土木工程中混凝土裂縫的成因與防治對策研究

呂大剛

摘 要：混凝土裂縫形成的主要原因是混凝土結構內外部的作用產生的物理結構變化，裂縫會造成混凝土結構物承載力、防水性以及耐久性降低，也會影響到建筑施工質量，從而給人民群眾的正常生活帶來嚴重的安全隱患。鑒于此，針對性分析了房屋建筑行業在實際應用過程中產生的不同程度上結構性破壞、溫度收縮變形等現象，針對這些情況從材料選擇和設計方面出發提出相應處理方法與策略。

關鍵詞：土木工程；混凝土裂縫；成因；防治對策

中圖分類號：TU755? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文獻標識碼：A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文章編號：2096-6903（2023）04-0037-03

0 引言

混凝土裂縫是一種常見的施工質量問題，影響著建筑整體性能，因此研究建筑工程中出現的混凝土裂痕有著非常重要意義。混凝土裂縫是建筑工程施工中常見的問題，在建筑項目工程建設過程當中，其影響也非常大。因此要想保證建筑物能夠安全、穩定地運行，就必須重視對房屋結構設計和材料選擇等方面進行嚴格把控[1]。

1 土木工程施工中混凝土技術

混凝土施工技術是建筑工程中最重要的環節之一，其質量好壞對整個工程有很大影響。在實際施工過程中會出現各種問題，例如振搗不均勻、漏漿等，而這些都是由于施工人員沒有按要求進行嚴格把控造成的后果。要提高混凝土施工效率，就必須加強相關人員素質和技能水平，通過規范性工作來確保建筑行業健康發展。

在實際施工過程中，由于受到外界環境因素影響，造成建筑結構出現開裂現象。為了能夠有效防止這種情況，需要采用相關措施，嚴格按照規范標準進行控制和管理工作，從而保證建筑工程整體性得到提升，并且降低工程質量問題產生概率。

2 混凝土裂縫分類及各種裂縫對結構的影響

2.1 表面裂縫

混凝土表面裂縫通常是混凝土施工后養護不到位、表面干縮、混凝土配合比設計不科學等。表面裂縫的危害性相對來說是比較小的，只是對混凝土結構外觀影響較嚴重。在水泥混凝土中的氫氧化鈣與空氣和水中的CO2發生碳化作用時，表面細微裂縫會因為碳酸鈣的析出逐漸被密閉恢復[2]。如果在裂縫出現在長期負荷的結構界面，再加上雨水侵蝕滲透，其便會影響建筑質量的問題。

2.2 深層裂縫

深層裂縫是指裂縫深度已經觸及混凝土結構應力斷面，在混凝土結構承重、負荷的情況下，該類裂縫還會不斷發展擴大，對建筑結構的耐久性產生更大的危害。深層裂縫一般也被視為動態裂縫，即會繼續發展的裂縫。對于深層裂縫要仔細檢查研究裂縫出現的原因，并及時進行處理。如果長時間不處理，受到溫差、雨水沖刷或凍融侵害，深層裂縫會影響主體結構的穩定性，造成大的安全隱患。

2.3 貫通性裂縫

貫通性裂縫是最嚴重的裂縫形式。它已經貫穿整個混凝土結構層，會導致混凝土結構層已經無法形成整體性的承重結構，對混凝土建筑的穩定性、安全性、耐久性和承載力產生不良影響。混凝土建筑如果出現貫通性裂縫，要對裂縫影響進行科學的評估，判斷是否具備加固修復的價值。較為復雜處理貫通性裂縫問題關鍵是要治本，要找到造成這種嚴重裂縫的關鍵原因，從根本上解決問題。

3 土木工程中混凝土裂縫的成因

3.1 混凝土自縮因素的影響

在混凝土結構中，混凝土很容易產生相應的自收縮。若無法有效管理，混凝土就會產生裂縫。其自收縮具體表現為：一是混凝土作用下的自收縮。在混凝土構造的原料中，混凝土占有比重比較大，澆制混凝土時伴隨硬底化情況，喪失大量的水份。若喪失80%以上的水分，混凝土會產生自收縮。二是減水劑危害混凝土的自收縮。在混凝土施工中應用最多的要屬混凝土減水劑，這種外加劑嚴重危害混凝土的自收縮值[3]。三是礦物危害混凝土的自收縮。大部分施工企業在混凝土施工中都會應用煤灰、硅灰石粉等礦物，提升混凝土的自收縮性。

3.2 內外溫差大的影響

混凝土收縮會產生非常大熱量，排熱減緩，使內部結構溫度升高。而混凝土表面與外界氣體接觸，排熱速率更快，這也造成了混凝土內部結構和表面溫差很大。在熱變形收縮的影響下，混凝土中產生拉伸應力。假如拉伸應力超出從外部遭受的范疇，則會在表面產生裂紋。一般來說，這種裂縫沒有一定的規律性，裂縫大小在于溫差大小。

