建筑工程施工中混凝土裂縫的成因及防治策略

劉 捧

山西潞安工程有限公司（046100）

1 混凝土裂縫類型

1.1 溫度裂縫

混凝土結構會因為溫度的變化發生裂縫，這種裂縫被稱為溫度裂縫。溫度裂縫特征比較顯著，可導致混凝土結構變形，還有可能產生混凝土開裂。溫度裂縫主要為“斜八字”，建筑兩端溫度裂縫多于中間，頂層多于墻下，陽面多于陰面[1]。此外，門窗洞口也比較容易出現溫度裂縫。簡而言之，應力較為集中的建筑部位，更容易出現溫度裂縫。

1.2 收縮裂縫

收縮裂縫是指由混凝土材料發生收縮變形而引起的裂縫，此種類型裂縫的特征比較明顯，主要表現為早期收縮裂縫發展速度比較快，隨著時間的變化收縮作用逐漸降低。收縮裂縫分布范圍比較廣，并且數量眾多，主要形態為“倒八字”[2]。觀察發現，混凝土結構如果受潮或遇水，材料可能發生膨脹反應，即使及時脫水，也可能產生收縮變形，從而產生裂縫。這種情況產生的收縮作用雖然比較小，但是對高層建筑結構的影響仍然不可忽視。

1.3 沉降裂縫

建筑工程項目出現不均勻沉降，是建筑施工中比較常見的現象，也是不可避免的。但是，不均勻沉降后，會導致建筑出現沉降裂縫，特別是高層建筑更容易導致沉降裂縫。沉降裂縫的主要特征是底層裂縫比較嚴重，上層裂縫比較輕，并且裂縫形態多為“斜向裂縫”。不均勻沉降很少引起橫向或豎向裂縫，并且裂縫主要出現在混凝土梁上，特別是柱和梁交界位置。如果高層建筑上部主體結構剛度比較大，則在一些相對獨立的基礎結構上容易出現水平方向的沉降裂縫。

2 混凝土結構裂縫的成因

2.1 環境因素

環境因素是造成建筑混凝土結構出現溫度裂縫的主要原因，如果建筑所在地晝夜溫差比較大，則更容易形成溫度裂縫。當工程項目所處地區溫度較高時建筑內部結構會發生一定形變，當溫度下降后結構又會發生收縮。通常情況下，溫度變化速度高于混凝土形變和收縮速度是出現裂縫的原因。

2.2 材料因素

材料因素是導致混凝土結構出現收縮裂縫的主要原因。混凝土主要原材料為硅酸鹽水泥，水泥在水化過程中會出現比較強烈的收縮反應，并且向外界釋放大量熱量。與此同時，材料也有可能受到化學收縮作用的影響，從而產生干縮變形，導致混凝土結構出現收縮裂縫[3]。另外，混凝土澆筑后，如果養護工作不到位，混凝土也會因收縮作用出現裂縫。

2.3 地基因素

由地基變形所產生的不均勻沉降也是混凝土裂縫的主要原因。因為，高層建筑在地基沉降過程中，會導致混凝土受力結構發生變化，導致受力狀態失衡，并且產生新的剪應力和拉應力，在高層建筑自身重力和外力擠壓的作用下，一旦結構抗剪強度無法抵御上述壓力，就會直接引發建筑混凝土結構裂縫，特別是一些薄弱部位，更容易出現開裂現象。

3 混凝土裂縫的防治策略

以某高層建筑工程為例，分析混凝土裂縫的防治策略。該工程主要情況見表1。

表1 本工程概述

結合工程實際需要，為減少混凝土結構裂縫，主要采取以下防治措施。

3.1 溫度裂縫防治策略

考慮到本工程施工體量比較大，施工過程中比較容易受到多種因素的影響，并且有增加溫度裂縫的風險。在施工過程中，本工程采取多種措施，對溫度裂縫進行有效控制，見表2。

表2 本工程溫度裂縫防治方法

通過上述防治措施，降低混凝土結構溫度裂縫。在此基礎上，完善施工設計方案，結合本工程所在地區自然環境因素、地質條件、季節變化，借助大數據進行詳細分析，找出可能引發裂縫的潛在因素。結合調查以及分析結果，對混凝土施工工藝進行優化，最大程度上控制溫度變化對結構的影響，降低溫度裂縫[4]。

3.2 收縮裂縫防治策略

為進一步減少收縮裂縫對本工程混凝土施工的影響，嚴格按照施工規范以及要求，準確標記本高層建筑工程項目中混凝土結構中比較容易出現收縮裂縫的位置，強化混凝土施工。如梁腹兩側對稱性收縮裂縫出現概率比較大，在實際施工過程中，本工程通過設置一定構造梁、圈梁和抗裂柱，加強建筑結構自身的抗剪力[5]，在此基礎上加強混凝土結構抗拉能力。在選擇材料上，盡量將材料干縮值控制在合理范圍之內，詳細分析混凝土混合料中的材料，合理控制每種材料的含水率，根據實際需要正確選擇混凝土施工原材料。本工程為避免硅酸鹽水泥收縮對混凝土結構的影響，在選材上盡量選擇收縮作用比較容易控制的水泥。除此之外，本工程在混凝土材料振搗期間，為進一步加強抗拉強度，減少收縮作用，合理使用減水劑，并在混凝土澆筑之前詳細檢查框架梁結構情況，保證特殊部位的干燥性，以免對混凝土澆筑效果產生不良影響。

3.3 沉降裂縫防控策略

導致高層建筑發生地基變形的因素較多，包括環境勘察、地基設計等，如果忽略這些因素，將會明顯增加高層建筑混凝土結構開裂風險，從而降低建筑總體結構施工質量[6]。因此，本工程組織相關人員對地基基礎沉降情況進行觀測，準確記錄，將地基沉降情況作為確定混凝土施工方案的重要參考依據。

如發現有明顯沉降的位置，則采用控制基礎結構及壓力注漿等方法進行控制。在本工程部分建筑結構內部增加地梁（部分建筑通過設置外部聯系梁），架空現有基礎，改變上部結構的傳力路徑，避免地基嚴重沉降引發混凝土結構裂縫。觀測基礎沉降情況，制訂合理的上部結構修補方案。

4 結語

混凝土結構出現裂縫，是建筑工程項目的施工通病，目前為止尚無辦法根治，只能通過改進施工技術或采取必要措施進行預防，以減少混凝土結構裂縫，提高建筑項目施工質量。施工人員除了要掌握混凝土裂縫類型和成因，也要在實際施工過程中嚴格把握質量關，結合混凝土施工工藝確定混凝土配合比，并在此基礎上不斷完善混凝土澆筑、振搗和養護工作，從而有效控制混凝土結構裂縫，為施工質量的提升提供保障。