巖土施工中混凝土結構裂縫原因分析與控制方法

（甘肅農業大學水利水電工程學院，甘肅蘭州 730070）

由于混凝土構架本身的用材特征、受力狀況，在混凝土構架作業實施期間，難以避免構架出現裂縫。經過對實踐中的混凝土構架出現裂縫的因素進行解析，分析引起混凝土構架出現裂縫的根本原因，可在作業實施中高效把控混凝土實際狀況。施工人員在施工過程中應提升質量把控意識，持續提高業務能力，嚴格按照相應規范要求改進工程項目方案設計、作業實施品質、養護步驟管理，降低混凝土構架開裂的概率，確保建筑作業的實施質量，使作業實施單位得到預期收益。

1 混凝土構架與裂縫的關系

在混凝土出現開裂前期，由于環境、氣候、濕度、溫度等多種因素，造成混凝土構架出現腐蝕、破損等問題，加大了對裂縫的數值、長度、寬度等因素的影響，減小構架的總體韌性、剛性，損害構架結構。

在混凝土構架裂縫逐漸加劇的過程中，裂縫的移動軌跡沿著混凝土構架橫截面的中心軸逐漸向上移動，使混凝土項目工程持續發生開裂現象，構架的形變概率也會增大，建筑項目工程的平穩性和可靠性持續降低，使建筑的安全隱患大幅度增加。混凝土開裂導致鋼筋暴露在空氣中，鋼筋與空氣中水分發生反應發生軟化、銹蝕，影響鋼筋強度。

分析相關理論知識可知，混凝土開裂加劇和鋼筋銹蝕會降低建筑的整體構架安全系數，影響建筑的抗震能力。應對裂縫處理方法進行完善，避免惡性循環，提升建筑的可靠性和經濟性。

混凝土裂縫初期即裂縫較小時，施工人員未進行及時修補，裂紋不斷擴大形成貫穿裂縫、大寬度裂縫，加大了混凝土項目的修復難度，增加了成本投入。

2 混凝土裂縫原因

2.1 混凝土受到溫度應力

在實際的巖土工程施工中，溫度應力是導致混凝土出現裂縫的重要因素。混凝土施工過程中，外部溫度隨著施工時間的推移不斷變化，導致混凝土出現分層等現象，混凝土內部與外部出現溫度應力，對內部鋼筋產生不利影響。應力會隨著內、外溫度不斷變化。

2.2 建材選擇不符合工程標準

巖土工程相較其他工程具有較大差別，對技術標準與建材等要求較高，建材與施工技術的選擇對混凝土結構的影響較大。用材的物理特征、功能指標、比例用量均須符合工程的實際需求。

攪拌水泥與石灰攪拌的過程中會出現硬化物質，影響水泥用材原有的比例，水分的蒸發速度過快，會使混凝土外層干縮產生細孔，細孔隨著混凝土的凝結繼續收縮產生裂縫。

2.3 設計工作未依照實際工程開展

在建筑工程中，圖紙的設計與施工計劃是工程的前提與依據，混凝土構架的設計方案不合理是產生混凝土裂縫的重要因素。混凝土構架應符合工程的創建需求，綜合實際施工情況針對性設計施工方案。

在實際工程中，各施工環節均會對混凝土的結構產生影響，若缺少對現實承受極限值的考量，混凝土構架強度無法滿足規定標準，產生裂縫。

3 混凝土結構裂縫處理方式

混凝土結構裂縫主要分為既干縮性裂縫、溫差裂縫及塑性裂縫，對于不同的外界與內部因素導致的裂縫應采取針對性處理，避免裂縫的出現，為巖土工程的施工提供安全、合理的保障。

3.1 干縮裂縫

干縮性裂縫與其他因素導致的不同裂縫存在形式上的區別，干縮性的裂縫呈現的形態相對較細，呈橫豎交錯，無規律性。由于外界環境、氣候、溫度、濕度等原因的影響，存在混凝土表層水分蒸發速度過快的問題，表層干縮速率超過正常值，遭到混凝土內部的限制，拉應力過大使混凝土表層出現開裂。應對混凝土的配比進行精確把控，控制粉砂使用量；混凝土澆灌后應加大養護力度，使混凝土表層保持濕潤，提升混凝土表層的抗裂性能。

