建筑施工中裂縫的成因與防治措施

郭彥斌

1 概述

隨著我國建筑業的發展，出現了各種結構形式的建筑，這些結構形式中采用鋼筋混凝土結構形式的建筑最為廣泛，適用于各種建筑上，尤其以住宅樓、寫字樓、教學樓等建筑居多，從20世紀90年代以來我國混凝土結構高層建筑迅速發展，鋼筋混凝土結構體系積累了很多工程經驗和科研成果，出現了高層、超高層建筑，其結構形式有框架結構、框架—剪力墻結構、剪力墻結構等。

鋼筋混凝土結構的優點為:取材容易、能合理用材、耐久性好、耐火性好、可模性好、整體性好。

混凝土缺點為:自重較大，抗裂性較差，隔熱隔聲性能較差，施工中混凝土經常出現蜂窩、麻面、漏筋、裂縫等質量缺陷。在這里我重點談一下質量缺陷之一裂縫，混凝土裂縫給我們生活會帶來很多不便，還會使我們對建筑物的安全產生擔心。

2 裂縫產生的原因及主要原因分析

混凝土結構裂縫分為微觀裂縫和宏觀裂縫，在這里我主要談一下宏觀裂縫，混凝土結構宏觀裂縫分為三種:

1)由外荷載作用引起的，這是最為普遍的一種情況，即按常規計算的主要應力引起的;

2)結構次應力引起的裂縫，這是由結構的實際工作狀態與計算假設模型的差異引起的;

3)變形應力引起的裂縫，這是由于溫度、收縮、膨脹、不均勻沉降等因素引起的結構變形。

施工過程中裂縫的產生有多種因素，其主要有設計原因、施工原因、混凝土材料本身原因、施工環境及人為使用不當原因。

1)設計原因。設計原因中又有幾種原因，不外乎樁基，配筋不合適、地質勘察情況等。一般樁布置與上部荷載不對稱時，容易形成沉降縫，或當地質情況不理想而沒有采取適當措施或采取措施不適當時也會形成沉降縫，或當配筋按照構造布置而不按照GB 50010-2002混凝土結構設計規定中所正確采取的伸縮縫距離時，裂縫也易出現。

2)施工中的原因。當施工過程中進行混凝土澆筑時，施工人員任意加水，振搗不到位都會形成裂縫，另外當過早拆模及過早上人、上材料，施工中沒有覆蓋塑料薄膜，養護不到位，導致混凝土內外溫差大等都是形成裂縫的原因。管線交叉太多也容易產生裂縫。

3)混凝土材料的原因。混凝土的脆性和不均勻性，以及結構的不合理，原材料不合格(如堿骨料反應)。混凝土廠家坍落度控制差，采用過期的UEA微膨脹劑，采用了質量不合格水泥，都會形成裂縫。

4)施工環境的原因。在澆筑時遇上下大雨，氣候溫度驟然變化，模板變形，尤其是薄而長的混凝土結構對溫度、濕度變化較敏感，常因附加的溫度收縮應力導致混凝土開裂，溫度和濕度的變化對混凝土裂縫影響很大，掌握溫度應力的變化規律對于進行合理的結構設計和施工尤為重要，在施工中必須嚴格控制。

5)人為原因。使用不當，當投入使用后，業主裝修裝飾時隨意在混凝土上開口鑿洞，造成應力集中而導致混凝土開裂。

3 預防裂縫產生的具體防治措施

從我國的GB 50010-2002混凝土結構設計規范表3.3.4看出，裂縫控制等級分為三種等級，不同等級及環境有著不同的等級和寬度要求，不同的混凝土結構其裂縫寬度也有不同的控制標準，規范中允許裂縫最大寬度為0.2 mm～0.4 mm，但作為裂縫控制來說，應以預控為主。

3.1 設計措施

要嚴格按照設計規范中所規定間距設置伸縮縫，個別地區應根據氣候溫差可根據經驗減小伸縮縫間距。對樁基礎以及地質勘察情況要進行仔細的研究，根據不同的情況制定準確、穩妥的地基處理方案，避免因地質與荷載所引起的不均勻沉降。按照GB 50010-2002混凝土結構設計規范，合理設置后澆帶，以減小混凝土溫度收縮應力，鋼筋的配置要合理，不要超筋或少筋，同時要考慮溫度收縮應力的變化時需設加強鋼筋。避免結構斷面突變帶來的應力集中，重視對構造鋼筋的配置。

