混凝土建筑物的裂縫分析及其控制

孫國忠

（山東華邦建設集團有限公司，山東 濰坊 262500）

1 建筑工程中混凝土概述

混凝土作為建筑工程施工階段的主要建筑材料，廣泛地應用于民用建筑、水利工程、交通建設等領域。混凝土結構強度高、承載力強、材料容易獲取，其性能直接影響建筑結構的穩定性。為了提高建筑物整體穩定性，必須保證成型的混凝土結構整體強度和質量，避免裂縫對結構性能造成威脅。

裂縫一直是困擾混凝土結構的難題，經過多年的探索和創新，已有大量預防裂縫的技術和材料應用于混凝土會結構中，但仍然存在不同類型的裂縫問題，影響建筑物的整體性能和安全性。為此，應采取針對性措施優化施工技術，落實各環節要點，減少裂縫發生概率。

2 建筑工程中混凝土裂縫的成因

2.1 混凝土收縮應力問題

混凝土在澆筑后會失水不均，容易出現不均衡的干燥收縮，從而產生收縮裂縫。該問題主要出現在混凝土養護后期，混凝土內外硬化程度不同，水分蒸發不平衡引起應力差不同。自收縮裂縫主要是由于內部水分散失過快，導致體積變化不均衡。在混凝土凝結硬化過程中，水泥的活性較強，由于混凝土的水化熱反應溫度較高，溢出的水分不多，在高溫、大風等環境影響下，表面水分散失過快，如果不及時補充水分，就會出現龜裂現象。

2.2 施工材料問題

鋼筋混凝土材料質量不合格容易引起裂縫。在工程施工中，混凝土厚度達不到標準要求，施工過程中出現漏筋現象，造成混凝土保護層碳化或鋼筋銹蝕，使鋼筋混凝土整體堿度降低、鋼筋銹蝕速度加快，導致鋼筋混凝土結構的承載力不足，從而引發裂縫等問題。

混凝土具有一定的強度和抗滲性，但若砂石含量超標，則會導致混凝土干燥，易引發網狀裂縫。在混凝土攪拌過程中所選用的砂石級配差、粒度過細等均可引起側面裂縫。骨料中的酸性硅化物質與水泥中的堿性物質發生化學反應，產生的膠質具有膨脹性，導致混凝土結構膨脹，產生拉應力，從而引發裂縫。

混凝土澆筑后的固化階段體積逐漸減小，但內外部收縮程度不同，如果養護不當，可能引起細小裂縫。配筋密度對混凝土收縮有重要影響，隨著配筋密度的增大，結構穩定性得到增強，從而降低裂縫病害發生的概率。

2.3 操作方式不當

混凝土結構在施工過程中容易受溫度、濕度等因素的影響，如溫度過高會使結構表面水分散失過快，溫度過低會減緩混凝土凝固速度，如果養護不當會引發不同類型的裂縫。在具體施工中，施工材料和施工工藝都會影響混凝土結構的施工質量。如果在施工過程中操作方式不當或沒有嚴格按照標準配置混凝土材料，就不可能得到高質量的混凝土結構。混凝土澆筑和振搗是混凝土施工中最關鍵的兩個環節，有的企業在混凝土施工中不重視裂縫控制的復雜性和混凝土澆筑難度，沒有合理制定混凝土施工質量管理方案，施工人員的專業水平不夠，不能充分結合實際情況靈活運用新技術，導致澆筑、振搗操作不當，后期引發裂縫問題。

另外，混凝土養護對結構的整體性能起著重要作用，如果混凝土澆筑后不及時采取針對性養護措施，不合理使用專用的養護材料或養護措施不及時，就可能導致混凝土開裂。通常混凝土澆筑后需要立即進行7～14天的養護，常用的養護方法有灑水、專用養護劑、覆蓋麻袋等。養護人員應根據具體情況合理選擇養護方法。

