建筑施工中混凝土裂縫控制方法

趙旭東

（山西二建集團有限公司，山西 太原 030000）

0 引言

在建筑工程施工過程中，混凝土構件一旦發生開裂，將對混凝土構件剛度以及建筑物結構整體抵抗能力產生影響，還會對建筑外觀產生影響，在開裂寬度超過一定范圍后還會引起鋼筋銹蝕等問題，從而對結構構件耐久性能產生影響[1]。所以要想提高建筑工程的質量，必須加強混凝土施工過程中的裂縫控制工作，保證其在規定時間內完工并投入使用。文章闡述了混凝土工程施工過程中常見的一些裂縫控制方法和裂縫治理措施，對于混凝土工程施工具有參考價值。

1 混凝土裂縫種類與成因

1.1 混凝土裂縫種類

混凝土裂縫的種類與其形成機制密切相關，按照其產生的原理將其分為施工質量和工藝方面的裂縫、施工材料質量方面的裂縫、凍脹過程中的裂縫、鋼筋銹蝕引起的裂縫、地基變形引起的裂縫、收縮引起的裂縫、溫度變化引起的裂縫以及負荷引起的裂縫。

1.2 混凝土裂縫成因

1.2.1 材料原因

混凝土的原材料質量差會造成混凝土的開裂，在混凝土剛開始硬化的時候，如果骨料中的泥漿含量太高，那么在干燥的時候，就會出現網狀的不規則裂縫。這種裂縫不但會影響到結構的美觀與耐久性，還會使結構的抗壓強度與抗滲性下降。另外，堿－骨料反應對裂隙的作用也較大。

1.2.2 混凝土收縮原因

混凝土收縮是在混凝土硬化的早期，由于水泥的水化作用，導致了水泥結晶體的生成，它的體積小于原料，因此導致了混凝土的收縮，也就是所謂的凝縮，在硬化的晚期，混凝土中的水分被蒸發，導致了干縮，如果在外界的溫度比較高的情況下，這種情況會變得更為嚴重。

1.2.3 施工原因

因為施工工藝存在的問題，會造成混凝土產生裂縫，例如，在混凝土沒有達到終凝時間要求的情況下，上負載，進而造成混凝土結構的彈性變形或支座位置的負筋沉降，與此同時，因為保護層過大，造成梁的支座位置上部出現裂縫[2]。在此條件下，若得不到有效的治理，極有可能導致橋梁出現裂縫。另外，如果在澆注時沒有按規定的方法進行，或者沒有按照規定的方法進行，也會造成面板產生裂縫。

2 裂縫治理措施

2.1 施工準備工作

在施工過程中，對于受限制的結構，在不存在充分的可變形余地的情況下，為了防止產生開裂，在施工過程中要對其進行合理的布置。因此，在工程建設過程中，必須采取科學、行之有效的措施，才能保證工程的安全性。在工程實踐中，要盡量規避由于斷面變化引起的應力集中，如果由于構造或構造等因素，不能同時滿足上述要求時，要采取技術或加固手段，如混凝土收縮和構造筋等，使其發揮最大的作用。另外，在地板和梁的部分，還需要保留一些有彈性的膨脹節。在混凝土澆筑前，在易產生裂縫的部位，設置臨時的可移動跳板，以增大接觸面積和擴散應力，防止上部鋼筋由于踩踏而產生變形[3]。

2.2 收縮（干縮）裂隙控制

對收縮（干縮）裂紋的控制，主要是利用水分的變化，使其具有相對穩定的水分。為了降低或防止由于水的揮發而引起的干縮裂縫的出現，需要對其進行科學的施工和維護。要強化對混凝土的早期養護，在混凝土澆筑完畢后，要及時覆蓋上草墊，草袋，或者塑料薄膜，并對其進行噴水潤濕養護。冬天的時候可以通過噴灑或者是用熱水噴淋來進行養護。在高溫、低濕、風力大的環境下，應及早做好養護工作，并對養護工作進行噴霧養護，并適當延長養護周期。加強抹壓，避免過分抹壓。避免因高壓而造成裂紋的出現。采用封閉保水法，對混凝土表面噴射養護劑，或是用塑料薄膜覆蓋，讓水不容易被蒸發，或是用其他方式來加速空氣流動（設擋風墻、罩），并延緩表面水的蒸發。保護好水泥，避免雨水進入開裂的地方。在施工過程中，要對預應力進行適時的拉伸，以防止長期的積聚。防止生銹及扭曲。選擇合適的配合比，避免水灰比和水泥用量過高，避免砂率偏高，對砂含泥量和石含泥量等進行嚴格的控制，避免使用粉砂來提高混凝土的抗拉強度。在戶外存放較久后，要持續地進行合適的噴灑和覆蓋養護，保證其保持較久的濕潤養護，特別是薄壁構件更要放在陰涼處進行覆蓋。

