房屋結構設計中的現澆混凝土裂縫控制探討

馬國平

（浙江科欣工程設計咨詢有限公司 浙江杭州 310015）

0 引言

現澆混凝土是指在結構構件設計位置處澆灌入模、成型、密實和硬化的混凝土，在一定程度上能夠確保結構的完整性，提高建筑結構的穩定性，適當加快施工進度。近些年來，建筑行業的競爭越來越激烈，趕工期抓質量成為建筑公司增強競爭力的有效手段。現澆混凝土因其優越性而被廣泛應用于各類建筑，但同時其質量問題也被各方關注。現澆混凝土的施工程序基本都在現場完成，其裂縫的控制很難做到，而裂縫的數量以及深度對于結構構件的壽命，包括穩定性、安全性、極限荷載能力等都有著比較大的影響。控制裂縫的形成和大小可謂十分重要。

1 裂縫的種類和形成原因

1.1 裂縫的種類

1.1.1 混凝土收縮徐變產生的裂縫

現澆混凝土在澆筑完成后會有一個凝結硬化期，混凝土本身是由石灰、骨料以及一些其他添加劑混合而成，當混凝土凝結硬化是形成混合料包裹較大的骨料，而混凝土在攪拌時不可能將各部分混合完全均勻，再加上骨料的沉降等原因導致混凝土內部會產生隱藏的細小裂縫。而在現澆混凝土表面會因為表面水分散失較快，也會因收縮產生較小的裂縫。

1.1.2 荷載裂縫

混凝土構件的整個使用過程中都是帶有裂縫的。由現澆混凝土澆筑而成的混凝土構件大部分是梁和柱這一類的，它們本身就是房屋結構中承受豎向荷載和水平荷載的構件，在使用過程中一般都是帶著裂縫工作的。一部分較深的裂縫便是荷載過大造成小裂縫擴大。

1.1.3 溫度裂縫

當混凝土凝結硬化的時候，其內部也在進行著化學反應，凝結硬化的過程也是放熱的過程，在此過程中，熱量過大而無法散出時，混凝土內部產生的溫度應力大于混凝土本身的抗拉應力，就會在內部產生溫度裂縫。同時，外界溫度與混凝土內部水化熱散發時的溫差達到25℃以上時很容易產生裂縫。

1.2 裂縫產生的一些原因

1.2.1 水灰比的控制

混凝土在攪拌之前就應該設計好水灰比，水灰比過大的構件容易產生干燥裂縫，水灰比的設置不符合構件的要求時，混凝土構件一受到長期的荷載作用時就容易產生裂縫。同時如果水灰比過大，水泥用量過多便會在凝固時造成上面所說的水化熱過大產生深層裂縫。

1.2.2 施工速度過快

現在的工程中為了降低成本，大都會想方設法縮短工期，因而施工的速度便大大加快，尤其是立體式施工的現在，施工的各個階段被打亂，多個施工隊同時進行建設工作，彼此之間經常被催促著完工，因而出現混凝土的攪拌不夠充分，各原材料的投放比例不嚴格的現象，導致無法保證施工的質量。

1.2.3 后期養護方法不合理

混凝土的凝結硬化是一個長期的過程，澆筑結束后，為了使其能夠達到預期的目標，就必須對其進行養護。模板支撐剛度不夠、過早拆模以及過度干燥等，導致在凝結過程中混凝土產生了裂縫。在養護期間，混凝土構件需要在一定的溫度和濕度條件下保持較長的一段時間才能夠確保設計時想要其達到的強度和承載力。

2 控制裂縫的措施

2.1 采用預應力混凝土構件

預應力混凝土是為了防止結構構件過早出現裂縫的現象，在構件使用之前，預先給混凝土一個壓應力，在后期受力時能夠抵消受拉區構件所受的力，限制了混凝土的伸長，延緩或者不使混凝土產生裂縫。預應力混凝土近些年來逐漸應用于各類較大跨度的結構中，如車庫會議廳等。這種措施是從受力的角度來對裂縫進行控制，其本身的極限承載力并沒有改變。在缺少柱支撐的地方使用預應力混凝土構件，減少了裂縫的產生，從而保證結構的安全性，，增長結構的壽命。