混凝土的噴水養護除在巖土施工中使用外，還可應用在道橋建設中，混凝土脫模環節完成后須采用噴水的方式對其進行養護。混凝土施工完畢或養護完畢后，應考慮陽光直射加快混凝土表面水分的蒸發速度，露天擺放時應避免陽光的直射或在空氣中長時間暴露，可利用塑料布對其表面進行覆蓋，確保其濕潤程度，薄壁構架須堆放在無日曬的位置。

混凝土構架在露天條件素下作業，應注重防風，反復檢查，如果出現細小裂縫，應及時進行噴水處理。

3.2 溫差裂縫

溫差裂縫主要是混凝土內外溫度應力大于混凝土本身的強度，導致裂縫產生。為了避免出現溫差應力過大的情況，應采取后澆帶或永久變形縫措施，完善對構架抗側力構架實施工作。

在體積范圍較大的混凝土構架施工中，水泥水化會導致溫度大幅度變化。除混凝土外部環境的溫度與濕度變化幅度較大外，混凝土表面溫度與內部溫度差別較大也會導致出現裂縫，應注重預防。

在夏季進行施工時，應選擇一天中溫度變化幅度較小的時段進行混凝土的施工與初步晾干，減小混凝土表層與內部的溫差，避免在高溫或低溫的條件下進行施工。溫度過高、過低都會使得混凝土抗拉能力無法抵御拉應力，表面出現裂縫。

3.3 塑性裂縫

塑性裂縫出現的時期較早，安全隱患較大，混凝土的澆灌作業在初凝后或在最終凝結前進行，混凝土構架的表層會產生裂縫現象，外觀、泥漿干燥時，表面出現縫隙。

塑性裂縫大部分表現為不規則的形狀，混凝土溫度超過標準溫度、長期處在70 ℃以上的環境、與外界有較大溫差、氣候干燥等都會導致開裂。

多數塑性裂縫是混凝土水灰比不合理導致的，水泥量過多導致混凝土初凝后的養護無法達標，不能對混凝土表面進行有效覆蓋，混凝土中的水分與空氣長時間接觸大量蒸發，使混凝土收縮過快，早期強度較低，無法有效抵抗變形應力，導致形變。

針對塑性裂縫，應注重嚴格把控混凝土原用材的比例，不可使用過量的水泥，澆灌混凝土前應先浸濕模板與基地整體。澆灌后應及時覆蓋混凝土表層，控制混凝土表層水分的蒸發速度，根據實際情況適當噴水保持濕潤，提升養護作業的質量和效果。

3.4 沉降裂縫

沉降裂縫主要是巖土工程中對施工場地勘察不足、設計圖紙不嚴謹導致的，地基發生不均衡沉降導致裂縫。

地基承載極限數值不足、地基土質土壤不均衡、地基含水數值改變不符合相關規定等均會導致裂縫出現。沉降裂縫的實際方向與地基的主應力角度呈垂直形態，裂縫的大小、長度受時間與地基形變的影響。地基形變會產生較大的應力，導致貫穿性開裂，應制定完善的管制制度與方案，優化地基不均衡的現象。

針對勘測沉降現象，運用可行高效的舉措對其實施把控，減小沉降裂縫導致的損傷。對地基實施壓實與強化處理，提升地基本身的剛度、韌度，提升地基地承載力極限值。在基坑的四周建設排水設施，及時排除地下流水，保證地基剛度。提升混凝土構架的受力極限值，為工程的實施提供穩定性、安全性，運用壓注水泥的漿液、構架補強等方式對混凝土構架進行強化。

4 結語

在混凝土構架的方案設計與作業實施中，可通過科學設計和制定預防措施避免裂縫出現。發現裂縫時，應明確裂縫的種類、大小、結構受力狀況等并及時采取相應的措施對裂縫進行修復，確保構架的承載力、安穩性、耐久性，保證建筑混凝土項目工程的質量安全。