3.3 地基沉降不均勻的影響

地基是土木工程的承重結構，其工程質量直接關系工程的安全和平穩。在施工過程中，一些建設單位為了保證工程施工高效率，并沒有勘察施工區域的土壤情況，導致地基基礎中存在很多不合理狀況。如施工過程中，習慣性選用高挖低填的施工工藝，即在地面高空土方開挖，在地面低洼地處抹平。此方法可以滿足地調動的需求，但容易造成路基的不均勻沉降。因為土壤層壓實度不一樣，項目交付使用后，受長期縱向承載力影響，結構中壓實度相對較低的部位不斷下移，造成全部建筑構造發生歪斜、形變等諸多問題。當形變難題超出混凝土構造的拉應力時，混凝土便會產生裂縫，而裂縫的長度和總寬就會隨地基沉降而增加。

4 土木工程中混凝土裂縫的防治措施

4.1 混凝土建筑裂縫處理流程

4.1.1 現場檢查測量

現場檢查測量主要是確定裂縫所處的位置、方向、危害程度、發展規律、裂縫形成原因、是否存在滲水析鹽、鋼筋銹蝕等其他連帶問題。裂縫檢查測量必須結合實際情況，實事求是做好相關調查分析技術資料，為后期工作做好原始數據留存。

4.1.2 裂縫問題分析和計算

裂縫問題具體需要專業的技術人員，結合實際考察、檢測資料和與之相關的設計施工資料，分析裂縫產生的具體原因，及對建筑結構的影響程度，比如測算結構受力影響包括撓度、抗變形能力等[4]。通過科學的技術分析，才能為裂縫性質、原因發展規律準確定性，從而制定裂縫處理技術方案。

4.1.3 裂縫處理方案論證

為了有效處理裂縫問題，需要組織各方面技術力量對裂縫處理方案進行探討。尤其是對于發展性的深度裂縫和重大的貫通性裂縫，要對處理方案進行層層分析論證及經過綜合評議一致性通過，方案得到批復后才能執行裂縫處理的相關工作。

4.1.4 裂縫處理后檢測和功能評價

裂縫處理完成需要依據相關規范對結構進行試驗、檢測，評估處理后結構的安全性、功能完整性以及工程耐久性。這三個指標關系到建筑經濟價值是否得到有效發揮，也關系到建筑結構運營的安全性和穩定性。

4.2 設計階段防治措施

為了做到未雨綢繆，減少問題的出現，要做好設計環節的工作。結構斷面突變的預防要在設計環節，用好膨脹劑，能對混凝土的收縮起到一定作用。暗梁的設置也很重要，將其設置在容易出現裂縫的地方，可以提升混凝土的拉伸極限。

在進行設計時，要充分考慮到氣候等因素對工程的影響。構件配筋的使用也要合理，使用小間距、小直徑的做法，能夠起到提升抗裂性能的作用。工程設計要進一步優化，墻體的強度和剛度要增強，這樣可以防治墻體開裂。要增加一些墻體的厚度和配筋率，要利用好橫向分布鋼筋，基礎設計要協調，讓建筑物均勻沉降。墻體鋼筋最好采用雙層雙向鋼筋，薄弱部位設置加強鋼筋[5]。

4.3 混凝土質量與配合比

在建筑工程中，原材料本身的性能和配合比都會影響混凝土裂縫發生。所以，在混凝土裂縫的防治方面，要從原材料入手，對混凝土生產所使用的原材料進行檢驗，確保原材料質量合格，降低混凝土裂縫發生的概率。尤其是對混凝土裂縫影響最為嚴重的水泥，需要重點進行管控。

除了原材料的影響，混凝土配合比的科學性也是造成裂縫的主要原因。在混凝土生產時，一定要保障配合比科學合理。在對配合比進行設計的時候，要控制水灰比。在進行攪拌時，計量要準確，攪拌的時間要保證，注意混凝土的塌落度，振搗力度要合適、均勻，達到表面泛漿的狀態最好。如果處于高溫狀態，嚴禁進行混凝土的澆注。

4.4 混凝土溫度控制

在進行混凝土施工的過程中，要嚴格按照相關規范要求，對溫度的控制與監測工作都有嚴格的要求。不同環境下所使用材料也是有著不一樣的需求。如果混凝土結構受到外界條件影響或者出現裂縫現象，就要采取相應措施進行補救，從而使整個施工過程變得更加安全可靠，保證質量過關。

混凝土的溫度變化會影響到內部結構，在施工中要根據實際情況選擇合適的溫控技術。施工時要嚴格按照相關要求來，對于一些容易受到溫差變化而引起內部結構開裂的部位采取相應措施，還可以適當增加水泥水化熱等方法，降低混凝土內部結構的熱量含量，從而提高抗裂性能，進而確保建筑工程質量與使用壽命。

