收縮和水泥水化及自收縮引起的化學收縮的同時作用下，收縮產生的應力超過了混凝土的抗壓強度。混凝土的收縮裂縫還受到環境溫度和養護條件的影響，這些因素單獨或同時作用，都可能引起混凝土的收縮裂縫。

3.2 沉降裂縫

設計方案有時結構設計不合理，此時設計人員沒有結合施工現場的實際情況按照要求進行設計分析，內力分析的數據可能有誤，計算的荷載系數不滿足要求等。工地工人沒有做好勘探工作，工作中出現失誤，地址數據和結構數據都不是很準確。由于不一致和錯誤，建筑物基礎不夠穩定，直接增加了混凝土沉降的可能性。如果經常雨雪天氣，在這種天氣下進行混凝土施工，混凝土建筑結構會因濕度過大而受到沖擊，剛完成的混凝土沒有凝固，可能直接影響混凝土下沉。

3.3 混凝土收縮因素導致

在混凝土結構施工中，混凝土容易出現不同程度的自收縮。如果不能采取有效的控制措施，混凝土將很有可能出現裂縫。其自收縮主要體現在以下幾個方面：①水泥引起的自收縮。水泥在混凝土結構的各種原材料中占有很大的比重，澆筑水泥時會伴有硬化現象，同時會損失大量水分。大多數情況下，混凝土失水超過80%就會發生自收縮。②外加劑影響混凝土的自收縮。近年來，高效減水劑在混凝土施工中得到了廣泛應用，這些減水劑能極大地影響混凝土的自收縮值。③礦物質影響混凝土的自收縮。大多數情況下，施工單位會將粉煤灰、硅灰等礦物質應用到混凝土施工中，增加混凝土的自收縮。

3.4 施工技術因素

混凝土的原材料調配、攪拌、澆筑等關鍵施工環節，直接影響建筑工程混凝土的施工質量和混凝土的裂縫。施工時如果不嚴格執行各種施工工藝和規范，就會產生裂縫。影響建筑工程施工質量的核心因素是施工工藝，因此必須加強施工工藝的改進和優化。

4 水泥混凝土裂縫分類

4.1 超負荷載引起裂縫

荷載引起的水泥混凝土裂縫一般表現為混凝土結構變形引起的裂縫，稱為結構裂縫。水泥混凝土結構裂縫產生的原因主要有：當水泥混凝土超載時，導致水泥混凝土開裂或斷裂，同時水泥混凝土結構裂縫產生的原因有很多，如施工不當、設計不當、碰撞等。

4.2 施工過程中引起裂縫

在施工期間引起水泥混凝土裂縫的非荷載作用通常由生產控制、施工期間水泥混凝土的搗固或養護引起的。這種裂縫通常是收縮裂縫，主要分為塑性收縮、干縮、溫度收縮和碳化收縮。塑性收縮通常發生在干燥收縮之前，當攪拌好的混凝土放置在高蒸發率的環境中時，混凝土顆粒中充滿了水，當水泥混凝土受風速和溫度影響時，水從泥漿中向外流出，造成表面脫水。由于水泥混凝土失水過多，水泥混凝土產生收縮力，使混凝土漿體收縮，最終導致水泥混凝土表面開裂。

4.3 設計不合理引起裂縫

混凝土路面在施工過程中經常出現表面裂縫，表面裂縫通常以裂縫的形式出現。水泥混凝土的裂縫由不合理的設計或施工工藝造成的，設計不合理主要體現在水泥混凝土配合比設計不當，水泥摻量過大或斷砂率超標，水泥混凝土就會開裂。當水泥混凝土用量不均勻或外加劑使用不及時時，會導致混凝土在重力作用下離析，從而導致水泥混凝土產生裂縫。在混凝土水灰比不變的情況下，水泥混凝土的拉伸值隨著水泥漿和砂漿含量的增加而增加。當水泥中使用的石子顆粒較大時，也會造成水泥混凝土開裂，混凝土裂縫也會受到施工過程的影響。水泥混凝土澆筑時。在炎熱的夏季或風速較大的環境下，混凝土表面的水分迅速蒸發，結合膨脹和收縮的基本原理，會導致混凝土體積的減少。由于水泥混凝土早期強度很低，其數值無法應對收縮的快速變化，最終導致水泥混凝土開裂。

5 建筑工程施工中的混凝土裂縫控制

5.1 完善施工設計

建筑工程施工前，施工設計人員應重點關注混凝土裂縫的發生，并制定預防措施，最大限度地防止混凝土結構和表面開裂。混凝土澆筑前，設計人員應充分考慮混凝土澆筑全過程的預防措施，尤其是一些小型建設項目，不具備混凝土攪拌能力，通常需要從外面購買，這要求混凝土運輸車在運輸混凝土的過程中充分攪拌罐內混凝土，以免混凝土在運輸過程中凝結。另外，混凝土運輸路線要保持暢通，縮短運輸時間。在澆筑混凝土預埋件前，必須正確組裝預埋件并確定預埋位置，完成所有工序，避免澆筑后再組裝混凝土結構件的問題，保證混凝土澆筑工作的順利開展。

