建筑工程施工中混凝土裂縫的成因與對策

戴晶晶

（陽泉路達(dá)市政養(yǎng)護(hù)工程有限公司，山西 陽泉 045000）

某高層住宅共3棟，其結(jié)構(gòu)相同，均由2層地下室與32層塔樓組成，按照一級(jí)耐久性等級(jí)一級(jí)建筑設(shè)計(jì)等級(jí)標(biāo)準(zhǔn)，結(jié)構(gòu)選用現(xiàn)澆鋼筋混凝土剪力墻結(jié)構(gòu)，地下室選用箱型基礎(chǔ)，基礎(chǔ)運(yùn)用人孔挖孔樁，并支撐在基巖上。相比來說，本工程產(chǎn)生混凝土裂縫的情況較多，因此以本工程為研究案例，對混凝土裂縫的成因和對策進(jìn)行分析。

1 混凝土裂縫的類型和特征

1.1 外荷載引起的裂縫

主要應(yīng)力所引起的裂縫被稱為荷載裂縫，由結(jié)構(gòu)應(yīng)力所引起的裂縫被稱為荷載次應(yīng)力裂縫，這兩種裂縫都屬于外荷載引起的裂縫，并且也被稱為結(jié)構(gòu)性裂縫或者受力裂縫。

1.2 變形變化引起的裂縫

溫度、濕度等因素變化時(shí)，混凝土結(jié)構(gòu)會(huì)發(fā)生不同程度的變形，變形主要分為收縮、膨脹、不均勻沉降等類型，這些變形都會(huì)導(dǎo)致結(jié)構(gòu)出現(xiàn)裂縫，這種裂縫則被稱為非結(jié)構(gòu)裂縫。

1.3 混凝土裂縫的特征

在外荷載作用在混凝土結(jié)構(gòu)的同時(shí)，其結(jié)構(gòu)內(nèi)力形成，并且也伴隨著裂縫的發(fā)生和擴(kuò)展，這些過程幾乎在瞬間完成，因此外荷載引起的裂縫基本上都是瞬間出現(xiàn)的。而變形變化引起的裂縫，從環(huán)境因素變化一直到約束力形成、裂縫發(fā)生和擴(kuò)展，需要一段時(shí)間，因此百年行變化引起的裂縫是一個(gè)多次產(chǎn)生、發(fā)展的過程。

2 裂縫原因分析

通過對本工程裂縫出現(xiàn)位置進(jìn)行分析我們發(fā)現(xiàn)，梁構(gòu)架是出現(xiàn)塔樓裂縫的主要位置，并且裂縫的種類包括貫穿底面、不觀察底面等等，在梁各個(gè)截面上都有裂縫的的出現(xiàn)。由此可見，荷載和變形是導(dǎo)致塔樓裂縫出現(xiàn)的主要原因。技術(shù)人員對這些裂縫也進(jìn)行了深入的分析和研究，發(fā)現(xiàn)這些裂縫基本上沒有進(jìn)一步惡化的情況，同時(shí)也沒有出現(xiàn)新的裂縫，裂縫也多分部在梁的剪力區(qū)、受拉區(qū)，由此可見，導(dǎo)致裂縫出現(xiàn)的原因?yàn)槔瓚?yīng)力。另外，荷載也有可能是導(dǎo)致本工程塔樓裂縫出現(xiàn)的主要原因。本工程混凝土結(jié)構(gòu)裂縫出現(xiàn)的主要原因如下：

2.1 施工工藝

通過對施工工藝進(jìn)行分析發(fā)現(xiàn)，工人并沒有在澆筑過程中對混凝土進(jìn)行充分的振搗，這就導(dǎo)致混凝土結(jié)構(gòu)存在較為嚴(yán)重的麻面、蜂窩問題。另外，在混凝土凝固階段，也沒有采取有效的養(yǎng)護(hù)措施，從而對混凝土質(zhì)量造成不良影響，混凝土結(jié)構(gòu)的抗裂能力受到影響。本工程混凝土模板拆除時(shí)間較早，過早進(jìn)行后續(xù)施工工藝都會(huì)對混凝土強(qiáng)度造成一定影響，并表現(xiàn)為裂縫的出現(xiàn)。

2.2 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

本工程梁構(gòu)件端部并未設(shè)置彎筋，這就導(dǎo)致梁的抗剪能力達(dá)不到設(shè)計(jì)要求，所以在梁構(gòu)件端部是裂縫的主要集中區(qū)域。

2.3 材料問題

技術(shù)人員對本工程混凝土攪拌站的原材料使用資料進(jìn)行了分析發(fā)現(xiàn)，本工程混凝土攪拌站用水量不穩(wěn)定，從而導(dǎo)致混凝土含水量不穩(wěn)定，因此不同批次混凝土的質(zhì)量有著一定的差異。

3 裂縫控制標(biāo)準(zhǔn)

