混凝土建筑裂縫產生的原因及其防治措施

摘 要：混凝土建筑往往會出現裂縫，既有設計和構造方面的原因，也有溫度、收縮、地基不均勻沉降等方面的原因。文章分析了混凝土建筑中常見的裂縫產生原因，并論述了相應的防治措施，可供廣大工程人員參考。

關鍵詞：混凝土；裂縫；收縮；防治措施

引言

目前在我國，除了大城市的超高層鋼結構建筑和農村的砌體結構房屋外，城市中包括住宅在內的大部分建筑都采用的是混凝土結構。經調查，在這些建筑中產生各類形式的裂縫是很普遍的現象。這些裂縫不僅對建筑美觀有影響，另外也會使人們對結構安全產生懷疑。盡管這些裂縫中大部分是由于塑性收縮、溫度應力等非荷載原因而產生的，一般不對結構安全有直接影響。但人們尤其是住宅小區業主通常并不是土建專業人士，往往會認為裂縫是嚴重的質量方面的問題。而這，常常會引發建設單位和業主之間不必要的矛盾[1]。所以，裂縫的控制成為了建筑工程中急需解決的一大問題。本文從混凝土建筑裂縫產生的原因和防治措施兩方面進行了論述及分析，供廣大工程人員參考。

1 裂縫產生原因

1.1 設計及構造原因

1.1.1 外墻面和屋面的保溫隔熱設計不到位，同時在大開間和存在大面積落地門窗的房間中溫度筋設置不足。

1.1.2 土建設計人員和水電設計人員設計時未能充分溝通對接，導致樓板預留開洞過多，同時樓板開洞又未能加設附加鋼筋而導致應力集中。

1.1.3 為了板底的美觀不露梁而在設計時過多的采用異形板，配筋時又機械采用PKPM電算結果，未能根據結構受力分析對配筋予以加強[1]。

1.1.4 對構造鋼筋重視不夠，尤其在各種結構薄弱位置，鋼筋配筋不足。

1.1.5 樓板鋼筋采用一級鋼，導致施工時易被踩踏，鋼筋凹陷，混凝土保護層變大，樓板有效高度變小，導致鋼筋強度發揮不充分以致樓板開裂。

1.2 溫度裂縫

溫度裂縫是混凝土結構建筑中常見的裂縫。因為熱脹冷縮，混凝土在溫度變化時也會產生相應的變形。又因為內部約束的存在，會導致應力的產生。該應力大于材料的抗拉強度時，溫度裂縫便會出現。

在夏天，因為強烈的太陽光照射，導致屋頂樓板溫度遠高于屋頂梁，板的變形大于梁，導致屋頂梁出現拉應力并且產生溫度裂縫；相應的，在冬天，屋頂樓板的溫度低于屋頂梁，板的收縮較大，導致屋頂樓板出現拉應力并且產生溫度裂縫。這種溫度裂縫的寬度較小，形狀不固定，一般是和梁板的短邊平行，有時也會產生交錯[2]。

另外，因為大體積混凝土會釋放相當程度的水化熱，導致其內部和表面產生顯著的溫差。若在設計時沒有考慮適當減小約束力或者施工時沒有采取降溫措施，也常常會產生溫度裂縫。

1.3 地基的不均勻沉降

地基的不均勻沉降也常常是產生裂縫的重要原因。因為地基土存在應力擴散，即深度越深，擴散越大，應力也就越小；深度相同時，中間大，兩頭小。所以，就算地基土質情況均勻，在建筑荷載作用下的地基應力也會不均勻，導致不均勻沉降，并成一彎曲的分布形式。地基土質較好，分布均勻，同時建筑的長高比有限時，不均勻沉降量是較小的，也不會產生明顯裂縫。如果土質較差，分布也不均勻，沉降量和不均勻差值均會很大。此時，若建筑長高比又較大，就很可能會出現明顯的裂縫。

這種裂縫的出現位置以及寬度都和不均勻沉降形式有關。當沉降彎曲方向向上，裂縫出現位置在建筑下部，其寬度往上逐漸減小；反之，當沉降彎曲方向向下，裂縫出現位置在建筑上部，其寬度往上逐漸增大。并且，裂縫多出現在窗戶洞口的對角處，呈八字形。

