工業(yè)與民用建筑混凝土結(jié)構(gòu)的裂縫形成及預(yù)防措施

畢程鋼

（吉林省白山市建筑工程勘察設(shè)計(jì)院，吉林 白山 134300）

1 裂縫的成因

1.1 設(shè)計(jì)原因

1.1.1 結(jié)構(gòu)斷面突變而產(chǎn)生的應(yīng)力集中所產(chǎn)生的構(gòu)件裂縫。

1.1.2 構(gòu)件受力不當(dāng)，造成構(gòu)件的裂縫。

1.1.3 設(shè)計(jì)中構(gòu)造鋼筋配置過少或過多等引起構(gòu)件裂縫。

1.1.4 設(shè)計(jì)中未充分考慮混凝土構(gòu)件的收縮變形。

1.1.5 設(shè)計(jì)的混凝土等級(jí)過高，用灰量過大，對(duì)收縮不利。

1.2 材料原因

1.2.1 粗細(xì)骨料含泥量過大、顆粒級(jí)配不良或采取不恰當(dāng)?shù)拈g斷級(jí)配，引起混凝土收縮增大，誘導(dǎo)裂縫的產(chǎn)生。

1.2.2 骨料粒徑越細(xì)、針片含量越多，混凝土單方用灰量、用水量增多，收縮量增大。

1.2.3 外加劑、摻和料選擇或摻量不當(dāng)，增加混凝土收縮。

1.2.4 水泥品種原因，根據(jù)六大水泥的特性，靈活掌握選用原則。

1.3 混凝土配合比設(shè)計(jì)原因

1.3.1 設(shè)計(jì)中水泥等級(jí)或品種選用不當(dāng)。

1.3.2 配合比中水灰比（水膠比）過大。

1.3.3 單方水泥用量越大、用水量越高，表現(xiàn)為水泥漿體積越大、坍落度越大，收縮越大。

1.3.4 配合比設(shè)計(jì)中砂率、水灰比選擇不當(dāng)造成混凝土和易性偏差，導(dǎo)致混凝土離析、泌水、保水性差，增加收縮值。

1.3.5 配合比設(shè)計(jì)中混凝土膨脹劑摻量選擇不當(dāng)。

1.4 施工及現(xiàn)場(chǎng)養(yǎng)護(hù)原因

1.4.1 現(xiàn)場(chǎng)澆搗混凝土?xí)r，振搗或插入不當(dāng)，漏振、過振或振搗棒拔出過快，影響混凝土的密實(shí)性和均勻性，誘導(dǎo)裂縫的產(chǎn)生。

1.4.2 高空澆注混凝土風(fēng)速過大、烈日暴曬，混凝土收縮值大。

1.4.3 對(duì)大體積混凝土工程，缺少二次抹面或在表面增加石子，易產(chǎn)生表面收縮裂縫。

1.4.4 大體積混凝土水化熱計(jì)算不準(zhǔn)、現(xiàn)場(chǎng)混凝土降溫及保溫措施不到位，引起混凝土內(nèi)部溫度過高或內(nèi)外溫差過大，混凝土產(chǎn)生溫度裂縫。

1.4.5 現(xiàn)場(chǎng)養(yǎng)護(hù)措施不到位，混凝土早期脫水，引起收縮裂縫。

1.4.6 現(xiàn)場(chǎng)模板拆除不當(dāng)，引起拆模裂縫或拆模過早。

1.4.7 現(xiàn)場(chǎng)預(yù)應(yīng)力張拉不當(dāng)（超張、偏心），引起混凝土張拉裂縫。

1.5 使用原因（外界因素）

1.5.1 構(gòu)筑物基礎(chǔ)不均勻沉降，產(chǎn)生沉降裂縫。

1.5.2 使用荷載超負(fù)荷。

1.5.3 野蠻裝修，隨意拆除承重墻或鑿洞等，引起裂縫。

1.5.4 周圍環(huán)境影響，酸、堿等對(duì)構(gòu)筑物的侵蝕，引起裂縫。

1.5.5 意外事件，火災(zāi)、輕度地震等引起構(gòu)筑物的裂縫。

2 裂縫的控制措施

2.1 設(shè)計(jì)方面

2.1.1 設(shè)計(jì)中的“抗”與“放”。

設(shè)計(jì)人員應(yīng)靈活運(yùn)用“抗與放”結(jié)合、或以“抗”為主、或以“放”為主的設(shè)計(jì)原則。

2.1.2 設(shè)計(jì)中應(yīng)盡量避免結(jié)構(gòu)斷面突變帶來的應(yīng)力集中。如因結(jié)構(gòu)或造型方面原因等而不得以時(shí)，應(yīng)考慮加強(qiáng)措施。

2.1.3 積極采用補(bǔ)償收縮混凝土技術(shù)。在常見混凝土裂縫中，有相當(dāng)部分是由于混凝土收縮造成的。要解決由于收縮而產(chǎn)生的裂縫，可在混凝土中摻用膨脹劑來補(bǔ)償混凝土的收縮。

2.1.4 重視對(duì)構(gòu)造鋼筋的認(rèn)識(shí)。在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，設(shè)計(jì)人員應(yīng)重視對(duì)于構(gòu)造鋼筋的配置，特別是于樓面、墻板等薄壁構(gòu)件更應(yīng)注意構(gòu)造鋼筋的直徑和數(shù)量的選擇。