2.3 控制溫差引起的溫度裂縫

為防止混凝土中產生裂紋，往往通過對內外溫差進行調解，使其在25℃以下。盡管該方法可以減少表層溫度裂紋的出現概率，但是卻容易引起混凝土中的鋼筋腐蝕，從而對混凝土結構造成不利的影響。在對被加熱養護的部件的溫度進行調控的過程中，要采取緩慢地上升和下降的方法，保證上升的溫度不會高于10℃，并且要注重慢慢地揭開和脫模，以免出現表層過高的情況；在大體積混凝土中，可以通過減慢澆注速率來減少內部和外部溫度差，從而起到冷卻作用。在大型建筑中，當外部溫度與內部溫度相差很大時，必須采取隔熱措施，并將溫度控制在25℃以內。

2.4 預防結構受外部約束引起的混凝土溫度裂縫

總的來說，可以采用如下技術手段。

（1）采用礦渣水泥、抗硫酸鹽泥、粉煤灰水泥等低溫型或中等溫型水泥來制備混凝土；以硅酸鹽、常規硅酸鹽等取代高硫化膠，并加入適當的外加劑，對其性能進行了研究。在混凝土中加入了粉煤灰或減水劑，以改善其性質及耐久，并增加了水泥的早活性。本項目擬通過在地基內部埋設一根事先埋設的冷卻水管道，通過冷卻水管道將水合反應生成的熱量高效排出，從而實現地基降溫。

（2）為防止熱天及晚上澆注水泥，請注意安全。在低溫條件下，對沙礫使用冰水噴霧冷卻，或在其表面加裝簡單的遮光設施，可使其達到較好的保溫效果。并采用分層澆注的方式，使得各分層澆注的溫度更快，溫度更均勻。

（3）采用熱、濕、慢速降溫的方法，使其具有良好的徐變性能，以降低溫度應力；夏季避免暴露在陽光下，冬季要做好保暖工作。采取延長維護期、設定適當的拆除周期等方法，使混凝土中的“應力松馳效應”得到最大程度地體現；混凝土澆筑完畢后，要注意養護和維修。在拆除模板時，應立即進行回填土，避免建筑物的一側露出太長時間。

（4）對于大型地基，應采取分塊、分段澆筑，合理安排施工縫，采取措施加快散熱器的散熱器冷卻速度；在此基礎上，提出了“先下后上”“先上后下”的兩種施工方法。為解決大容積混凝土在巖基或較厚的水泥墊層上的嵌入問題，需在其豎向面上鋪設一層防滑材料，并在其豎向面上鋪設一層防滑材料，從而達到卸載和卸載的目的。選擇粒度較好的粗集料，并對其中的泥漿含量進行了嚴格的控制；加強混凝土的振動，增加混凝土的密度和拉伸強度；在地基內側安裝有需要的溫控鋼筋；在節點處可采用增大鋼筋比、增設暗梁等措施，以減輕邊界影響，提高構件的抗拉力；正確地選用施工設備和技術，對混凝土拌和體的用水量和水泥用量進行嚴格的控制，這些都是確保項目質量的一種行之有效的方法。并對其進行了早齡期養護，提高了早齡期的抗張強度和彈性模量。

（5）在低溫與干燥收縮共同影響下，可有效地防止應力的累積；在混凝土中添加5%~10%的固化劑，可有效地消除干縮和冷卻引起的收縮，抑制裂縫的發生。通過“雙控計算”，也就是按照施工情況和所采取的預防裂縫的控制措施，來確定在澆筑前可能產生的最大冷卻收縮張應力，當發現張應力超過了設計年齡時，再對張應力作相應的調節，使張應力保持在允許的范圍內。在此基礎上，通過對其進行初期養護，可有效地避免由于水分揮發引起的干縮，減少或減少裂縫的產生。在混凝土澆筑完畢之后，要以測量的溫度和溫度起伏曲線為基礎，對混凝土在每期冷卻過程中的累計拉應力進行分析，如果混凝土在該齡期的抗拉極限強度已經超出了該齡期的抗拉極限強度，那么就應該對其進行保溫養護，讓其在各期溫度降低的過程中，所積累的拉應力比混凝土在這一齡期的容許抗拉強度還要低，以實現對其出現裂縫的控制。

2.5 防止在沉陷期間產生的裂紋

沉降裂縫主要發生在混凝土表面水平鋼筋通長度方向，且分布面比較廣泛，通常發生在拆模3~7d 期間，其原因是在混凝土澆搗時，由于在混凝土澆搗時，骨料顆粒沉降、水泥漿上浮，并被鋼筋、埋件、大骨料等所覆蓋，導致混凝土掉落。

