民用建筑水泥混凝土裂縫應對措施

劉建廷

（山東華邦建設集團有限公司，山東 濰坊 262500）

1 混凝土裂縫的成因及類型

1.1 混凝土裂縫的成因

地基形態、地理地質形態等諸多因素都可能導致水泥混凝土施工中產生裂縫，施工材料質量、施工技術水平、施工工藝合理性等方面控制不到位也可能產生裂縫。地基對民用建筑的整體性能起著至關重要的作用，它是支撐建筑上部結構的基礎，如果地基出現裂縫，將嚴重威脅到民用建筑的整體穩定性和安全性，從而縮短民用建筑的使用壽命，難以充分發揮民用建筑的綜合價值。另外，在民用建筑地基混凝土施工完成后，如果基礎結構出現裂縫問題，將難以開展維修作業，一旦裂縫擴大，會嚴重威脅民用建筑的使用安全。

開挖方式會影響地基水泥混凝土的施工質量。許多現代建筑工程由于高度、施工難度較大，需要采取深基坑施工技術，通過加深基礎結構提高工程基礎穩定性。在地基施工過程中，周邊民用建筑由于墻體剪力作用而產生裂縫等情況，甚至會使整個民用建筑產生不均勻沉降，造成嚴重裂縫、變形等問題。

有的企業盲目追求經濟效益，沒有嚴格按照國家規范要求采購和使用水泥混凝土材料，混凝土原材料質量不合格，直接影響水泥混凝土結構的整體質量。另外，由于施工現場管理不到位，工作人員缺乏專業技能和責任心，施工作業不規范、不科學，導致施工效果受到影響，引發不同程度的裂縫問題。

1.2 混凝土施工裂縫的類型及預防

1.2.1 干縮裂縫及預防

在水泥混凝土凝固階段，混凝土結構表面水分迅速流失，此時內部仍聚集著大量水分，內外濕度差異較大，干縮程度不同，造成內外應力不一致，從而引發干縮裂縫。可見，混凝土結構內外水分蒸發差異大是導致結構出現干縮變形的主要原因。外部環境也會對民用建筑水泥混凝土結構產生較大影響。外加劑使用情況、骨料性質和使用情況、水泥成分和使用數量等都會對水泥混凝土結構的抗滲性和承載力產生不同程度的影響。為了減少裂縫發生的概率和數量，施工時應優選水泥的原材料，加強配合比控制，適當添加減水劑。

1.2.2 溫度裂縫及預防

水泥遇水會發生化學反應，釋放熱量，我們稱之為水化熱。在水泥混凝土澆筑和凝固過程中，結構內部會聚集大量的水化熱無法釋放出來，而外部的水化熱可以快速釋放，此時結構內外會產生一定的溫度差，導致結構內部產生一定的拉應力。當內外溫差過大，拉應力超出標準時，水泥混凝土結構就會產生溫度裂縫。在氣溫過高或過低時，水泥混凝土結構很容易產生溫度裂縫，特別是大體積混凝土，由于規模較大，內部聚集的水化熱更多，更容易產生溫度裂縫。工作人員可以通過選用低水化熱水泥、降低原材料溫度、埋設冷水管等措施降低結構內部溫度，控制內外溫差，避免裂縫的產生。

1.2.3 沉陷裂縫及預防

民用建筑沉陷裂縫的影響因素很多且作用過程也比較復雜，主要有地基土質不均勻、施工過程回填密實度不夠等。另外，如果民用建筑基礎處于浸水狀態也可能會發生不均勻沉降，從而產生裂縫。如某些地區地下水豐富、降雨量較大，地基含水量增加，引起沉陷。又如冬季澆筑混凝土，春季解凍后混凝土會出現沉降等現象，導致水泥混凝土結構出現裂縫、變形等問題。為避免發生沉降裂縫，施工單位應注意夯實和加固處理地基土壤，特別是在一些軟土地基、地下水豐富等地區，應采取針對性的基礎處理方法，提高模板剛度，合理安排施工工序。

