建筑混凝土結構中常見裂縫問題分析與防治

摘要：建筑裂縫不僅種類繁多，形態各異，而且較為普遍。輕微者影響建筑物美觀，造成滲漏水，嚴重者降低建筑結構的承載力、剛度、穩定和整體性、耐久性，甚至還會導致整體倒塌的重大質量事故。因此，正確認識原因、切實加以防治十分必要，十分迫切。

關鍵詞：裂縫 成因 預防措施

0 引言

建筑混凝土結構裂縫是極為普遍的現象，其中較多的出現在鋼筋混凝土構件。實踐證明，建筑混凝土結構裂縫可以通過設計手段、施工措施來克服，筆者就常見的幾個問題及引發裂縫的原因進行歸納，并提出相應的預防措施。

1 常見混凝土裂縫原因分析

在施工和使用過程中，引起建筑混凝土結構開裂的原因很多，當發生溫度和濕度變化、結構受荷、地基不均勻沉降、施工方式不當時，都非常容易產生裂縫，具體原因有以下幾方面：

1.1 設計構造 在設計時考慮不周，結構構件斷面突變或因開洞、留槽引起應力集中；在構造處理不當時，現澆主梁在擱次梁處如果沒有設置附加箍筋或附加吊筋；以及各種結構縫設置不當等因素均容易導致混凝土開裂。

1.2 地基變形 建筑工程基礎不均勻沉降是造成鋼筋混凝土開裂的主要原因：①房屋建于土質差別較大或軟弱土質上。②建筑物基礎深淺不一。③房屋相鄰部分的高度、荷重、結構剛度差別較大。④建筑物平面形狀復雜、立面變化過大、長度過大等原因造成基礎不均勻沉降。裂縫的大小、形狀、方向與地基變形的情況有關，由于地基變形的應力相對較大，使得裂縫一般是貫穿性的，危害較大。

1.3 施工方面 施工工藝不當是造成鋼筋混凝土開裂的另一個主要原因。由于施工原因造成裂縫出現的因素很多，主要有：

1.3.1 水泥、砂、石等質量不好是引起裂縫較常見的因素。若工程上用了這些不合格的材料就會導致“豆腐渣工程”，所以說只有把好材料的質量關，工程質量才會在根本上得到保證。

1.3.2 混凝土是一種人造混合材料，其質量好壞的一個重要標志是成型后混凝土的均勻性和密實程度。因此混凝土的攪拌、運輸、澆灌、振實各道工序中的任何缺陷和疏漏，都可能使裂縫產生的直接或間接原因。

1.3.3 水分蒸發、水泥結石和混凝土干縮通常是導致混凝土裂縫的重要原因。混凝土養護，特別是早期養護質量與裂縫關系密切。早期表面干燥可使其內外溫度較大更容易產生裂縫。

1.3.4 模板構造不當，漏水、漏漿、支撐剛度不足、支撐的地基下沉、過早拆模等都有可能造成混凝土開裂。施工過程中，鋼筋表面污染，混凝土保護層太大或太小，澆灌中碰撞鋼筋使其移位等都可能引起裂縫。

1.4 結構受荷 在施工中和使用中由于結構受荷都可能出現裂縫。例如早期受震、構件堆放、運輸、吊裝時的墊塊或吊點位置不當、施工超載、張拉應力值過大等均可能產生裂縫。而最常見的是鋼筋混凝土梁、板等受彎構件，在使用荷載作用下往往出現不同程度的裂縫。普通鋼筋混凝土構件在承受了30-40％的設計荷載，就可能出現裂縫，肉眼一般不能察覺，而構件的極限破壞荷載往往都在設計荷載的1.5倍以上。所以在一般情況下鋼筋混凝土構件是允許帶裂縫工作的(這類裂縫也稱為無害裂縫)。在鋼筋混凝土設計規范中，分別不同情況規定裂縫的最大寬度為0.2-0.3mm，對那些寬度超過規范規定的裂縫，以及不允許開裂的構件上出現裂縫則是有害的，需加以認真分析，慎重處理。

1.5 溫濕度變化 當溫度變化時，由于材料熱脹冷縮，房屋各部分構件將產生各自不同的變形，引起彼此制約而產生應力。因屋面混凝土與墻體的線膨脹系數不一致，屋面變形較大，當屋蓋和墻體之間構造處理不當，會使墻體受拉，當其剪力和拉應力大于砌體的抗剪抗拉強度時，產生溫差裂縫。

普通混凝土在空氣中硬結，濕度發生變化時，體積會有所收縮，由此而在構件內產生拉應力，在早期混凝土強度較低時，混凝土收縮值最大。因此，若構件早期養護不良，極易產生收縮裂縫。

