土建施工中混凝土裂縫成因及控制措施

張栗銃

北京城建道橋建設集團有限公司 北京 100020

混凝土是在土建施工當中常見的混合型材料，它是由水泥，砂石和水進行混合而形成的建筑材料[1]。因為混凝土的硬度高，成本低，使用年限久的原因，所以在土建施工現場，混凝土使用十分廣泛，是常見的施工材料。據統計，如果建筑物的主要材料使用混凝土，隨著時間慢慢的推移，大多數建筑墻面會出現裂縫的問題，一旦建筑物出現了裂縫，那么就會大大降低混凝土的抗滲能力。自然界的水汽會進入建筑物內，讓支撐鏈接的鋼筋被銹化，混凝土漸漸被水汽碳化，從而降低了建筑物的使用年限，使建筑物的質量降低，甚至會帶來生命財產的損失，給我們的生活帶來很大的影響。

1 土建施工中混凝土裂縫的成因分析

1.1 材料自身特性導致混凝土裂縫

鋼筋混凝土的建筑結構主要材料包括鋼筋、骨料、水泥、水等。對于混凝土來說，砂石，水泥，水的添加比例比較重要，同時不同地區當地的環境及地理位置的不同對于混凝土的使用要求也不同，在選擇過程中要根據建筑設計要求及當地情況選擇適合的混凝土，如果混凝土的質量及穩定性出現不符合預期效果的問題，工人在使用過程中容易出現施工問題，為后期建筑物投入使用帶來巨大的安全隱患。其中混凝土出現裂縫就是其中重要安全問題之一[2]，混凝土一旦出現了裂縫對承重鋼筋以及混凝土本身都會造成一定的腐蝕。所以在現場施工時，施工單位必須嚴格管理混凝土材料的使用情況，利用高精度的測量儀器測量、加強現場管理和檢查等方式，保證混凝土的質量問題。就組成材料特性而言，除了混凝土本身外，建筑結構中還有鋼筋，鋼筋與空氣和水進行接觸時，鋼筋就會發生氧化讓鋼筋的表面生銹，隨著時間的變化，鋼筋的使用性能會慢慢地退化，最終導致混凝土發生裂縫。就混凝土自身特性而言，混凝土本身就有收縮的特性，在凝固的過程中，濕混凝土會不斷地收縮，如果在進行建筑澆筑的過程中室內外溫度、濕度相差較大的話，混凝土本身的水分會快速蒸發，從而引起裂縫[3]。混凝土是由水，水泥等組成的，會發生水化反應，在進行攪拌的時候，水泥遇水會變熱，產生物理化學反應，混凝土持續發熱，由于熱脹冷縮的原理，在澆筑后由于溫度急速下降混凝土會迅速地收縮，混凝土導熱性能差，在溫度拉應力的作用下會產生裂縫，而施工人員沒有對此進行測溫養護會導致裂縫問題嚴重。就外界影響因素而言，混凝土在運輸的過程中，由于施工地區和商混站是有一定距離的，前期在選擇過程中沒有充分考慮交通情況，例如：當地交通高峰期、特殊天氣以及路線選擇等情況對交通帶來的影響，也會導致混凝土在運輸過程中出現問題影響使用。可能會因為運輸的容器密封不夠，導致混凝土出現漏漿的現象導致混凝土的配方比例失衡改變其特性。在施工過程中，混凝土配比失調，就會導致不能滿足澆筑的原計劃配比，增加了產生裂縫的可能性。

1.2 荷載及溫度變化導致混凝土裂縫

荷載裂縫是土建工程當中經常出現的問題，主要原因就是因為建筑物的點受力面積不均衡，在施工過程中，因為建筑物受到外界因素的影響導致超過了混凝土的承載能力，使混凝土的內部結構受到了破壞，導致建筑物承受不住壓力出現了裂縫，一般情況下多數是因為軸壓力的影響導致建筑物的頂部位置出現裂縫，同時在建筑物轉角處因為受到的壓應力不平衡，在受到外界一些不確定因素的影響后也會導致混凝土出現裂縫[4]。其次，在混凝土與承重梁的連接位置也是極其容易出現裂縫的，因為在這個位置，需要承受建筑物的大量荷載力，受到的壓力與其他部位存在著很大的差別，容易出現荷載裂縫。荷載裂縫在土建工程中危險程度非常大，為了保證建筑物在后期使用時的安全，施工人員必須使用有效的方法進行改善，避免裂縫而造成的事故。

