淺談鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)物裂縫成因及防治措施

韓毅

近年來，隨著建筑業(yè)的蓬勃發(fā)展，商品混凝土開始得到廣泛的應(yīng)用。在此期間，混凝體結(jié)構(gòu)的施工工藝有了長足的進(jìn)步，強(qiáng)度等級也日趨升高，結(jié)構(gòu)形式和混凝土的傳輸形式也有了明顯的改善。但由于鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的復(fù)雜性、特殊性，在施工、使用過程中往往容易出現(xiàn)裂縫，從而影響到建筑物的正常生產(chǎn)、使用。這一問題長期困擾著大批的工程管理人員和技術(shù)人員。因此，對鋼筋混凝土的結(jié)構(gòu)裂縫成因及預(yù)防措施進(jìn)行分析、探討，具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。以下為個人觀點(diǎn)，僅供參考。

一、鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)物裂縫原因分析

造成鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)物開裂、滲水的原因較為復(fù)雜，涉及的因素頗多，大致可分為三類：溫差過大引起的溫度裂縫；荷載過大引起的變形裂縫；混凝土干縮引起的變形裂縫。

第一、溫度裂縫。溫度裂縫一般是由于大氣溫度變化、周圍環(huán)境溫度太高或者大體積混凝土施工時產(chǎn)生的水化熱等因素造成。有關(guān)研究表明，當(dāng)混凝土內(nèi)外溫差10℃時，冷縮值為0.01%，如果混凝土內(nèi)外溫差20℃～30℃時，其冷縮值為0.02%～0.03%，而混凝土的極限拉伸值只有0.01%～0.02%，所以當(dāng)其大于混凝土極限拉伸值時混凝土就開裂。

第二，荷載裂縫。荷載裂縫是結(jié)構(gòu)物在荷載作用下變形過大而產(chǎn)生的裂縫。一般多出現(xiàn)在構(gòu)件的受拉區(qū)域、受剪區(qū)域或者振動嚴(yán)重等部位。產(chǎn)生的主要原因是結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)不合理、施工方法錯誤、承載能力不足、地基沉降不均勻等。

第三，干縮裂縫。干縮裂縫一般是由于材料缺陷引起的。研究表明，水泥加水后變成水泥硬化體，絕對體積減小，毛細(xì)孔縫中水溢出產(chǎn)生毛細(xì)壓力，使得混凝土產(chǎn)生毛細(xì)收縮，由此引起水泥砂漿的干縮值為0.1%～0.2%，混凝土的干縮值為0.04%～0.06%，而混凝土的極限拉伸值只有0.01%～0.02%，所以當(dāng)其大于混凝土的極限拉伸值由此產(chǎn)生混凝土裂縫。

二、鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)物裂縫的防治措施

從微觀方面分析，混凝土有裂縫是絕對的，沒有裂縫是相對的。所以混凝土結(jié)構(gòu)物裂縫的防治，就是為了將其對結(jié)構(gòu)物的危害程度控制在允許范圍內(nèi)。為此，在實(shí)際工程中應(yīng)從設(shè)計(jì)和施工兩方面著手預(yù)防和控制混凝土結(jié)構(gòu)物裂縫。

第一，設(shè)計(jì)方面：

1、減少地基的不均勻沉降。基礎(chǔ)設(shè)計(jì)方面可以采取調(diào)整基礎(chǔ)的埋置深度、地基計(jì)算強(qiáng)度、墊層厚度等方法來控制地基的不均勻變形。同一軟弱土地基上，應(yīng)盡量采用同一種類型的基礎(chǔ)，否則容易造成沉降量大小不均勻，從而產(chǎn)生危害性裂縫。

2、沉陷裂縫裂縫多為深進(jìn)或貫穿性的，其位置與沉陷方向一致。較大的沉陷裂縫，往往有一定的錯位，裂縫寬度與沉降值成正比。裂縫產(chǎn)生的原因是結(jié)構(gòu)構(gòu)件落在未經(jīng)處理的回填土或松軟地基上。混凝土澆灌后，因地基侵水引起不均勻沉降而導(dǎo)致裂縫。特別是平臥生產(chǎn)的鋼筋混凝土構(gòu)件（如薄腹梁），由于側(cè)向剛度差，配筋少，最易引起弦、腹桿或梁的側(cè)面產(chǎn)生裂縫。另外因模板剛度不足，模板支撐間距過大或支撐底部松動以及過早拆模，也常導(dǎo)致此類沉降裂縫出現(xiàn)。

3、避免應(yīng)力集中。合理增配構(gòu)造鋼筋提高抗裂能力。盡量避免結(jié)構(gòu)斷面突變產(chǎn)生應(yīng)力集中，在易產(chǎn)生應(yīng)力集中的薄弱環(huán)節(jié)采取加強(qiáng)措施，適當(dāng)增加附加筋，以增強(qiáng)其抗裂能力。設(shè)計(jì)人員應(yīng)重視構(gòu)造鋼筋的配置，選擇構(gòu)造鋼筋的直徑和數(shù)量要適宜。從設(shè)計(jì)上說，構(gòu)造鋼筋很重要，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)經(jīng)常忽略結(jié)構(gòu)約束性質(zhì)，從而產(chǎn)生構(gòu)造性裂縫。所以，配筋不但要滿足結(jié)構(gòu)承載的要求，而且還要滿足混凝土正常使用的要求，合理增配構(gòu)造鋼筋有利于提高抗裂能力。

