試析混凝土結構工程裂縫的控制與治理

程 媛

（中國聯(lián)合工程有限公司，浙江 杭州 310052）

施工單位進行工程建造時，混凝土結構常常會發(fā)生裂縫情況，降低建筑整體的安全性和質量，存在巨大安全隱患，容易發(fā)生安全事故。所以，技術人員對此問題要高度重視，及時掌握相關情況并了解結構發(fā)生裂縫的原因，才能對建筑產生的裂縫有一個清晰的認知。就實際狀況而言，施工單位在建筑過程中，混凝土結構發(fā)生的裂縫是不可避免的，同時，結構發(fā)生裂縫的原因較多，可控因素有限，但是技術人員仍需要最大程度上降低裂縫對建筑結構造成的各種危害，整個過程中，需要相關建設人員嚴格控制各項材料和施工工藝，不斷提高建筑整體的建設質量，一旦發(fā)生結構裂縫現(xiàn)象，能及時發(fā)現(xiàn)問題并采取相應措施，降低裂縫對建筑產生的危害。

1 常見裂縫形式

1.1 結構性裂縫

通常引起建筑結構性裂縫的原因主要有以下幾方面：（1）結構臨時添加的載荷超過了原來的設計要求，導致混凝土內部應力產生變化，發(fā)生失衡情況。（2）設計問題。結構設計過程中沒有全方位考量實際施工的工作環(huán)境，造成建筑總體的設計能力不能達到建筑的實際要求。（3）建筑結構的質量問題。建筑的設計性能達標，但實際建設時相關工作人員沒有嚴格遵循設計標準建設，造成建筑實際的承載力比設計值低。（4）其他原因。例如地震等自然災害對混凝土結構的影響等，造成建筑結構突然發(fā)生裂縫。

1.2 非結構性裂縫

混凝土結構中發(fā)生的大部分裂縫是非結構性裂縫，發(fā)生裂縫的原因主要是受建筑結構的外部溫度和濕度等因素影響。

1.2.1 溫度影響

混凝土結構周圍環(huán)境溫度越高，整體建筑結構的凝固速度就越快；反之，溫度越低，建筑結構的失水率就越慢，整體建筑結構的凝固時間就越長。混凝土凝固時會發(fā)生水化學反應，其整體的建筑凝固時間與水化學反應的整體速率成正比。周圍環(huán)境溫度較高時，建筑結構失水速率較快，混凝土的整體濕度就會下降較快，造成水化學反應速率加快，最終會影響混凝土的整體性能，促使其發(fā)生收縮裂縫的情況。

1.2.2 濕度影響

混凝土周圍環(huán)境中的濕度很大程度上也會影響混凝土的整體性能，干燥環(huán)境下的混凝土澆灌完成后，其失水速率較快，會產生體積縮小、裂縫情況。

1.2.3 其他因素影響

混凝土的地基發(fā)生沉降、周圍環(huán)境中的腐蝕性物質等，都會促使建筑結構發(fā)生裂縫現(xiàn)象。

上述非結構性裂縫通常情況下不易發(fā)現(xiàn)，是一個比較漫長的變化過程。

2 裂縫的危害

2.1 結構整體性能降低

建筑結構發(fā)生裂縫，會在很大程度上影響混凝土結構的安全性能，當裂縫越來越大，其能夠承受的荷載能力就會越來越低，同時，建筑的抗?jié)B耐久能力也就會不斷降低，嚴重時會導致混凝土結構報廢，極易發(fā)生安全事故。

2.2 水滲漏

建筑施工時，某些建筑需要做防水處理，若混凝土結構整體的防水層沒有進行全面處理，施工過程中防水層遭到破壞，可能會產生水分滲入混凝土結構的現(xiàn)象，尤其是在多水的環(huán)境中或受到自然天氣影響產生降雨的情況。上述情況會導致混凝土結構發(fā)生破壞和溶蝕。這些滲入到混凝土內部的水分不易排出，會在其內部不斷循環(huán)，例如，周圍環(huán)境溫度在零度以下時，水分會發(fā)生凍結膨脹現(xiàn)象，從而不斷增大裂縫的開裂程度。

2.3 鋼筋腐蝕

混凝土結構發(fā)生裂縫后，極易引起結構內部的鋼筋暴露在空氣里，其中，雨水中溶解的SO2和CO2等氣體會隨之進入混凝土結構中，不斷加快內部的鋼筋銹蝕程度，嚴重時會導致混凝土內部產生膨脹，將混凝土的保護層撐開，從而形成新的裂縫，如此會形成惡性循環(huán)，使混凝土整體的保護層失效或產生脫落，而鋼筋也會被腐蝕，不斷變細，從而失去支撐作用，最終導致混凝土結構發(fā)生報廢。

3 裂縫的控制

3.1 荷載裂縫的控制

3.1.1 裂縫控制等級劃分

當前，國際上對混凝土的規(guī)范是依據(jù)混凝土結構的裂縫控制等級進行劃分。通常情況下，從結構功能要求、鋼筋在周圍環(huán)境影響下產生的腐蝕程度、不同類別的鋼筋對外部物體或液體的腐蝕敏感度和荷載作用等多方面進行考慮。我國進行混凝土的規(guī)范也是參考上述因素，通常將裂縫的控制等級分為以下三個級別：一級標準要求混凝土結構不能出現(xiàn)裂縫；二級標準要求混凝土結構在使用過程中不發(fā)生裂縫；三級標準是混凝土結構在使用過程中允許一定程度的裂縫。