因為溫度的影響造成混凝土裂縫是在土建工程中最不好掌控的，一不小心就會因為外界溫度的影響而造成裂縫。而溫度裂縫的表現一般分為兩種情況。第一種就是表面裂縫，這種裂縫是沒有特定規律的，很難把控。另一種就是建筑內深層裂縫，這種裂縫和表面裂縫有著極大的反差，深層裂縫是存在一定的規律的，他的裂縫方向一般和建筑主筋是一樣的，而溫度的高低會導致裂縫存在著不同的寬度，并不是溫度越高裂縫的寬度越高，剛好相反，溫度越高裂縫的寬度就越小。水泥的水熱反應是造成溫度裂縫的主要原因，體積越大的建筑物受到的溫度影響的裂縫問題就會越嚴重。表面裂縫主要是在工程施工過程中，受到水熱的影響，其混凝土溫度也在時刻發生著改變，主要分為升溫，降溫，恒溫三個階段，經過這三個階段的溫度變化，當數據變化達到一定的峰值，就會造成溫度裂縫[5]。而大部分的建筑深層裂縫是因為混凝土內的溫度與外界溫度迅速出現溫差，外界溫度迅速下降，讓混凝土內部結構不能很快地適應因為溫度而帶來的收縮現象造成了裂縫。也可以說，在土建工程施工時，混凝土會隨著溫度的變化而變化，出現熱脹冷縮的現象，而隨著溫度的變化過快，混凝土會隨著溫度的變化迅速膨脹或冷縮，造成溫度裂縫的出現。

1.3 施工及現場養護不到位引起裂縫

施工過程中的操作不規范、不到位都將會導致混凝土出現裂縫進而影響工程質量，在實際的施工過程中致使混凝土產生裂縫的原因主要涉及以下幾方面：第一，鋼筋移位。建筑物的主體框架離不開鋼筋和混凝土，施工人員在進行混凝土灌注的過程中，由于施工人員的操作行為不規范，混凝土本身會受到一定沖擊，鋼筋會因此發生移位。鋼筋出現移位以后，外界的一些不利因素就會“趁虛而入”，致使板底等位置出現裂縫，增加了安全事故發生的幾率。第二，澆筑振搗不當。施工人員在澆筑過程中，振搗是十分關鍵的一步，振搗不足或者過度都會使得澆筑工作不滿足后期施工要求，對建筑項目的工程質量造成影響。此外，倘若施工人員在振搗完畢后沒有及時拔出振搗棒，就會影響混凝土的均勻性，進而使得裂縫產生。第三，施工監管不嚴格。監理人員對每一環節的把關不夠嚴格，監管實踐流于形式，對于可能出現問題的因素未進行提前預測和提出有效應對策略，讓人為因素成為了混凝土出現裂縫的主要影響條件。

在土建施工過程中，使用混凝土澆筑建筑時，施工人員要根據計劃及時養護施工，一般情況下，養護周期為七天，而制定的養護計劃就是為了避免建筑物出現干縮裂縫。混凝土出現裂縫的主要原因就是因為其內外部水分蒸發的速度不同，讓建筑的外部結構變化過快，內部跟不上外部變化的腳步，混凝土表面也沒有相應的保護措施，使水分過快蒸發從而產生變形。混凝土內部接觸不到空氣，所以他的溫度和濕度相對穩定，內部水分蒸發的相比外部慢了很多，所以變形的速度也就變慢了許多，內外不一致就容易造成混凝土裂縫。由于混凝土本身具有收縮的特性，在溫度不一致時，他的性能就會大大降低，最終產生干縮裂縫，影響到了整個土建工程的質量[6]。

2 應對土建施工中混凝土裂縫的有效策略

2.1 保證混凝土材料合理運用正確施工技術

材料的合理選取和施工技術的正確運用將會有效防止在土建施工中混凝土產生裂縫。做好以上兩項工作能夠從根源上有效預防混凝土裂縫的產生和保證工程質量。對于材料合理選取而言，土建施工的基礎因素就是材料，例如鋼筋、水泥等，在進行材料采購前就應當進行好合理規劃，根據項目建設實際情況對于材料選取制定標準，例如，鋼筋的抗壓性能，水泥的防水性能等。因地制宜科學合理的選取材料，能夠從不同方面增強混凝土的各項性能，防止裂縫的產生，保障建筑工程的質量與安全。