5.2 對溫度合理控制

溫度對混凝土建筑也有很大影響。如果施工區域晝夜溫差比較大，冷熱直接交替現象嚴重，會嚴重影響混凝土的砌筑質量。室內外溫差也會直接導致混凝土開裂，因此，在進行施工時，應分析實際情況，對混凝土施工采取相應的對策，以避免大溫差引起的混凝土裂縫，減少攪拌施工對固化土的不良影響。有些部位施工時要特別注意高溫，在此基礎上，根據需要合理有效地降低室內外溫差，如利用墻體厚度。澆筑時還可以降低澆筑溫度，使混凝土在這種狀態下快速形成混凝土結構，為施工創造更適宜的條件。如果在高溫環境下，也可以通過噴涂或者遮光的方式降低材料的溫度，然后使用一些設備進行鑄造，比如冷凝管。無論氣溫變化是大是小，都要有相應的預防措施，及時減少氣溫變化對工程的負面影響。

5.3 全面提高施工人員的技術水平

施工人員能否規范地完成施工操作，將直接影響土建工程的施工質量，也與施工裂縫的產生密切相關。因此，施工單位應注意提高施工人員的技術水平。一要不斷完善對施工人員的培訓，避免因不規范操作造成混凝土裂縫，有針對性地開展培訓活動，特別是對發現的不規范操作，在培訓時必須反復強調，有效防止再次發生。二要重視和改進對施工人員技術水平的考核工作。尤其是土建對施工技術要求更高，嚴禁缺乏專業素養、施工技術水平低的施工人員出現在土建施工隊伍中。由于施工技術直接關系到施工質量，施工單位需要對施工人員的專業能力進行綜合考核，以確保各項施工操作標準得到有效執行，最大限度地避免施工裂縫，進一步提高土建工程的施工水平。

5.4 混凝土材料的合理選擇

避免結構裂縫的前提是嚴格選擇混凝土材料。在民用和工業建筑中，清水混凝土和低水化熱水泥傾向于混凝土結構的建造，一般選擇粒徑較小的材料，保證含泥量小于1%，以減少施工后混凝土的收縮，從而降低裂縫產生的可能性。購買混凝土材料時要嚴格控制以上幾個方面，選擇合適的混凝土材料，提高混凝土結構的施工質量。

5.5 荷載裂縫預防

在防止混凝土結構出現荷載裂縫時，首先要注意建筑物的平整度。對于凹凸不平的地方，要用雙向鋼網增加平整度，使表面光滑。其次，研究經常出現裂縫的位置，找出不均勻沉降的原因，加強工程構造設計，控制變形縫的位置，優化各部分的受力條件，使荷載達到受力平衡，避免應力過于集中造成建筑物變形。最后，在不影響施工效果的基礎上，選擇更細的鋼筋，縮短鋼筋間距，降低混凝土開裂的概率。

5.6 防止干縮裂縫

收縮裂縫通常發生在養護期結束和混凝土施工結束時，在此期間，混凝土中的大量水分蒸發，導致混凝土出現不同程度的收縮裂縫。形成混凝土收縮裂縫的原因很多，主要原理在于混凝土內外水分蒸發的差異，導致混凝土的變形和收縮。此外，建設項目的外部環境也會對其建設質量產生嚴重影響。在混凝土施工過程中，外加劑的用量、骨料的性質和用量、水泥的組成和用量都會影響混凝土的承載力和抗滲性。基于此，為了減少混凝土裂縫的發生，需要在施工過程中采用收縮小的水泥，同時根據施工需要，科學控制水泥用量，調整配合比，添加適量減水劑等。

5.7 溫度裂縫的控制

為避免混凝土結構產生溫度裂縫，應做到以下幾點：一是控制混凝土的絕熱溫升；二是減少水泥的使用比例。在整個施工過程中，混凝土加熱的內部熱源主要來自水泥的水化熱，可以通過降低水泥的使用比例來控制水化熱。常用的方法有：降低坍落度，加入大石子，降低砂率，應用科學配比的化學外加劑，選擇科學的拌和工藝。其次，選擇低熱水泥。在選擇水泥原材料的過程中，應優選低熱水泥，能夠有效降低水化熱反應對混凝土的影響，降低澆筑溫度也是其主要工藝之一。因此，在施工過程中，要避免高溫施工，施工前要提前降低材料的溫度，以保證澆筑溫度能夠達標。

6 水泥混凝土路面施工過程中注意事項

6.1 施工方案

在水泥混凝土施工中選擇最佳施工方案，比如石化罩面的瀝青粉，就不適合在非常差的路面上使用。對于一些損壞較小的道路，可以采取及時修復的方案，然后在瀝青層上鋪上粉碎的石化產品。這種方法主要是防止水泥發生堿反應，導致路面開裂。這種方案不適用于路基破損嚴重，不能完全承載碎石的路面。也不應該用在地下水位高或積水的道路上，因為積水可能會導致黏土或礫石混入其中，對該方法的成本要做一個早期的估計。

6.2 接縫問題

由于水泥混凝土路面會熱脹冷縮，所以在施工過程中混凝土路面會出現很多接縫，主要用來降低水泥混凝土在熱脹冷縮過程中的強度。因為水泥混凝土路面的接縫會給路面的養護和施工增加相應的難度，如果處理不好，會對水泥混凝土造成嚴重的破壞。因此，在檢驗水泥混凝土時，應注意接縫現象。

7 結束語

綜上所述，本文主要介紹了混凝土結構工程施工裂縫的定義、類型、成因以及處理措施，希望大家對混凝土結構工程施工裂縫有一個大致的了解。另外，在混凝土結構工程施工中，可以采用表面處理法、灌漿法、結構加固法、位移法、電化學保護法等處理裂縫，以保證建筑工程的最大效用，最大限度地減少工程隱患，為我國今后的混凝土結構工程建設奠定一定的理論基礎。