目前，我國現(xiàn)有技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)將裂縫控制標(biāo)準(zhǔn)劃分為三個(gè)等級(jí)，其中鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)需要遵循三級(jí)標(biāo)準(zhǔn)，即允許出現(xiàn)一定寬度范圍內(nèi)的裂縫。目前，國內(nèi)外對混凝土結(jié)構(gòu)裂縫的寬度要求有著明顯的差異。我國鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)構(gòu)件最大裂縫寬度允許值如下：在室內(nèi)正常環(huán)境中，一般構(gòu)件、屋面梁和托梁、屋架和托架裂縫寬度允許值分別為0.3（0.4mm）、0.3mm、0.2mm，在露天或者室內(nèi)高濕度環(huán)境中裂縫寬度允許值則為0.2mm。美國ACI224對裂縫寬度也提出了相應(yīng)的建議值，該標(biāo)準(zhǔn)根據(jù)結(jié)構(gòu)物的使用環(huán)境進(jìn)行建議：干燥環(huán)境或有保護(hù)膜情況下，裂縫寬度允許值為0.40mm，潮濕、濕空氣、土壤中則為0.30mm，凍結(jié)環(huán)境（加防凍劑）則為0.18mm，海水飛濺區(qū)（干、濕交替）則為0.15mm，擋水結(jié)構(gòu)則為0.10mm。

一般來說，我們將寬度小于我國現(xiàn)行標(biāo)注難度裂縫定位無害或者可修復(fù)裂縫，對于超過相關(guān)規(guī)定寬度的裂縫，需要有工程相關(guān)部門通過研究分析制定相應(yīng)的處理方案。如果裂縫處于變化的狀態(tài)，則需要待裂縫變化停止或者穩(wěn)定后制定相應(yīng)的處理方案。

4 裂縫危害性分析

一般來說，在內(nèi)力達(dá)到30%極限荷載左右，普通鋼筋混凝土構(gòu)建就會(huì)出現(xiàn)不同程度的裂縫，如果裂縫寬度沒有超過0.2mm，那么這種裂縫就不會(huì)對結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性以及安全性造成較大影響，并且混凝土結(jié)構(gòu)仍然能夠承受70% ～80%的極限荷載。并且，在很多建筑工程中應(yīng)用梁式結(jié)構(gòu)。桁架結(jié)構(gòu)的部位，都會(huì)在自重靜荷載的作用下，出現(xiàn)剪力區(qū)主拉應(yīng)力裂縫或者出現(xiàn)受拉區(qū)開裂等問題。一般來說，過早拆除模板，會(huì)導(dǎo)致混凝土結(jié)構(gòu)抗拉強(qiáng)度降低，因此結(jié)構(gòu)在自重作用下出現(xiàn)不同程度的裂縫?？偟膩碚f，本工程中出現(xiàn)的裂縫，其寬度和長度相對較小，因此不會(huì)對工程整體質(zhì)量造成嚴(yán)重影響。

5 控制裂縫出現(xiàn)的措施

首先，需要嚴(yán)格管理混凝土的配置拌合工作，保證混凝土水灰比、攪拌時(shí)間等均能夠達(dá)到相關(guān)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的要求。同時(shí)，對于水泥、混凝土添加劑等原材料也需要進(jìn)行嚴(yán)格的質(zhì)量檢查，避免不合格混凝土材料應(yīng)用在實(shí)際工程中。

其次，質(zhì)量控制人員也需要對施工工藝過程進(jìn)行監(jiān)管，尤其需要保證混凝土澆筑過程中能夠進(jìn)行充分的振搗，保證混凝土處于均勻的狀態(tài)。另外，在拆除混凝土模板之前，需要技術(shù)人員能夠?qū)炷两Y(jié)構(gòu)的凝結(jié)狀態(tài)進(jìn)行檢查和分析，從而進(jìn)一步確定模板拆除時(shí)間，避免過早拆除模板問題的發(fā)生。

第三，在施工之前，需要技術(shù)人員對施工圖紙進(jìn)行分析和審查，找出設(shè)計(jì)中存在的問題，并將設(shè)計(jì)方案、圖紙中的問題進(jìn)行糾正和調(diào)整，避免設(shè)計(jì)問題對施工質(zhì)量造成影響。 第四，作為施工單位，同樣需要對混凝土結(jié)構(gòu)裂縫出現(xiàn)的原因以及影響因素進(jìn)行研究和分析，并找到能夠有效預(yù)防裂縫出現(xiàn)的措施，同時(shí)能夠?qū)σ呀?jīng)出現(xiàn)的裂縫進(jìn)行處理，從而避免混凝土裂縫對結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性以及建筑使用壽命造成不良影響。

第五，施工單位應(yīng)該對現(xiàn)有施工工藝進(jìn)行優(yōu)化，以保證混凝土結(jié)構(gòu)強(qiáng)度得到進(jìn)一步的提升，并從根源解決傳統(tǒng)施工工藝中存在的問題。另外，工藝優(yōu)化也能在一定程度上起到簡化施工過程的作用，從而進(jìn)一步提升施工效率。

6 結(jié)語

綜上所述，混凝土結(jié)構(gòu)裂縫是困擾建筑行業(yè)施工人員的主要問題。同時(shí)，我們通過實(shí)際的工程項(xiàng)目也可以發(fā)現(xiàn)，不同程度的裂縫對于工程所造成的影響是不同的，因此在實(shí)際施工過程中，技術(shù)人員應(yīng)該有能力對不同程度的裂縫進(jìn)行分析和辨別，從而采取具有針對性的解決措施，避免裂縫對工程質(zhì)量造成嚴(yán)重的影響。另外，為了進(jìn)一步促進(jìn)我國混凝土施工技術(shù)的發(fā)展，施工人員也應(yīng)該從材料、施工工藝等方面進(jìn)行研究，并不斷提出新的理論和技術(shù)。