淺談混凝土裂縫的產生及防控

王望順

福州市第三建筑工程公司，福建 福州 350001

0 引言

大量的研究表明，混凝土在施工成品后，即使未添加荷載的鋼筋混凝土構件中依然存在著微觀裂縫，但其并不影響構件的應有性能?？梢哉f混凝土的裂縫是相對的，微觀裂縫也是由混凝土本身在硬化過程的物理力學性質決定的。危害性程度是可以控制的，具體標準是根據具體使用的環境、條件等因素決定的?？茖W地看待混凝土的裂縫問題，結合設計使用要求及研究實驗的基礎上，采取相應的有效措施，使裂縫的危害程度被控制在允許范圍內，這樣既保證了建筑的安全性，又兼顧了經濟性。混凝土的生產，應在裂縫產生的事前和事中進行防控，裂縫產生后應適時干預和處理，讓裂縫的危害得到良好防控，保證建筑安全。本文結合近期施工中的實際案例，對混凝土裂縫的產生及防控處理，進行分析以供交流和探討。

1 案例項目概況

該項目位于東南沿海某城市?；A采用樁基基礎、成樁工藝為沖孔灌注樁工藝，剪力墻結構，單棟建筑面積 20785m2，地下一層，地上二十九層。當部分樓棟施工至六層、七層時，發現一層以上的樓梯山墻剪力墻中部均有豎向裂縫，裂縫處砼設計強度在C50～C55 之間，裂縫寬度0.2～0.39mm 之間，且部分裂縫為貫穿性裂縫。

表1 裂縫巡查記錄

2 裂縫產生的原因分析

對有關資料的裂縫成因進行統計后，發現施工技術操作不當因素約占80%；原材料因素約占15%；設計不合理因素約占5%。由此可見，裂縫的產生主要與材料、使用環境、設計及施工工藝等有關。觀測到上述異常裂縫后，對裂縫產生原因進行了以下幾個方面的排除分析。

2.1 原材料因素

該項目混凝土采用泵送商品混凝土，主要由水泥、河砂、碎石、水及添加劑組成。經走訪調查，該商品混凝土攪拌站所用的原材料、配合比、坍落度、粘聚性、保水性等均符合規范要求?；炷林械耐饧觿┑奶砑訒绊懟炷恋氖湛s效應，加劇裂縫的產生，查閱配合比資料，外加用量為25.8kg，符合相關規定。因而認為，原材料因素不是上述裂縫產生的主要原因。

2.2 使用環境因素

混凝土構件在一定的荷載作用下，混凝土中的拉應變多大于混凝土的抗拉極限值，混凝土某截面位置便會產生剪力、彎矩、扭矩、軸向拉力等荷載效應，造成裂縫。該項目設計為地上29 層，發現裂縫時施工至六、七層之間，并無集中的施工荷載作用。

混凝土內部溫度是由澆筑溫度、凝結過程水化熱組成，它是不可避免存在的，而當外部溫度驟降時，內部產生具有破壞性的溫度應力會破壞混凝土的整體性，就產生了裂縫。因而，在大體積混凝土的施工中，會有相應的溫控措施以減少破壞。該項目施工時氣溫均在20℃左右，氣候條件良好。因而認為，使用環境因素不是上述裂縫產生的原因。

2.3 設計因素

設計因素多見于受力筋偏拉、偏壓、局壓、少筋、超筋、少箍、超箍、沖切、扭轉等情況；在一定的外力作用下，混凝土某截面位置便會產生彎矩、剪力、軸向拉力以及扭矩等荷載效應。當鋼筋與混凝土的粘結力小于收縮和溫度產生的應力時，便產生裂縫。大體積混凝土施工時，硬化過程的內部溫度產生的應力更具破壞性，因而需對其設計相應的溫控措施。該項目發生裂縫的墻體為剪力墻，砼設計強度為C55、C50，墻厚度200mm，高度3m，不屬于大體積混凝土范疇；配筋為雙層雙向Φ14@200，經復查驗算屬正常但偏少。當時，剛施工至6、7 層，產生裂縫的墻體成型完好，施工過程無重大集中荷載作用，樁基及地下室的沉降觀測均未發現異常情況。因而認為，設計因素不應該是上述裂縫產生的主要因素。

2.4 施工工藝因素

施工過程中混凝土的攪拌、運輸時間過長；振搗不到位；澆搗速度過快；施工縫交接處理不當；混凝土養護不當；早期受凍；鋼筋骨架構造不當及施工過程亂踩配筋及保護層減??；模板剛度不足；模板支架下沉或失穩；過早拆模等均有可能造成混凝土裂縫和其他缺陷。據大量實例表明，尤其是混凝土的不規范養護極易產生裂縫。該項目的施工過程，早期未能嚴格按規范要求操作，工人為了趕工，在混凝土澆搗完15h以內拆模，混凝土終凝后未松開螺栓帶模板養護，養護不到位。特別是高標號混凝土更應保證混凝土早期充分養護，否則，大概率導致砼的強度不足及裂縫的產生。因而，未能充分養護不能很好地控制、緩和混凝土的收縮，極有可能是該裂縫產生的主要原因。