3.2 施工技術措施

施工中改善混凝土的性能，提高混凝土抗裂能力，加強養護，防止表面干縮，應特別注意避免產生貫通裂縫，出現后要恢復結構的整體性是比較困難的，因此施工中必須以預防貫通裂縫的發生為主。

施工過程中加強對施工操作人員的培訓教育，施工前項目技術人員要做好技術交底工作，施工中主要檢查混凝土澆筑時是否產生離析，檢查混凝土的坍落度，振搗是否密實，是否及時覆蓋塑料薄膜，達到條件時及時進行養護，采用木模時要充分濕潤，以利保濕和散熱。拆模時間要嚴格控制，要符合規范要求，混凝土在達到上人強度后才可以進行施工操作，同時溫差大時或天氣嚴寒時注意使用覆蓋物并及時養護。

施工工藝上，應避免過振和漏振，對混凝土進行二次振搗、二次抹面，盡量排除混凝土內部的水分和氣泡。現澆板中的管線布置要盡量避免三層交叉。在混凝土裂縫的預防中，對新澆混凝土的早期養護尤為重要。為使早期盡可能減少收縮，需主要控制好構件的濕潤養護，避免表面水分蒸發過快，產生較大收縮的同時，受到內部約束而易開裂。對于大體積混凝土而言，應采取必要的措施(埋設散熱管、通冷水排熱)，同時在養護過程中對表面、中間、底部溫度進行跟蹤監測，混凝土澆筑后的內外溫差宜控制在25℃以內，否則會因溫差過大產生裂縫。具體措施:

1)降低水泥水化熱溫度。

選用低熱或中熱水泥(如礦渣水泥、火山灰質水泥、抗硫酸鹽水泥或粉煤灰水泥)配制混凝土。使用粗骨料，摻加粉煤灰等摻合料或摻加減水劑，改善和易性，降低水灰比，控制坍落度，減少水泥用量，降低水化熱量。利用混凝土后期(90 d，180 d)強度，降低水泥用量。在基礎內部預埋冷卻水管，通入循環冷水，降低混凝土水化熱溫度。

2)降低澆筑入模的溫度。

選擇較低溫季節澆筑混凝土，避開熱天澆筑混凝土;對澆灌量不大的塊體，安排在下午3:00以后或夜間澆灌。夏季采用低溫水或冰水拌制混凝土，對骨料噴冷水霧或冷氣預冷;或對骨料進行護蓋或設置遮陽裝置;運輸工具加蓋防止日曬，降低混凝土拌合溫度。摻加緩凝型減水劑;采取薄層澆灌，每層厚度為200 mm～300 mm，減緩澆灌強度，利用澆灌面散熱。

3)增強混凝土的拉伸強度。

選擇良好級配的粗骨料，嚴格控制其含泥量，加強混凝土振搗，提高混凝土密實度和抗拉強度，減小收縮，保證施工質量。采取二次土料法、二次振搗法。澆灌后及時排除表面泌水，以提高混凝土強度。在基礎內設置必要的溫度配筋，在基礎截面突然變化、轉折部位，底(頂)板與墻轉折處，孔洞轉角及周邊，增加斜向構造配筋，以改善應力集中。在基礎與墻、地坑等接縫部位，適當增大配筋率，設暗梁，以減輕邊緣效應，提高抗拉伸強度，控制裂縫開展。加強混凝土的早期養護，提高早期相應齡期的抗拉強度和彈性模量。

4)加強施工中的溫控。

做好混凝土的保溫保濕養護，緩慢降溫，充分發揮徐變性，降低溫度應力。夏季避免暴曬，冬季采取保溫覆蓋，以免發生急劇的溫度梯度。采取長時間養護，規定拆模時間，延緩降溫時間和速度，充分發揮混凝土的“應力松弛效應”。加強測溫和溫度監測與管理，實行情報信息化施工，控制混凝土本身內外溫差在25℃，表面溫差和基層溫差均在20℃以內，及時調整保溫及養護措施。合理安排施工程序，控制混凝土均勻上升，避免過大高差。