1.4 收縮裂縫

收縮裂縫產生的原因主要有塑性收縮、失水收縮、硬化收縮和碳化收縮等四種[3]。

1.4.1 塑性收縮。混凝土在澆筑后，因為一般是在室外，會受到陽光照射和風吹的影響，同時在澆筑后4小時左右水化反應較強，導致結構表面會蒸發大量水分，此時底部混凝土會約束表面混凝土的收縮，產生拉應力，表面便產生裂縫。又因為重力的作用，骨料顆粒下沉，泌水現象產生。由于鋼筋的存在，擋住了部分骨料的下沉，裂縫便會沿著鋼筋方向開展。該階段混凝土還沒有完全硬化，故稱為塑性收縮。這種裂縫在夏季和風力較大的時候，以及振搗不正確時易出現。一般在混凝土澆筑后4小時左右開始出現，24小時后展開較明顯。

1.4.2 失水收縮。在混凝土中有著極為微小的毛細管，水分會從中不斷溢出并蒸發掉，導致混凝土出現變形，體積明顯收縮。

1.4.3 硬化收縮。混凝土硬化時，水泥骨料逐漸水化，水泥礦物和混凝土內部的的游離水發生水化反應，變成水泥石，產生一定的收縮。該收縮量一般不大。

1.4.4 碳化收縮。空氣中的二氧化碳和混凝土中的水化物產生化學反應，反應結果會產生一定的收縮，這種收縮一般相對緩慢。

以上四種收縮中，失水收縮所帶來的體積變化最大，大概占到總收縮量的90%左右。

2 裂縫防治措施

2.1 設計及構造方面

2.1.1 設計人員必須嚴格執行相關規范進行設計，對像屋頂這種溫度應力較大的地方必須雙層雙向配筋，且鋼筋間距不宜過大。同時，外墻面和屋面的保溫隔熱設計要到位。比如，屋面可考慮采用架空板，或者屋面填土種植植被等方式增強隔熱性能[1]。

2.1.2 各個專業的設計人員在設計時充分溝通對接，盡量避免不必要的開洞。必須開洞的，務必在洞口周邊加設附加鋼筋。

2.1.3 有異形板時，須在PKPM電算結果基礎上，加設放射筋。

2.1.4 在各種結構薄弱位置，嚴格根據規范和圖集等配置構造鋼筋。

2.1.5 樓板鋼筋盡量采用三級鋼，以避免踩踏導致鋼筋凹陷。

2.2 溫度裂縫方面[2]

2.2.1 配合比時，盡量降低水灰比，用低熱水泥制作大體積混凝土。

2.2.2 對長度較長的結構構件，要分段澆筑。對體積較大的結構構件，要分層澆筑。合理設置施工縫。

2.2.3 振搗密實，增強混凝土拉應力。控制好混凝土的溫差，對于溫度的明顯升高和減低都要及時處理。

2.3 不均勻沉降方面

2.3.1 控制好建筑的長高比，不高于2.5。建筑體型盡量簡單，避免不必要的蜿蜒曲折。當體型較復雜時，合理設置沉降縫。

2.3.2 根據地勘報告，科學選取合理的基礎處理方式，并做好防漏水工作，避免因漏水而產生的不均勻沉降。

2.3.3 做好沉降觀測工作。合理設置沉降觀測點。

2.4 收縮裂縫方面

2.4.1 配合比時，控制好水泥量和水灰比，減小空隙率。盡量避免用特細砂。

2.4.2 適當增加膨脹劑，用以抵消收縮應力，控制裂縫。

2.4.3 澆筑前，往模板和基層上澆水使其濕透，盡可能減小其從混凝土中吸收水分。

2.4.4 澆筑后，及時將混凝土表面覆蓋上，并做好養護工作，盡量使其終凝前保持濕潤狀態[3]。

2.4.5 合理設置后澆帶，提前釋放掉約束力，再用混凝土填充。

3 結束語

混凝土建筑中，裂縫是不可避免的。本文分別從設計及構造、溫度裂縫、地基不均勻沉降和收縮裂縫等四個方面論述了裂縫的成因，并提出了防治措施。我們要通過合理設計、完善施工、控制材料等方式，提前預防，盡量減小裂縫出現的可能性，提高工程質量，保證結構安全。

參考文獻

[1]郭劍飛.某小區住宅樓現澆板裂縫成因分析及處理[J].四川建筑科學研究，2010，36（1）：88-90.

[2]王卉.混凝土施工階段裂縫的探討[J].四川建筑科學研究，2003，29（2）：113-115.

[3]付孟生.混凝土收縮裂縫的成因及防治措施[J].山西建筑，2009，35（33）：161-162.

作者簡介：羅瑜（1985-），男，碩士研究生，葛洲壩海集房地產開發有限公司，從事設計管理工作。