在施工過程中，一定要確保溫度傳感器處于正常工作狀態下，保證其與現場環境保持同步性、可靠性以及耐久性等方面都應該符合設計規范中規定的各項指標和標準。混凝土澆筑過程當中，必須遵循施工工藝流程進行操作。

混凝土保溫不僅可以使溫度下降，還有利于降低材料和水化熱，防止裂縫。在施工過程中應做好相關工作，對鋼筋進行綁扎時，需要注意模板是否牢固、墊塊位置是否準確。對于樓板澆注完成后，需及時用塑料布等工具封住柱內并保持其濕潤。

4.5 對建筑物進行卸荷

在建筑項目施工時，為了盡可能的降低因為荷載引發形成的混凝土裂縫，應當先全面了解裂縫形成的位置、裂縫的基礎構造和是否受到其他要素的影響。

在混凝土施工過程中，骨料極易下沉，并且也會形成塑性收縮裂縫，為防止其他施工對尚未完成終凝的混凝土造成沖擊，需要在混凝土初凝到終凝這一時間段內實行二次壓抹處理。若是施工時間較為緊張，那么最低也要在混凝土澆筑結束經過8 h之后才能逐一吊運材料。

材料堆放時，不可放置得太過集中，需要分散的放置在板下有梁的區域，以便于受力可以良好的傳遞開來。在進行支撐結構的搭建過程中，需要合理放置好木方或者是墊板，借助大面積墊板來將立桿與模板結構的受力予以合理分散，防止太早施加載荷或是荷載太過集中，從而引起裂縫的產生。

在混凝土施工結束1d后便可分批次實行物品的卸下、放置（不過應當做到分散放置）。在混凝土澆筑完成的第三日支護，可提高混凝土的剛度，對于新澆筑的混凝土表部鋪上舊模板，降低混凝土自身荷載給混凝土結構帶來的影響，從而避免混凝土裂縫的形成。

4.6 工程結構補強措施

土木工程施工中，很容易受到外界因素的制約，由此導致混凝土結構產生裂縫。比如，當發生火災或者外力作用的沖擊，混凝土結構無法承擔超出負荷的范圍，就可能產生結構性裂縫。除此之外，倘若在工程運營之后受到溫度和濕度條件的制約腐蝕了鋼筋，就會影響混凝土的承載力，從而產生裂縫問題。在進行裂縫的處理中，就需要以結構補強處理技術作為重要的解決工藝。

工作人員在進行混凝土結構設計的時候，要進行綜合考量，嚴格掌控材料抗裂性能及荷載能力。只有結構符合相應參照數值標準，科學合理設計，才可為后續工作提供材料支持。如果結構設計無法符合實際變化需求，勢必要增加鋼筋數量，便于從源頭上提高混凝土結構的安全性和穩定性，可有效防止裂縫的出現。

4.7 混凝土后期養護

為了防止混凝土出現裂縫，做好混凝土的后期養護尤為重要。混凝土澆筑完成后，混凝土結構內部存在一個自我收縮的過程，為了促進混凝土充分凝結，施工企業需要對混凝土進行必要的養護，為混凝土的凝結營造有利的條件。

可在混凝土澆筑完成后，將澆筑區域圈圍起來，在澆筑面鋪設一層薄膜紙，定期向鋪有薄膜紙的區域灑水。一般情況下，1 d要灑水2～3次。如果是在夏季高溫天天氣時，要適當增加灑水次數，保證混凝土澆筑區域環境濕潤，確保混凝土能夠充分凝固。薄膜紙的留置時間不得少于2周。另外，施工企業要在混凝土澆筑區域設置警示牌，在混凝土沒有硬化前不能提前作業。

5 結語

混凝土結構具備較強的完整性和穩定性，但混凝土施工中很容易出現裂縫問題，若是無法及時采用高效預防和修補辦法，將會導致裂縫托大，為混凝土結構性能造成影響。所以，需對混凝土裂縫問題提高重視，并嚴格監控各個環節施工，管控質量，提高混凝土的施工效果。

參考文獻

[1] 樊守亮.分析水利水電建筑工程施工中混凝土裂縫的防治[J].科技創新與應用，2020（30）：123-124.

[2] 邢紅斌.建筑工程施工中混凝土裂縫的成因與治理[J].建材與裝飾，2019（34）：35-36.

[3] 李清奇.混凝土裂縫成因與防治措施研究[J].建材與裝飾， 2019（34）：1-2.

[4] 楊淦方.建筑工程混凝土施工處理關鍵技術分析[J].散裝水泥，2020（4）：87-88.

[5] 鄭靜靜.建筑工程施工中混凝土裂縫處理技術探析[J].安徽建筑，2019，26（12）：115-116.