在進行澆注時，應認真選擇下料位置，確保下料體積最?。划斦駝酉掳氩糠謺r，可以適當地振動上半部分，以降低與水泥土的結合強度；為防止水分的進入，應在混凝土的表層進行一次砂漿清洗。在進行混凝土澆筑之前，必須將混凝土表面完全濕潤，以降低混凝土的溫度；冬季進行混凝土的施工，可以采用保溫和包覆法，減少水泥用量，防止冰凍和融化。夏季，可選擇早晚溫差較小的時段進行作業，以確保作業人員的舒適、安全；為確保結構的安全性和穩定性，需對結構進行加強處理。

2.6 控制徐變裂縫的形成與演化

加大端部斷面的高度，設置可承載水平力的鋼筋，放射狀鋼筋，或彎折結構鋼筋（沿與主張應力相同的方向）。增加鋼筋混凝土柱的偏心率和柱底面的比值，減少了箍筋之間的距離。對鋼索的折彎角進行調解，可以使非預壓區得到較好的抑制；在支承節點上，通過使用螺栓連接，在預留孔中安裝橡膠襯墊，并進行柔性連接，從而降低約束應力；提高支座和梁端的剛性。在部件起吊前，一定要留出一定的堆積時間，最后起吊時，盡量推遲起吊梁的最后起吊（3 個月徐便達到60%，4個月后基本趨于平穩，半年徐即可達到70%~80%），以控制起吊（起吊前或起吊后）徐變的主要變化；對該框架進行了總體應力計算，防止了部分壓力及偏荷載的影響，同時也盡量減少了在施工時的各種不利條件。在施工過程中，應盡量減少張拉，減少徐變，增加結構的抗裂性；增加了端部支撐墊，改善了壓力分配層，降低了應力集中。

2.7 控制施工原因造成的裂縫

在施工過程中，要保證木材的水分充足，以防止出現裂縫。在實施翻板脫模時，應使模具穩定，以免產生強烈的震動與震動，并應在堅實平坦的沙地上進行作業；在裝配預制構件時，應首先將錨桿打牢，再依次將每一塊錨桿吊起到位。在預應力構件預留孔的過程中，管芯應該是筆直的，在澆注了混凝土后，應該定時旋轉（15min 左右），在進行抽管的時候，以手壓在混凝土上的時候沒有出現顯著的痕跡為合適的，在抽管的時候應該平穩、緩慢。在施工時，要考慮到因氣溫的改變而引起的構造的影響，以確保模具和管子不發生變形。在進行胎膜起模前，應用高效隔離劑，并利用斤頂將其松散均勻，之后才能采取緩慢的起吊方法；在安裝模架時，必須確保每個部位的定位正確，支撐樁用錨固在預埋裝置中。在構件的堆積過程中，要按照其支承的受力狀況來布置墊木，并且在疊加堆積過程中，支點要在同一線上并做好標志，以避免板、梁、柱構件的倒放；在建筑過程中，必須對每個位置的高程進行嚴密的控制。在搬運時，必須用墊板將各部件系緊，以防止部件間的搖晃與撞擊；使用起重機施工時，應注重施工的平衡性和安全性。在進行大型結構物如屋架、柱子等的起重作業時，應按規范要求布置吊點，以保證施工的安全性和可靠性；對結構的脆弱部分采取加固或加固的方法[4]。

2.8 合理維護

應對混凝土進行保濕和保溫養護，讓混凝土降溫維持緩慢過程，充分挖掘徐變特性，從而消減溫度應力，冬季進行保溫覆蓋處理，夏季避免暴曬。對于現澆鋼筋混凝土樓板而言，由于受施工質量及環境溫度等因素影響，容易產生裂縫問題。養護時間要夠長，同時拆模的時間應合理，充分利用應力松弛效應，拆模結束后立即進行回填土處理，避免結構側面與外界環境長期接觸。

3 結語

簡而言之，就是一座建筑從建成到交付使用，包括了設計、建設、監督、運營等各環節。這3 個方面的哪個方面出了問題，都可能對建筑結構產生重大的影響，并產生重大的后果。錯誤的設計、拙劣的施工和無能的監督都會引起混凝土的裂縫[5]。在施工過程中，由于各種因素的存在，往往會造成建筑物的損壞，或者出現一些異常情況，從而影響到整個建筑的使用年限，進而威脅到人們的生命和財產。因此，在建設的整個過程中，都要按照國家的有關規范和技術標準來進行設計、施工和監督等工作，從而保證結構的安全和牢固的耐久性。在施工過程中，要注意施工過程中各個環節的質量控制。在運營過程中，要加強巡視和管理，對出現的問題要及時處理。