3 混凝土建筑物裂縫控制措施

3.1 做好設計工作

3.1.1 合理設計建筑物平面結構

建筑平面選型應嚴格遵守國家有關標準規范，明確工程實際情況，盡量簡化設計方案。如果采用較復雜的平面解耦股，產生應力集中的概率會大大增加，甚至發生樓板開裂、墻體開裂等不良問題。設計人員還應科學合理地安排配筋結構，提高鋼筋的抗裂性，避免建筑物結構界面應力過于集中，以優化建筑物抗裂性。設計人員在設計中還要合理配置鋼筋結構，科學選擇鋼筋類型、數量和尺寸。但是很多設計師在設計時忽略了鋼筋結構的重要性，并沒有深刻地認識到混凝土抗裂性能與鋼筋結構之間的關系。為了避免這些問題的發生，設計師應在保證混凝土使用要求的同時，適當提高荷載標準，合理布置配筋。

3.1.2 地基沉降控制

地基不均勻沉降會使建筑物的受力發生偏差，從而導致裂縫、變形甚至坍塌等。設計人員應合理安排水平墻體與豎向墻體，做好預留工作，盡量避免后期開洞。隨著建筑物高度的增加，建筑物整體剛度下降，為了保證建筑物剛度滿足要求，必須合理地控制建筑物高度與長度的比例。通過這種方法可以降低地基發生不均勻沉降的概率，從而提高地基承載力。另外，工作人員還應結合實際情況對建筑基礎設計圖紙進行改進和優化，以避免出現不均勻沉降。

3.1.3 變形縫控制

設計人員在設計中應科學、合理設置接縫寬度、位置，綜合考慮建筑物抗震縫、沉降縫、伸縮縫等項目，明確施工影響因素。建筑物在使用過程中會受到不同程度的外界環境因素和氣候條件的影響，尤其是地震等自然災害對建筑物的安全構成了嚴重威脅。一方面，通過合理設置配筋率來控制建筑混凝土結構的延展性和抗變形能力；另一方面，采用連續配筋可降低裂縫發生的概率，并可采用后澆帶施工技術防治裂縫。

3.1.4 保護層厚度控制

合理控制混凝土保護層厚度有助于延長建筑物的使用壽命，適當增加保護層厚度和密度不僅可以減少裂縫問題，而且可以改善建筑物整體性能，防止外部水分、空氣等滲入內部侵蝕混凝土結構、鋼筋結構。地下結構對結構穩定性要求更高，可設置鋼絲網以達到加固效果。另外，適當增加樓板厚度也有助于裂縫問題的預防。

3.2 科學控制溫度

建筑混凝土結構直接受到溫度變化影響，施工過程中應加強對現場溫度變化的調查，詳細記錄各環節的溫度變化情況，合理選擇施工時段，盡量避免在高溫、低溫天氣進行混凝土結構施工作業。在混凝土配置過程中，當外界溫度較高時，可采取降低原材料溫度、添加冰水等措施，降低混凝土澆筑和凝固階段內部的水化熱，避免內外溫差過大。對于大體積混凝土，澆筑時可在內部埋設冷水管，及時帶走內部水化熱，降低溫度裂縫發生概率。

3.3 優化澆筑工藝

目前，混凝土的澆筑方式主要有分層澆筑、分段澆筑、斜面分層澆筑三種，有時還可結合不同形式澆筑。混凝土澆筑前，工作人員應結合工程實際制定澆筑方案，通過優化混凝土澆筑工藝可有效減少裂縫的產生。首先，工作人員在準備階段需要精確地計算混凝土澆筑溫度、濕度應力、收縮應力等，確定混凝土內外溫差、速度等參數后進行澆筑方案的編制與優化。其次，在澆筑過程中檢查混凝土配合比是否合理，確保混凝土質量達標后進連續澆筑，同時做好振搗工作，提高混凝土整體密實度。最后，混凝土澆筑后應及時進行養護，確保混凝土水化反應均勻合理，并加強溫度和濕度控制。