3.1.2 合理選擇混凝土材料

通過合理選擇混凝土材料能夠確保項目的質量，水泥的類型和標準應嚴格與混凝土的結構相匹配，并選擇適合混凝土型號的水泥類型。水灰比應考慮環(huán)境因素和項目需求。在攪拌過程中，嚴格監(jiān)控劑量，以確保混凝土質量。根據(jù)比例制成合適的物料后，嚴格按照行業(yè)確定的混合順序進行適當混合，并根據(jù)計算出的比例對物料進行排列組合，在添加混合物時應檢查用量。均勻的混合料可確保混凝土的密實度，結合相關的機械設備，不僅確保了混凝土的完全混合，而且降低了人工成本。基于脆性材料的性能，可以提高混凝土的黏度，防止蒸發(fā)流出并逐漸收縮，可有效防止混凝土開裂并避免集料的沉降，同時使用適量的外加劑等。前期的物料準備是工程的基礎，材料設備與項目質量直接相關，也是避免混凝土裂縫的有效工程手段。

3.2 變形裂縫的控制

3.2.1 加強增配構造筋

加強增配構造筋的整體抗裂性能，目的是提高鋼筋的溫度抵抗應力和鋼筋的抗裂性能。若使用增配構造筋，需選用小直徑、小間距的配筋。通常，需要挑選直徑8～14mm、間距在150mm的鋼筋，此類型較適合混凝土的防裂性能，同時，配筋率控制在0.3%～5%。

3.2.2 預留后的澆縫

預留后的澆縫是在建筑的建設過程中為了更好地預防鋼筋混凝土結構因突然的溫度變化而發(fā)生收縮進行的預留變形縫隙，縫隙會在建筑的建設過程預留一段時間，后續(xù)會進行縫隙的填埋和封閉，這樣可確保建造成的混凝土結構連續(xù)同時完整的無伸縮縫的構造。澆筑縫隙的主要作用是為了確保混凝土構造的微縫，使其能擴大伸縮間距，從而消除建筑結構中的永久伸縮縫。

3.2.3 應力集中縫的控制

應力集中縫的控制不論在工業(yè)建筑群，還是在民用建筑群，都會在結構周圍打孔或鉆洞，同時，部分結構在長度方面會發(fā)生端面突變情況，這些結構受到外部環(huán)境的影響發(fā)生收縮現(xiàn)象，在孔洞和斷面的轉角部位會導致結構發(fā)生應力集中現(xiàn)象，很容易出現(xiàn)結構裂縫，可采取以下兩種方式解決，一是加固圓孔邊或轉角的結構筋，在建筑的轉角處增加斜向的鋼筋或網(wǎng)片；二是在孔洞的邊緣處增加邊角鋼筋，從而有效控制上述位置發(fā)生裂縫。

4 裂縫的治理

4.1 影響較小的裂縫

部分建筑結構的裂縫較小，產生的危害不大，對混凝土構造的承載力、耐久度等性能的影響不是很大，可適當修補，控制裂縫的進一步發(fā)展。當混凝土結構的表面具有數(shù)量不多細裂縫時，可將玻璃布粘貼在裂縫上，通常采用環(huán)氧樹脂粘貼。粘貼前，需要處理好混凝土結構表面，清除表面雜質，并保持表面干燥，先填充裂縫，再粘貼玻璃布。根據(jù)不同情況，粘貼不同層數(shù)的玻璃布通常控制在1～2層。對于建筑結構較多的裂縫，可使用涂覆修改的方法，根據(jù)不同的建筑、環(huán)境，選用不同的修補材料，需要注意材料的耐磨性和緩沖性等。當建筑結構的裂縫較寬時，可采用砂漿或環(huán)氧樹脂填充，填充前需要整理裂縫，鑿成一定比例的槽，用填充材料抹平表面，保持結構表面的光滑性；當結構出現(xiàn)的裂縫寬度較小時，技術人員可使用注漿的方法進行注漿，封閉裂縫表面，防止漏漿，并做好注漿孔，將環(huán)氧樹脂注入其中。

4.2 影響較大的裂縫

對建筑結構產生較大影響的裂縫，會對整體混凝土結構的承載力、耐久性產生不良影響，需要進行加固措施。結構加固，讓其整體的體積質量不斷加大，從而提升建筑結構整體性能。通過鋼箍加固，也可防止裂縫的產生，但整體成本較高；應力加固的整體費用較低，可提升結構的抗外力能力。還可采用其他方式加固，如復合材料加固法、結構外部黏貼鋼板加固法和噴漿加固法等，可以依據(jù)不同情況采用不同的加固方法。

5 結語

綜上所述，混凝土結構產生裂縫的類型有多種形式，受多種因素綜合影響，會導致裂縫不斷增多和擴大，若不能及時采取措施進行控制，會產生不利影響，嚴重會導致建筑的報廢。因此，建筑施工時，要不斷提高設計質量和建設過程中的施工工藝，整體提升混凝土結構的質量，降低裂縫的發(fā)生率，同時，做好各項預防方案，以便及時應對后期可能發(fā)生的裂縫，最大程度減少裂縫對建筑的危害。