基于建筑工程混凝土裂縫的成因與防治

1.浙江錢湖建設(shè)有限公司 浙江杭州 310020；

2.浙江三恒建設(shè)工程有限公司 浙江武義 321200

摘要：本文對(duì)混凝土裂縫的成因、預(yù)防措施和處理方法進(jìn)行理論性的分析，提出了要防止裂縫的出現(xiàn)，須從設(shè)計(jì)、材料、施工等多個(gè)方面入手進(jìn)行控制的方法措施，同時(shí)指出混凝土裂縫的防制是一個(gè)綜合性問(wèn)題，須經(jīng)設(shè)計(jì)、監(jiān)理和現(xiàn)場(chǎng)施工等各方面的配合，以消除或減少混凝土裂縫的危害，并以我市某綜合樓工程項(xiàng)目所出現(xiàn)的實(shí)際案例進(jìn)行詳述。

關(guān)鍵詞：混凝土裂縫；預(yù)防措施；處理方法

1、工程概況

某辦公樓工程，磚混六層，鋼筋混凝土平屋頂，素砼條基，地基持力層為粉質(zhì)粘土——含角礫粉質(zhì)粘土，長(zhǎng)50m，寬16m。工程經(jīng)各方主體驗(yàn)收合格交付使用半年后，墻體出現(xiàn)了較多裂縫，施工單位采取了一系列保修措施，但至今仍有裂縫反復(fù)出現(xiàn)，但對(duì)結(jié)構(gòu)安全與使用功能并未造成實(shí)質(zhì)性影響。本工程為混凝土框架剪力墻結(jié)構(gòu)，其中地下室底板、剪力墻混凝土標(biāo)號(hào)為C35，抗?jié)B等級(jí)S8，頂板為C35，抗?jié)B等級(jí)S6；其它各樓層柱子混凝土等級(jí)為C30，樓板為C25。本工程混凝土施工所采取的措施：

（1）采用低熱或中熱水泥，慘加粉煤灰，磨細(xì)礦渣粉等慘和料。

（2）慘入減水劑、緩凝劑、膨脹劑等外加劑。

（3）在炎熱季節(jié)，采用降低原材料溫度，減少混凝土運(yùn)輸時(shí)吸收外界熱量等降溫措施。

（4）對(duì)于厚板承臺(tái)等構(gòu)件，在混凝土內(nèi)部預(yù)埋管道，進(jìn)行水冷散熱。

（5）采取保溫保濕養(yǎng)護(hù)，使混凝土中心溫度與表面溫度的差值，混凝土表面溫度與大氣溫度的差值不大于25℃。

（6）派專人負(fù)責(zé)混凝土終凝后立即進(jìn)行養(yǎng)護(hù)，養(yǎng)護(hù)時(shí)間不少于14天。

（7）基礎(chǔ)及地下混凝土為防堿集料反應(yīng)，水灰比≦0.55，水泥用量≧300Kg/立方。

1.1 混凝土裂縫的情況

由于本工程現(xiàn)已完成主體結(jié)構(gòu)、砌磚工程，故根據(jù)現(xiàn)狀已出現(xiàn)的裂縫進(jìn)行分析，見(jiàn)下表1。

表1 各構(gòu)件混凝土裂縫統(tǒng)計(jì)

部位裂縫數(shù)（點(diǎn)）裂縫寬度b（mm）裂縫數(shù)（條）占頂板總裂縫數(shù)（%）

地下室頂板11b≤0.1763.6

0.1

0.2

b>0.319.1

部位裂縫數(shù)（點(diǎn)）裂縫寬度b（mm）裂縫數(shù)（條）占?jí)γ婵偭芽p數(shù)（%）

地下室剪力墻面6b≤0.1583.3

0.1

0.2

b>0.300

部位裂縫數(shù)（點(diǎn)）裂縫寬度b（mm）裂縫數(shù)（條）占各樓層結(jié)構(gòu)總裂縫數(shù)（%）

各樓層結(jié)構(gòu)24b≤0.11145.8

0.1

0.2

b>0.3312.5

在不同環(huán)境中構(gòu)件混凝土裂縫允許的寬度見(jiàn)表2。

表2 其結(jié)構(gòu)允許裂縫寬度

序號(hào)結(jié)構(gòu)使用環(huán)境允許裂縫寬度（mm）

1無(wú)侵蝕、無(wú)抗?jié)B要求0.3

2輕微侵蝕、無(wú)抗?jié)B要求0.2

3嚴(yán)重侵蝕、有抗?jié)B要求0.1

2、混凝土裂縫產(chǎn)生的原因

混凝土裂縫產(chǎn)生的形式和種類很多，常見(jiàn)原因有7大類40余種，產(chǎn)生的原因也復(fù)雜，對(duì)建筑物的使用性和安全性的危害也屢見(jiàn)不鮮。為解決混凝土裂縫危害，尋找混凝土裂縫產(chǎn)生的原因，建筑工作者們不斷深入的研究發(fā)現(xiàn)，產(chǎn)生混凝土裂縫的原因常發(fā)生的有以下幾種：