2 水泥混凝土裂縫的影響

2.1 降低民用建筑工程穩定性

如果在民用建筑中出現裂縫，不僅影響建筑物的整體質量和使用壽命，而且隨著時間的推移，裂縫還會進一步擴大，嚴重威脅民用建筑的使用安全，縮短建筑使用壽命。久而久之，導致民用建筑的整體穩定性不強，甚至出現變形、坍塌等問題。

2.2 影響民用建筑結構的耐久性

寬度較窄、深度較淺的裂縫一般不會威脅到民用建筑的整體結構性能，建筑物的承載力和耐久性基本保持不變，但會使水泥混凝土結構的滲透性增強，水體、氧氣等物質通過細小的裂縫滲入混凝土內部，導致混凝土結構抗滲能力下降，內部出現混凝土碳化、鋼筋銹蝕等不良問題，碳化、銹蝕等問題進一步加劇，久而久之，混凝土結構耐久性下降。可見，即便是細小的裂縫也要引起足夠的重視，及時處理，以免造成更嚴重的后果。

2.3 影響結構封閉性

有些建筑物的封閉性要求比較嚴格，如民用儲水建筑、核電站、疫苗培養空間等，如果水泥混凝土結構開裂，就會大大降低建筑的封閉性，甚至無法繼續使用，危及到內部人員的生命和財產安全。

3 民用建筑施工混凝土裂縫防控技術

3.1 優化結構設計

科學、合理地設計民用建筑結構有利于保證施工質量、降低裂縫發生概率。結構設計時應合理分析當地水文地質等情況，明確建筑受力情況，合理確定水泥混凝土強度等級，在保證結構整體穩定性的前提下考慮經濟性，切實提高工程綜合效益。目前，民用建筑普遍選用C20～C35的混凝土，避免盲目使用高強度混凝土。在計算水泥混凝土抗裂性時，要對抗裂薄弱環節進行重點分析。有些民用建筑跨度大、體積大，要合理布置梁柱結構。設計師可通過改變梁縱向截面配筋率來調整施工荷載、溫度變化和應力大小，從而提高各構件的抗裂性能。另外，工作人員還要根據民用建筑的具體情況合理布置抗溫度筋，按小直徑、大密度的方法配置陰陽角、屋面板等位置的鋼筋結構，一般按不超過10cm的標準控制配筋間距。

3.2 控制混凝土施工材料

3.2.1 水泥

水泥材料是引發溫度裂縫的主要因素。水泥與水反應釋放水化熱，如果減少水泥用量或降低水化反應，可降低溫度裂縫發生的概率。為保證水泥質量，施工單位應選用國家認可廠家生產的合格產品，盡量選用低水化熱水泥。目前，民用建筑施工中普遍使用普通硅酸鹽水泥。在控制水泥材料時，還應加強對其質量檢驗報告的控制，按施工要求檢查其凝結時間、穩定性、強度等是否達標。

3.2.2 骨料

在民用建筑施工中，應嚴格規范骨料的選擇，加強對骨料物理、化學性能的檢查，確保骨料質量、強度符合國家標準。工作人員應控制骨料級配，一般骨料最大粒徑在混凝土結構截面最小尺寸的1/4以內、鋼筋布設間距的3/4以內。中粗砂是目前廣泛使用的細骨料。

3.2.3 外加劑

添加適量的外加劑有助于改善水泥混凝土的整體性能，降低裂縫發生的概率。粉煤灰是目前防裂效果比較明顯的材料之一，加入適量粉煤灰可以減少水泥用量，改善水泥混凝土的干縮性和脆性。為了提高水泥混凝土材料的和易性，還可以添加0.25%的木鈣減水劑，將拌和用水量減少約10%，有助于降低水化熱，減少溫度裂縫。