對于施工技術正確運用而言，第一，在土建施工前，相關設計人員應當對擬建設用地及周圍環境情況進行實地考察，了解可能產生影響的一系列因素，遵守相關的法律法規，按照建筑的標準進行科學合理的混凝土結構設計工作。為了減小建筑的裂縫情況，要確保建筑構建的尺寸合理，保證平面的規劃度[7]；建筑構建形狀發生變化時，在施工中要對凹進去的地方設置暗梁或者雙層鋼筋的方式來強化平面規劃程度，從設計源頭預防裂縫控制。第二，施工工序要科學合理地推進。施工工序的科學合理運行要根據實際情況進行動態調整，例如，混凝土經過水化反應會產熱，但其導熱性能差，鑒于此，在進行大體積混凝土澆筑工序時，就可以采用分層澆筑、分塊澆筑等工作方法，才能夠確保混凝土充分散熱，防止由于溫度差值大，在熱脹冷縮的作用下產生裂縫。第三，施工人員的操作要滿足規范要求，正式澆筑前要把基層與模板用水澆濕，在混凝土澆筑完成后并未完全凝固時，此時混凝土的強度還得不到保障，要尤為注意，不要在已澆筑的混凝土上面隨意放置其他材料或者隨意踩踏。另外，模板不能過早拆卸，拆卸時也要注重順序，盡可能避免影響混凝土的強度。第四，振搗要恰當且充分。第五，對于混凝土的養護工作要盡早開始且全程養護，養護周期也有著嚴格的要求，適當增加時間有利于增強混凝土剛度，增強土建工程的穩定性能和安全性能。

2.2 施工時溫度與荷載裂縫的控制

可以合理地加入外加劑來代替水泥，在選取化學添加劑的時候，一定要選擇符合安全施工標準的添加劑，保證混凝土的使用性能可以得到有效地提升。另外選取合適的材料之后，施工人員要對這些原材料的配制比例進行實驗，選擇出抗裂性最強的配制比例，保證混凝土性能不下降的同時，降低水泥的使用比例，降低混凝土的溫度，改善因為溫度影響而帶來的混凝土裂縫。想要降低溫度對混凝土裂縫對混凝土帶來的影響，首先要對混凝土的升溫進行控制，降低水泥的使用比例。在整個混凝土攪拌過程中混凝土的升溫主要來源就是水泥的水化熱，所以我們適當的減少水泥的使用比例，就可以有效地控制水化熱效應，降低混凝土的升溫。選擇低熱水泥，在采購混凝土原材料的工作人員，在采購時選擇低熱水泥，選擇這種水泥可以有效地降低水泥的水熱反應。為了降低原材料的溫度，在施工前工作人員要避免在高溫環境下進行施工，對混凝土原材料進行降溫處理，保證澆筑材料的溫度達到施工標準。最后對混凝土進行強制降溫，這就需要在其內部進行事先埋存水管，將冷水灌入其中降低混凝土的內部溫度，減少溫度裂縫，提高土建工程的質量。施工人員要注意縮小當量溫差，從而減少裂縫的產生。

為防止荷載裂縫問題的出現，就要做好荷載裂縫的預防與控制，在土建施工時，要注意以下幾個問題:第一，加強地基承載力。地基是建筑物的堅實支撐，如若地基不均勻就會使得受力不均勻，荷載承受能力也會產生變化，就會導致地面沉降進而產生裂縫；第二，增強建筑平整度，對于建筑不平整的地方,可以使用雙向鋼筋網片來使其更平整,讓其表面變光滑，減少裂縫出現的可能性；第三，加強工程施工的設計與控制工作,在施工中重點關注容易產生裂縫的位置，深入分析出現裂縫的成因并進行研究，優化各部位的受力狀況，使整體荷載處于受力平衡狀態,避免過度集中受力,防止建筑物出現變形問題；第四，在不影響配筋率及施工標準基礎上，選擇較細的鋼筋，縮短鋼筋與鋼筋之間的縫隙,降低混凝土裂縫發生概率，有效防止開裂。

2.3 干縮與管理的控制措施

在土建工程施工時，要選擇抗裂性強的材料，將這些抗裂性強的材料和其他材料合成混凝土，在性能上會遠超其他材料合成的混凝土，可以提高土建工程的質量。但是抗裂性強的混凝土使用條件不同于普通混凝土，因此要提前根據材料的特性做好運輸規劃，避免因為運輸時間問題導致混凝土特性改變從而影響施工。

在進行施工的時候，管理單位要加強對施工現場的管理。為了有效地防止裂縫的出現，施工單位要對實際施工部位做好施工計劃。例如：將使用過的模板進行清理，保證模板的干凈程度，不要將施工的殘留物留在上面。在進行澆筑工作的時候，要保證模板的濕潤，同時在澆筑工作結束之后，要對混凝土做澆水養護工作，確保混凝土的表面濕度符合相關標準，然后對建筑縫隙進行密封處理。除此之外，一定要定期地進行養護工作，對養護手段進行不斷地完善，做好測溫工作豐富經驗根據實際情況對實際情況作出調整，保證建筑物的穩定性，保證土建工程的整體質量。

3 結束語

建筑物出現裂縫不僅會影響建筑整體質量，還會影響人民的生命財產安全，一旦出現裂縫問題，會降低建筑物的使用壽命，影響我國土建行業的發展。所以，相關施工單位和人員，一定要做出相對有效的控制裂縫措施，加強現場管理，保證建筑材料的高性能，杜絕出現混凝土裂縫的現象，提高土建工程的質量，為我國土建事業發展保駕護航。