第二，施工方面：

1、嚴(yán)格控制混凝土原材料質(zhì)量。盡量采用粒徑級配良好的石子及中、粗砂，以減少混凝土的用水量，使混凝土的收縮和泌水隨之減少，同時應(yīng)控制含泥量不能超過規(guī)范要求。水泥宜選擇低水化熱、低收縮質(zhì)量穩(wěn)定的普通硅酸鹽水泥。外加劑和摻合料必須性能可靠，有利于降低混凝土凝固過程的水化熱。

2、使混凝土配合比有利于減少和避免裂縫。配合比中，在滿足配合比規(guī)范和混凝土技術(shù)指標(biāo)前提下，宜適當(dāng)減少水泥用量和用水量，降低水灰比，提高和易性。對泵送混凝土，不能單純用增加單位用水量的方法，來滿足泵送混凝土的可泵性要求。這樣不僅多用水泥，增加混凝土的收縮，而且還會使水化熱升高，易引起裂縫。為此，在施工中可滲入適量的粉煤灰或減水劑（如木質(zhì)磺酸鈣、mf等），以進(jìn)一步改善混凝土的特性。

3、控制入模坍落度，做好澆筑振搗工作。在滿足混凝土運(yùn)輸和布放要求前提下，要盡可能減小入模坍落度。混凝土入模后，要及時振搗，并做到不漏振，不過振。對重點(diǎn)部位可在混凝土振搗界限以前給予二次振搗，再次排除因泌水在粗集料，水平鋼筋下部生成的水分和空隙，提高混凝土的握裹力，并在混凝土初凝后、終凝前進(jìn)行混凝土表面多次抹壓，防止因混凝土的表面收縮而出現(xiàn)的細(xì)微裂縫，增加混凝土密實(shí)度。提高混凝土抗壓強(qiáng)度和抗裂強(qiáng)度。

4、避免混凝土結(jié)構(gòu)內(nèi)外溫差過大。首先，降低混凝土的入模溫度，且不應(yīng)大于25℃，使混凝土凝固時，其內(nèi)部在較低的溫度起升點(diǎn)升溫，從而避免混凝土內(nèi)部溫度過高。其次，采取延長拆模時間和外保溫等措施，使內(nèi)外溫差控制在一定范圍之內(nèi)，降低水化熱降溫引起的拉應(yīng)力，減少溫度裂縫。

5、加強(qiáng)混凝土養(yǎng)護(hù)。在每次混凝土澆筑完畢后，應(yīng)及時按溫控技術(shù)措施的要求進(jìn)行保溫養(yǎng)護(hù)。不同施工季節(jié)應(yīng)選擇不同的混凝土養(yǎng)護(hù)方法。夏季施工時，要采用草簾覆蓋、蓄水、灑水、噴水等溫降方法進(jìn)行養(yǎng)護(hù)；正常氣溫時，可噴刷養(yǎng)生液養(yǎng)護(hù)；冬季施工時，可使用保溫材料來提高混凝土的表面溫度，也可用薄膜養(yǎng)生液、塑料薄膜等封閉料對混凝土保溫、保濕，在寒冷季節(jié)可搭設(shè)擋風(fēng)保溫棚。混凝土的養(yǎng)護(hù)時間根據(jù)水泥的品種確定，一般來講，普通水泥的養(yǎng)護(hù)時間為14天，礦渣水泥、粉煤灰粉水泥、火山灰水泥及摻加摻和料后的混凝土的養(yǎng)護(hù)時間為21天。

鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)裂縫是影響建筑物滿足安全性、適用性和耐久性的一個非常重要的方面，建筑物的結(jié)構(gòu)或構(gòu)件常常由于各種不同的原因?qū)е赂鞣N裂縫出現(xiàn)，是不可避免的，其有害程度是可以控制的，有害與無害的界限是由結(jié)構(gòu)使用功能決定的。因此加強(qiáng)鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)出現(xiàn)裂縫原因的分析是非常重要的，設(shè)計(jì)、施工、材料等方面因素對鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)開裂的影響是相互聯(lián)系、相互制約的，必須全面系統(tǒng)的考慮。從裂縫的分類入手，弄清裂縫出現(xiàn)的原因，對裂縫采取措施加以正確的處理，能夠避免鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)裂縫的產(chǎn)生或者使裂縫盡可能將其有害程度控制在允許范圍之內(nèi)，并在施工中采取各種有效的預(yù)防措施來預(yù)防裂縫的出現(xiàn)和發(fā)展，鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)裂縫問題將會逐漸得到圓滿的解決。保證建筑物和構(gòu)件安全、穩(wěn)定地工作。