3.2.4 配合比

在混凝土施工前，通常需要合理配置水泥、砂石、外加劑、水等原材料，通過試驗確定混凝土材料最佳配比。不同建筑物的結構強度要求不同，混凝土材料的配比也不同。工作人員還要嚴格控制骨料級配和含泥量，一般選用10～40mm的碎石顆粒，其中有65%的碎石粒徑在10～30mm。選擇中砂時，細度模數一般控制在2.80～3.00。砂率控制在40%～45%之間，砂石含泥量控制在1%以下。工作人員應避免使用海砂，避免混入有機質等雜物，以免發生化學反應影響混凝土材料性能。

3.3 合理選擇澆筑方法和振搗方式

水平分層、斜向分段、持續推進等是常用的水泥混凝土澆筑方法，在施工中可根據具體情況選擇澆筑方法。如果采用分層澆筑，每層厚度應控制在20cm以內，并在第一層混凝土初凝前及時澆筑第二層混凝土，以此類推，避免間隔時間過長出現混凝土斷層情況。在混凝土澆筑階段，技術人員還應注意混凝土坍落度、泵送管道密封性等細節問題，避免各參數控制不當影響水泥混凝土澆筑質量。

混凝土振搗是提高結構密實度的一種有效方法。如采用三道振搗法施工，應按混凝土坡角、混凝土坡中間、混凝土坡頂振搗。工作人員應注意避免觸碰鋼筋結構、模板結構和預埋件。在振搗過程中，工作人員可手持振搗棒快速插入內部約15～20cm，振搗3～5s后緩慢拔出。如采用分層澆筑方式，工作人員應注意保證振搗棒插入下一層，確保兩層混凝土充分融合。振搗間距控制在40cm左右，振搗密實度達標后，用刮杠將表面混凝土刮平，然后在終凝前搓平表面，以提高表面平整度。

3.4 加強溫度控制

民用建筑中可采取多種措施控制混凝土溫度，通過改善骨料級配，實現混凝土溫度控制的效果。將適量混合料添加到干硬性混凝土中，可減少水泥用量，達到水化熱控制的效果。在拌和混凝土材料時，可用冷水攪拌，從源頭上降低水泥混凝土原材料的溫度。澆筑時可邊澆筑邊埋設冷水管，利用冷水管帶走內部水化熱，降低內部溫度。

3.5 科學合理養護

養護階段是施工單位經常忽略的重要環節，科學養護可保證混凝土結構在合適的環境下凝固，避免表面水分蒸發過快或內外溫差過大。現代民用建筑建設規模較大，施工過程中會受到內部高度、體積、外界風速等因素的影響而快速流失水分，為避免出現干縮裂縫，可采用灑水養護或使用專用混凝土養護劑處理表面，以保證混凝土外部濕度。養護人員還應注意混凝土結構內外溫度的變化，采取蒸汽養護、灑水降溫等措施調節內外溫差，以避免溫度裂縫的發生。

3.6 優化施工細節

為了進一步落實混凝土裂縫控制工作，管理人員要加強施工過程的控制，加強對各施工環節的質量監督，重視各個細節作業。在澆筑混凝土時，應考慮混凝土運輸路線、時間、距離等因素，確保混凝土連續澆筑。管理人員應密切關注天氣狀況，選擇合適的澆筑時間。施工過程中應注意檢查模板質量，避免出現漏漿、變形等不良現象。拆模前應使用檢測設備了解混凝土結構的強度，避免因拆模過早混凝土結構承載力不足而產生變形、開裂等問題。

4 結語

裂縫是民用建筑水泥混凝土結構常見的問題，也是各單位關注的重點和難點。裂縫會影響建筑產品的美觀、穩定性、強度，甚至危及使用者的生命安全。為了有效控制混凝土結構裂縫，施工中必須加強材料、施工技術、管理等方面的優化，以切實提高民用建筑水泥混凝土結構的整體穩定性。