2.2 設計之前的充分準備

房屋結構中設計的混凝土構件參數是確定的，其本身的正常使用承載能力和極限承載能力是在設計之初就確定下來的，后面的措施都是保證這個參數的最終實現，因此，在設計之初就對裂縫進行控制最有效。

各類建筑對裂縫的要求不同：嚴格要求不出現裂縫，一般要求不出現裂縫，可出現少數微小裂縫。這一點在設計時就要清楚明白，設計時所要澆筑的構件應承受的荷載是確定的，再應對此確立一個波動的范圍作為構件設計的參照。混凝土雖然受力鋼筋的面積是確定的，但是應以直徑較小間距較密為原則，受力鋼筋的配置要盡量合理，可適當提高構件的配筋率，較長的構件箍筋和彎起鋼筋不能缺少。其次是保護層的設置，保護層不能夠過厚，若保護層過厚，在構件受到較大荷載作用時一側混凝土會被壓壞，另一側會容易被拉壞。再者要選用合適的混凝土強度等級，混凝土強度等級越高，水泥用量就會越多，水灰比越大，出現裂縫的可能性更大。現澆板的尺寸一般較大，其強度等級不宜大于C30。而各個結構構件之間因為相互接觸傳遞荷載等原因，它們的混凝土強度等級應盡量接近。最后是放眼整體的結構設計，建筑平面應盡量規則，在結構變化較大的地方應適當增加配筋，同時按照規范要求控制房屋的長度，當房屋長度超出規范規定的數值之后，設置變形縫和溫度縫。

2.3 支模和澆筑

確保模具剛度足夠，在設計底模和支架時應提前計算好施工時需承受的荷載，混凝土澆筑后必須留有足夠長的時間來養護，在沒有達到拆模強度時，不得減少模板的支架。若要加快施工速度，可在混凝土配料上做文章，加入減水劑等加快混凝土的凝固。施工速度必須有科學的組織和安排，不可一味追求速度。根據現場的實際認真編制澆筑方案，科學確定澆筑的順序和方向，按照規范要求留置施工縫，在條件允許的情況下摻入減水劑，減少水泥用量和用水量，采用低水灰比的混凝土減少混凝土的收縮，同時能夠減少水化熱防止內部產生細微裂縫。澆筑完成后注重抱養，保證混凝土表面的濕潤，維持較好的溫度濕度條件，確保養護質量。

2.4 大體積混凝土裂縫的控制

現代建筑中經常用到大體積混凝土施工，大體積混凝土的特點是結構敦實，混凝土量大施工要求較高。大體積混凝土裂縫產生的原因分為兩類：①混凝土收縮引起的裂縫，一般是表面裂縫危害不大；②溫度應力引起的裂縫，容易形成深層裂縫。

在大體積混凝土施工時：①要盡量減少水泥水化熱，如摻入粉煤灰可替代部分水泥，既降低了水泥水化熱，又減少了水泥的用量；夏季施工時采用冰水拌和和混凝土輸送管道全程撒冷水等措施。②進行保溫保濕養護，養護周期不少于14d，使得混凝土硬化時產生的溫度應力小于其本身的抗拉強度。③采用分層分段法澆筑混凝土，分層振搗密實來使混凝土的水化熱盡快散失。

3 結語

裂縫的控制對房屋建筑結構的安全性穩定性有著極其重要的作用。在進行結構構件設計和建造時，根據相應的裂縫控制等級做出統籌安排，嚴格按照建筑規范來進行鋼筋的配置、混凝土強度等級的選取、水灰比的確定和構件厚度的控制；施工過程中混凝土混合均勻，澆筑時盡量振搗密實，保證內部不出現氣泡，同時關注水化熱的問題。如此，構件的裂縫才能最大程度的得到控制。在建筑工作中要竭力保證建筑的質量，裂縫的控制尤為重要，不能只貪圖施工進度。