2.1.5 對(duì)于大體積混凝土，建議在設(shè)計(jì)中采用60天齡期混凝土強(qiáng)度值作為設(shè)計(jì)值，采用摻合料，減少水泥用量。

2.2 材料選擇和混凝土配合比設(shè)計(jì)方面

2.2.1 根據(jù)結(jié)構(gòu)的要求選擇合適的混凝土強(qiáng)度等級(jí)及水泥品種、等級(jí)，盡量避免采用早強(qiáng)高的水泥。

2.2.2 選用級(jí)配優(yōu)良的砂、石原材料，含泥量應(yīng)符合規(guī)范要求。

2.2.3 積極采用摻合料和混凝土外加劑。摻合料和外加劑已作為混凝土的第五、六大組份，可起到降低水泥用量和水化熱，改善混凝土工作性能和降低成本的作用。

2.3 現(xiàn)場(chǎng)操作方面

2.3.1 澆搗工作：振搗捧要快插慢拔，正確掌握振搗時(shí)間，避免過振或漏振，應(yīng)提倡采用二次振搗、二次抹面技術(shù)，以排除泌水、混凝土內(nèi)部的水分和氣泡。

2.3.2 混凝土養(yǎng)護(hù)：在混凝土裂縫的防治工作中，養(yǎng)護(hù)工作尤為重要，特別要加強(qiáng)早期養(yǎng)護(hù)避免產(chǎn)生早期裂縫。

2.3.3 混凝土的降溫和保溫工作：對(duì)于厚大體積混凝土，應(yīng)充分考慮水泥水化熱問題，采取必要的降溫和保溫措施，避免混凝土內(nèi)部溫度過高或內(nèi)外溫差過大而引起的溫度裂縫。

2.3.4 避免在雨中或大風(fēng)中澆灌混凝土。

2.3.5 地下混凝土結(jié)構(gòu)需盡早回填土。

2.3.6 夏季應(yīng)注意混凝土澆搗溫度，采用低溫入模、養(yǎng)護(hù)。

2.4 以瑞光熱電工程汽輪發(fā)電機(jī)基礎(chǔ)為例，該基礎(chǔ)底板長為47.2m，寬為14.45m，高3m，底板面積約670平方米，混凝土約2040m3。主要采取了如下抗裂技術(shù)措施。

2.4.1 優(yōu)選原材料。水泥選用低水化熱的32.5級(jí)礦渣硅酸鹽水泥，減少混凝土凝固過程中的水化熱；粗細(xì)骨料選用含泥量低、級(jí)配良好的骨料，減少了因收縮變形應(yīng)力產(chǎn)生的裂縫；加入一定量的粉煤灰減少水泥用量，同時(shí)也減少了水用量，既降低了水化熱，也減小了收縮應(yīng)力。

2.4.2 控制好混凝土質(zhì)量。泵送混凝土坍落度控制在120～140mm；加入1.7%高效減水劑UNF-3B，降低了水灰比，減小了收縮應(yīng)力，改善了混凝土的和易性。

2.4.3 控制混凝土澆筑溫度。基礎(chǔ)底板澆筑時(shí)間為2009年9月底，溫度較為適宜，不會(huì)產(chǎn)生混凝土、模板及泵罐車暴曬現(xiàn)象，混凝土溫度較為理想。

2.4.4 采用現(xiàn)場(chǎng)攪拌，運(yùn)輸距離較近，縮短了運(yùn)輸時(shí)間，澆筑順序合理，卸料及時(shí)，減少了混凝土在運(yùn)輸及澆筑過程中坍落度損耗，保證了混凝土的和易性。

2.4.5 加強(qiáng)混凝土的養(yǎng)護(hù)及測(cè)溫工作。為防止混凝土內(nèi)外溫差過大，造成溫度應(yīng)力大于混凝土抗拉強(qiáng)度而產(chǎn)生裂縫，應(yīng)根據(jù)當(dāng)時(shí)的施工情況和環(huán)境氣溫，采用了“蓄水法”進(jìn)行混凝土養(yǎng)護(hù)。具體做法是：先在混凝土表面覆蓋雙層麻袋，澆水濕潤。待混凝土初凝后，在基礎(chǔ)周圍砌擋水，蓄水深10厘米，養(yǎng)護(hù)28天。

測(cè)溫工作在混凝土澆筑完畢后開始進(jìn)行，測(cè)溫頻率按持續(xù)28天考慮。基礎(chǔ)混凝土澆筑后，中心最高溫度發(fā)生在第四天，最高溫度55.1℃。混凝土中心與表面溫度升降基本同步上升，在前10天溫差始終保持在8℃至17℃左右，遠(yuǎn)低于不安全溫差25℃，后18天溫差保持在5℃左右，溫差控制較理想。

[1]鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范[S].

[2]鞠麗艷.混凝土裂縫抑制措施的研究進(jìn)展[J].混凝土，2002.

[3]郭仕萬，肖欣，趙各平.混凝土施工中的裂縫控制[J].山西水利科技，2000.

[4]鞠麗艷，張雄.混凝土裂縫防治的兩種新方法[J].施工技術(shù)，2002.7.