經過研究分析，可以得出以下結論：（1）該裂縫由混凝土收縮引起的，對結構安全無影響；（2）豎向裂縫產生的原因：①澆搗完混凝土15h 以內拆模，未松開螺栓帶模板養護，養護不到位；②高強商品混凝土中配合比控制不到位。對裂縫的處理方法可以從以下幾方面進行：（1）加強養護。剪力墻應帶模養護3d，養護時及時松開螺栓，保證養護到位。（2）出現裂縫的剪力墻水平鋼筋加密至@150mm。（3）控制好混凝土配合比（合理控制粉煤灰的摻量）。（4）出現裂縫對結構安全沒有影響，但對結構的耐久性有影響，因此，在結構封頂后須對裂縫進行封閉處理。

3 混凝土裂縫的控制措施

3.1 加強質量安全意識

所有參建人員通過學習和宣傳。讓他們了解裂縫的危害后果，掌握混凝土材料的組成及硬化機理，掌握施工工藝對性能的影響及如何避免危害的產生。強化質量安全責任，確保規范施工。認真組織對技術員、班組長及作業人員進行再次技術交底。對項目中的重要部位、難點、關鍵工序、施工措施，各參建人員進行了深入交流和討論，努力實現質量防控目標。

3.2 加強質量監管，完善設計施工方案

施工圖設計中，設計者往往是基于建筑構件的理論受力數據而進行設計，而建筑構件的受力情況又是多而復雜。既有溫度因素的應力效應，又有施工過程的臨時集中荷載產生的應力效應。而少筋、超筋及其他鋼筋或材料的不合理分布，內部的應力效應就有可能產生裂縫。不合理的設計會讓建筑施工生產存在矛盾和先天性缺陷，可以說設計質量也是工程質量實現的重要保證。設計工作應在保證安全的前提下兼顧實用性、經濟性、美觀性，高標號混凝土對原材料和實際施工工藝的要求極其嚴苛，該項目中部分混凝土設計強度達C55，生產中稍有不慎便會產生裂縫及影響砼的強度。

3.3 加強原材料把關

原材料的好壞關系到砼的質量，加強商品混凝土供應商監管，把好原材料關，并落實責任制。盡量選用水化熱較小的水泥，調整外加劑配比，適當加入緩凝劑，減少水泥用量。選用良好的粗、細骨料，保證含泥量低于2%。確保送達現場的混凝土坍落度在設計范圍內。

3.4 嚴格監督，保證施工工藝

（1）澆搗過程做到依規范分層下料，由技術熟練的專人負責充分振搗。

（2）澆搗完15h 以內，禁止拆模，除養護員養護外其他人員禁止下一道工序作業，避免、減少對混凝土的擾動。

（3）澆搗完15h，松開螺栓帶模板，充分澆水養護，帶模板養護3d，保證養護到位。

（4）下一道工序施工時，做到荷載合理控制，避免集中荷載，并注意減少對混凝土的擾動。

4 混凝土裂縫的處理方法

混凝土裂縫會影響結構的剛度及整體性，雖然裂縫的危害極大，但有些裂縫的產生又是施工過程及工藝難以把控到位，且它的產生對建筑安全又未造成重大影響。因此，具體裂縫我們要區別對待，得當處理，確保安全使用。結合該項目實際情況，對寬度≦0.3mm 的裂縫，采用表面修補法，表面修補法主要適用于裂縫生長穩定，且不對結構承載力構成影響的表面裂縫的處理。處理方法：表面清理干凈→沿裂縫長度方向涂抹環氧膠泥，為防止受其他因素的影響繼續開裂，也可以先粘貼玻璃纖維布，再實施防護涂層。對寬度＞0.3mm 的裂縫，采用灌漿處理。處理方法：表面清理干凈→將填充環氧樹脂漿壓入裂縫中并抹平→粘結硬化。常用的膠結材料有：環氧樹脂、水泥漿、聚氨酯、甲基丙烯酸酯等。

5 防控效果

該項目在后續的施工中，嚴格按照規范要求及行業內專家的防控建議進行施工，做到混凝土澆搗后及時充分養護。先前產生的裂縫，其寬度及長度均無增長，發生裂縫的山墻剪力墻，在后續其他樓層相應位置均無再發現裂縫，裂縫防控措施取得了良好的效果。

6 結束語

建筑工程生產施工歷時長，參建人員多而復雜，產生裂縫的因素較多較復雜。以科學嚴謹的態度，嚴格規范施工，是可以避免、減少裂縫的產生。即使產生裂縫，針對不同的情況采取相應技術措施，依然可以讓我們的建筑更安全、更耐用。