2 預防措施

2.1 材料選用 ①水泥：應選用水化熱較低的水泥，嚴禁使用安全性不合格水泥。②粗骨料：宜用表面粗糙、質地堅硬的石料：級配良好，孔隙率小，無堿性反應；有害物質及粘土含量不超過規定。③細骨料：宜用顆粒較粗、孔隙較小，含泥量較低的中砂。④外摻料：宜采用減水劑等外加劑，以改善混凝土工作性能，降低用水量，減少收縮。

2.2 混凝土的制備 混凝土的制備就是根據混凝土的配合比，把水泥、砂、石、外加劑、礦物摻和料和水通過攪拌的手段使其成為均質的混凝土。水泥進場時應對其品種、級別、包裝或散裝倉號、出廠日期等進行檢查，并應對其強度、安定性進行復驗。

2.2.1 混凝土配合比。混凝土應根據實際采用的原材料進行配合比設計，并按普通混凝土拌和物性能試驗方法等標準進行試驗、試配，以滿足混凝土強度、耐久性和工作性能(坍落度等)的要求，不得采用經驗配合比。嚴格控制水灰和水泥用量，選擇級配良好的石子，減小、空隙率和砂率以減少收縮量，提高混凝土抗裂強度。

2.2.2 混凝土攪拌。為了拌制出均勻優質的混凝土，除合理地選擇攪拌機外，還必須正確地確定攪拌制度，即一次投料量、攪拌時間和投料順序等。一次投料量，不同類型的攪拌機都有一定的進料容量，攪拌機不宜超載過多，以免混凝土拌和物的均勻性。施工配料就是根據施工配合比以及施工現場攪拌機的型號，確定現場攪拌時原材料的一次投料量。攪拌混凝土時，根據出的各組成材料的一次投料量，按重量投料。投料順序是影響混凝土質量及攪拌機生產率的重要因素。按照原材料加入攪拌筒內的投料順序的不同，常用的投料順序有：一次投料法，二次投料法，兩次加水法。

2.3 模板工程

2.3.1 模板構造要合理，以防止模板各桿件間的變形不同而導致混凝土裂縫。

2.3.2 模板和支架要有足夠的剛度，防止施工荷載(特別是動荷載)作用下，模板變形過大造成開裂。

2.3.3 合理掌握拆模時間，拆模時間不能過早，應保證早齡期混凝土不損壞或開裂。但也不能太晚，盡可能不要錯過混凝土水化熱峰值。

2.3.4 在保證合理工期的時候，采用3套模板。這是因為樓板裂縫主要是在初期混凝土強度很低時，受力后產生，而用3套模板后，保證了施工荷載不是由其單獨承受，而是4層樓板同時在承擔，有效地減少了樓板的壓力。這是我單位經過多年摸索后，一項很好的措施。

2.4 混凝土澆筑 在混凝土澆筑前，應檢查模板的標高、位置、尺寸、強度和剛度是否符合要求；檢查鋼筋和預埋件的位置、數量和保護層厚度，并將檢查結果填入隱蔽工程記錄表；清除模板內的雜物和鋼筋的油污；對模板的縫隙和孔洞應堵嚴；對木模板清水濕潤，但不得有積水。混凝土的澆筑，應由低處往高處分層澆筑。每層的厚度應根據搗實、結構的配筋情況等因素確定。混凝土澆筑時應防止離析顯現，振搗應均勻、適度。

2.4.1 在澆筑豎向結構混凝土前，應先在底部填入與混凝土內砂漿成分相同的水泥砂漿。

2.4.2 澆筑中不得發生離析現象，當澆筑高度超過3m時，應采用串筒、溜管或振動溜管使混凝土下落。

2.4.3 在混凝土澆筑過程中應經常觀察模板、支架、鋼筋、預埋件、預留孔洞的情況，當發現有變形、移位時，應及時采取措施進行處理。

2.4.4 加強混凝土的早期養護時間。養護的目的是為混凝土硬化創造必要的濕度、溫度等條件。常采用的養護方法有：標準養護、熱養護、養護，根據具體施工情況采用相應的養護方法。

2.4.5 混凝土澆筑后，必須保證混凝土均勻密實，充滿整個模板空間，新舊混凝土結合良好，拆模后，混凝土表面平整光潔。

2.5 混凝土的搗實 混凝土的搗實就是使入模的混凝土完成成型與密實的過程，從而保證混凝土結構構件外形正確，表面平整，混凝土的強度和其他性能符合設計的要求。混凝土澆筑入模后應立即進行充分的振搗，使新入模的混凝土充滿模板的每一角落，排出氣泡，使混凝土拌和物獲得最大的密實度和均勻性。混凝土的振搗分為人工振搗和機械振搗。人工振搗是利用搗棍或插釬等用人力對混凝土進行夯、插，使之成型。只有在采用塑性混凝土，而且缺少機械或工程量不大時才采用人工振搗。采用機械振實混凝土，早期強度高，可以加快模板的周轉，提高生產率，并能獲得高質量的混凝土，應盡可能采用。