5)其他裂縫的技術措施。

避免降溫與干縮共同作用，導致應力累加。采取技術回填土，避免結構側面長期暴露，同時盡快搞好防水設施，使地下水位上升，預防在降溫最危險期內產生過大的脫水干縮和濕度變化。在混凝土中摻加水泥用量1%的UEA混凝土微膨脹劑，配制微膨脹補償收縮混凝土，以抵消混凝土后期由于干縮和降溫引起的混凝土收縮，避免或減輕混凝土開裂的可能性。采取“雙控計算”措施，控制結構溫度收縮應力在允許安全范圍內，即在施工前按施工條件和擬采取的防裂控制措施，計算可能產生的最大降溫收縮拉應力，當超過該齡期的混凝土抗拉強度，調整所采取的措施，使應力控制在允許范圍內;混凝土澆筑后，根據實測溫度和溫度升降曲線，計算每階段降溫時，混凝土的累計拉應力，當大于該齡期的混凝土抗拉極限強度，采取保溫養護措施，控制內外溫差在25℃范圍內，使其緩慢降溫，提高彈性模量，充分發揮漸變特性，使各階段降溫時混凝土的累計拉應力小于該齡期混凝土允許的抗拉強度，以控制裂縫出現。

3.3 材料方面

混凝土廠家必須使用合格的材料，在配制混凝土時水泥、砂、石子的質量須嚴格控制，外加劑的質量及摻量也要嚴格控制，配制強度必須符合設計要求。

3.4 環境方面

避免在雨天或雪天進行混凝土澆筑，天氣炎熱時要對混凝土采取降溫措施和澆水養護，按規范要求每天澆水4次，養護7 d，在冬季施工時混凝土表面要采取保溫措施，以免混凝土表面發生急劇的溫度梯度，拆模后可以刷混凝土養護液進行養護，不得進行澆水養護。溫度和濕度對混凝土影響較大，施工中要加強對溫度和濕度的監測，當混凝土溫度高于氣溫時應考慮拆模時間，以免引起混凝土表面的早期裂縫，早拆模會在混凝土表面引起很大的拉應力，與水化熱應力疊加，再加上混凝土干縮，表面的拉應力達到很大的數值，就會導致裂縫的產生，因此在拆除模板后要及時對混凝土采取覆蓋保溫措施。加強混凝土的早期養護，實踐證明，混凝土常見的裂縫，大多數是不同深度的表面裂縫，其主要原因是溫度變化導致形成裂縫，因此說混凝土的保溫對防止表面早期裂縫尤其重要。從溫度應力觀點出發，保溫應達到下述要求:施工時加強測溫工作，防止混凝土內外溫差及表面溫度梯度。冬季施工要防止混凝土受凍，要控制混凝土的出罐溫度和入模溫度。對混凝土要及時進行覆蓋保溫，在達到養護條件時及時進行養護。

3.5 人為方面

業主或裝修人不得隨意拆墻、鑿洞。裝修人不得未經原設計單位同意就變動建筑主體和承重結構，不得擴大承重墻上原有的門窗尺寸，拆除連接陽臺的混凝土墻。裝修人應當服從物業管理單位的管理，應與物業管理單位簽訂住宅室內裝飾裝修管理服務協議，物業管理單位應當將住宅室內裝飾裝修工程的禁止行為和注意事項告知裝修人。裝飾裝修要符合相關法律、法規要求。

4 結語

混凝土裂縫的產生因素較復雜，分析起來要從幾個方面綜合考慮，處理時要寫出處理方案，參建各方要加強管理，嚴格按照相關法律、法規、規范、工藝、相關標準要求進行設計、施工。在裝修時房屋管理部門要加強對裝修人的管理，裝修人要按相關法律法規、規范要求去進行施工。

[1]GB 50010-2002，混凝土結構設計規范[S].

[2]CECS 25∶90，混凝土結構加固技術規范[S].

[3]梁敦維.建筑施工工程師手冊[M].太原:山西科學技術出版社，2005.

[4]王壽華，王家雋，朱維益.建筑施工手冊[M].第4版.北京:中國建筑工業出版社，2007.