2.1 荷載裂縫

2.1.1 直接應(yīng)力裂縫：

（1）設(shè)計(jì)計(jì)算階段：結(jié)構(gòu)承載計(jì)算時(shí)沒(méi)計(jì)算；漏算或計(jì)算不合理；結(jié)構(gòu)受力假設(shè)與實(shí)際受力不符；荷載少算或漏算；內(nèi)力與配筋計(jì)算有誤；結(jié)構(gòu)安全系數(shù)不夠。結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)不考慮施工的可能性，設(shè)計(jì)斷面不足，鋼筋配筋率或布置考慮不完善；結(jié)構(gòu)剛度不足；構(gòu)造處理不當(dāng)；設(shè)計(jì)圖紙交代不清等。

（2）施工階段，在砼未凝結(jié)硬化時(shí)，人員隨意走動(dòng)，不加限制地堆放施工機(jī)具、材料；有時(shí)為了趕工期，在混凝土成型后未達(dá)到規(guī)范強(qiáng)度要求時(shí)，施工人員就隨意的在其上進(jìn)行下一道工序的施工，使混凝土結(jié)構(gòu)被迫提前接受了來(lái)自下一道工序的施工所帶來(lái)的外界荷載。不了解預(yù)制構(gòu)件受力特點(diǎn)，隨意翻身、起吊、運(yùn)輸、安裝；不按設(shè)計(jì)圖紙施工，擅自更改結(jié)構(gòu)施工順序，改變結(jié)構(gòu)受力模式。

（3）使用階段，超出設(shè)計(jì)載荷的重型機(jī)械搬運(yùn)安置過(guò)程中的接觸、撞擊；發(fā)生大風(fēng)、大雪、地震、爆炸等。

2.1.2 次應(yīng)力裂縫

（1）在設(shè)計(jì)外荷載作用下，由于結(jié)構(gòu)物的實(shí)際工作狀態(tài)同常規(guī)計(jì)算有出入或計(jì)算不考慮，從而在某些部位引起次應(yīng)力導(dǎo)致結(jié)構(gòu)開(kāi)裂。

（2）結(jié)構(gòu)中經(jīng)常需要鑿槽、開(kāi)洞、設(shè)置牛腿等，在常規(guī)計(jì)算中難以準(zhǔn)確的進(jìn)行模擬計(jì)算，一般根據(jù)經(jīng)驗(yàn)或規(guī)范要求設(shè)置加強(qiáng)筋。研究表明，受力構(gòu)件挖孔后，力流將產(chǎn)生繞射現(xiàn)象，在孔洞附近密集，產(chǎn)生巨大的應(yīng)力集中。如在長(zhǎng)跨預(yù)應(yīng)力梁板，經(jīng)常在跨內(nèi)截?cái)噤撌O(shè)置錨頭，而在錨固斷面附近經(jīng)常可以看到裂縫。因此，若處理不當(dāng)，在這些結(jié)構(gòu)的轉(zhuǎn)角處或構(gòu)件形狀突變處、受力鋼筋截?cái)嗵幍葮?gòu)件薄弱處容易出現(xiàn)裂縫。

實(shí)際工程中，次應(yīng)力裂縫是產(chǎn)生荷載裂縫的最常見(jiàn)原因。次應(yīng)力裂縫多屬?gòu)埨⑴选⒓羟行再|(zhì)。次應(yīng)力裂縫也是由荷載引起，僅是按常規(guī)一般不計(jì)算，但隨著現(xiàn)代算手段的不斷完善，次應(yīng)力裂縫也是可以做到合理驗(yàn)算的。在設(shè)計(jì)上，應(yīng)注意避免結(jié)構(gòu)突變（或斷面突變），當(dāng)不能回避時(shí)，應(yīng)做局部處理，如突變處做成漸變過(guò)渡，同時(shí)加強(qiáng)構(gòu)造配筋，轉(zhuǎn)角處增配斜向鋼筋，對(duì)于預(yù)留空洞應(yīng)設(shè)置加強(qiáng)筋，而對(duì)于較大孔洞有條件時(shí)可在周邊設(shè)置護(hù)邊角鋼。

3、混凝土裂縫預(yù)防措施

混凝土建筑和構(gòu)件通常都是帶縫工作的，由于混凝土裂縫的存在和發(fā)展通常會(huì)使內(nèi)部的鋼筋等材料產(chǎn)生腐蝕，降低鋼筋混凝土材料的承載能力、耐久性及抗?jié)B能力，影響建筑物的外觀、使用壽命，嚴(yán)重者將會(huì)威脅到人們的生命和財(cái)產(chǎn)安全。很多工程的失事都是由于混凝土裂縫所致。為使結(jié)構(gòu)盡可能不出混凝土裂縫而影響建筑的使用性能，應(yīng)盡量采取有效措施控制混凝土裂縫產(chǎn)生。本文在這里根據(jù)以上分析所得的混凝土產(chǎn)生原因可以得出以下幾條應(yīng)對(duì)的措施。

3.1 設(shè)計(jì)措施

3.1.1 結(jié)構(gòu)的‘抗’與‘放’