3.4 混凝土振搗

混凝土振搗直接影響混凝土結構的密實度和整體性，必須由專業技術人員操作，以保證振搗的有效性。同時，避免過振引發離析、泌水等問題，要根據實際需要控制振搗間距、時間，以免引發裂縫問題。在振搗過程中，工作人員應避免觸碰鋼筋結構，以免鋼筋產生位移，影響建筑整體質量。如果澆筑完成后表面出現一些不影響整體性能的細小裂縫，可采用抹面處理消除裂縫，提高混凝土結構整體的防水性能。按照15～30s的標準控制振搗時間，在初次振搗完成后間隔20～30min再次振搗，這樣可以提高混凝土密實度。振搗間距一般控制在30～50cm左右。在振搗過程中要注意“三不靠”，即不能觸碰模板、鋼筋、預埋件。為了進一步提高混凝土結構密實度，可采用木錘輕敲模板邊角和鋼筋密集部位。在混凝土終凝前可通過抹面處理混凝土表面，既能保證表面光滑度，又能減少細小裂縫。另外，工作人員還應合理確定拆模時間，加強混凝土結構整體強度監測，在強度達到設計標準70%以上時逐步拆除模板。

3.5 優化原材料選擇

3.5.1 水泥

建筑工程施工中需要使用大量的水泥材料，而水泥在固化過程中會釋放大量的水化熱，直接影響混凝土結構的施工質量。因此，應嚴格控制水泥材料，盡量選擇低水化熱的材料。目前，最常用的水泥材料是普通硅酸鹽水泥。水泥進場前，檢測人員要對水泥進行抽樣檢測，根據相關標準確定水泥各項參數是否符合工程要求。水泥遇水會發生反應，因此，應按標號選擇干燥的位置分開存放。運輸水泥時要注意防潮、防水，定期檢測水泥性能，及時將受潮結塊的水泥清理干凈，避免使用劣質水泥。

3.5.2 細集料與粗集料

集料是混凝土材料的主要配料，對提高混凝土結構承載能力和耐久性起著重要作用。為了提高混凝土結構的整體質量，需要合理選用細集料和粗集料。工作人員按設計要求試配混凝土，并按石料粒徑要求合理選用集料，以保證建筑物的正常使用。另外，考慮到工程建設的經濟性，可采取因地制宜、就地取材的原則。

3.5.3 水與外加劑

水是混凝土中不可缺少的材料。目前，混凝土對水質要求不高，一般用潔凈的自來水攪拌即可。外加劑主要用于調整混凝土性能，如加入減水劑、早強劑等可提高混凝土的強度和硬度，外加劑與水泥反應可有效地提高混凝土強度和硬度、提高建筑結構的穩定性，實現工程施工質量的優化。

3.6 混凝土養護

混凝土結構澆筑完成后，工作人員按照建設單位要求對混凝土施工質量進行重點檢查，立即進入養護階段。施工企業或施工團隊應組建專業養護隊伍，積極引進先進的儀器設備，細致地檢查混凝土結構內外的溫度情況，并利用超聲波探測儀、紅外線顯示儀等設備檢查混凝土結構，以確定內部是否存在裂縫問題。工作人員要重視每一處裂縫、裂紋，一旦發現問題及時聯系技術人員，由專業技術人員進行處理。

4 結語

混凝土結構施工涉及多個環節，每一個環節都會影響建筑物整體結構的質量。因此，工作人員應從原材料、混凝土施工方案編制、混凝土澆筑振搗、混凝土養護等環節加強施工技術優化，明確可能產生裂縫的原因，采取有效預防措施，盡量降低出現裂縫的概率，有效保障混凝土結構的質量安全，切實提高建筑物整體穩定性，為居民建造安全可靠的生活居住場所。