房屋建筑施工中混凝土裂縫控制技術(shù)的應(yīng)用

孫 強(qiáng) 李雨杭 陳錦賢

混凝土作為一種常用的建筑材料，其性能和質(zhì)量直接關(guān)系到建筑物的結(jié)構(gòu)安全和使用壽命。然而在施工過程中，由于多種因素的綜合作用，混凝土往往會(huì)出現(xiàn)裂縫，給建筑物的穩(wěn)定性和耐久性帶來隱患。

近年來，很多學(xué)者對混凝土裂縫問題進(jìn)行了大量的研究，試圖找到控制混凝土裂縫的有效方法。盡管已經(jīng)取得一些研究成果，但仍存在很多問題和不足。本文系統(tǒng)梳理了混凝土裂縫控制技術(shù)的工藝流程，探討了混凝土裂縫控制技術(shù)在房屋建筑施工中的應(yīng)用，以期為大家提供借鑒。

1 房屋建筑施工中混凝土裂縫的類型

1.1 施工過程引起的裂縫

在房屋建筑施工過程中，有很多因素會(huì)導(dǎo)致混凝土裂縫。其中，包括混凝土澆筑和養(yǎng)護(hù)過程中的溫度變化引起的溫度裂縫，以及施工振動(dòng)、模板拆除和荷載施加等因素引起的應(yīng)力集中和變形裂縫[1]。這些裂縫主要與施工操作和材料性能有關(guān)。

1.2 設(shè)計(jì)和配筋不當(dāng)引起的裂縫

不合理的設(shè)計(jì)和配筋方案可能導(dǎo)致混凝土結(jié)構(gòu)中的裂縫問題。例如，設(shè)計(jì)時(shí)未考慮荷載和變形引起的應(yīng)力，或者配筋的布置不合理、數(shù)量不足等情況。

1.3 材料性能不佳引起的裂縫

混凝土材料的性能會(huì)直接影響其抗裂性能。如果混凝土配合比不合理或者摻入的添加劑質(zhì)量不達(dá)標(biāo)，都可能導(dǎo)致混凝土的強(qiáng)度和抗裂性能下降，從而引發(fā)裂縫問題。此外，材料的質(zhì)量控制和施工工藝也會(huì)影響混凝土的抗裂性能[2]。

1.4 外界環(huán)境因素引起的裂縫

外界環(huán)境因素也是引起混凝土裂縫的重要因素之一。例如溫度變化、濕度變化、地震等自然因素都可能對混凝土結(jié)構(gòu)產(chǎn)生影響，進(jìn)而導(dǎo)致裂縫的形成和擴(kuò)展[3]。

2 房屋建筑施工中的混凝土裂縫控制技術(shù)工藝

2.1 材料及選擇

2.1.1 混凝土配合比的優(yōu)化

混凝土的配合比是混凝土裂縫控制中的關(guān)鍵因素之一。通過合理設(shè)計(jì)和調(diào)整配合比，可以有效改善混凝土的抗裂性能。例如，適當(dāng)調(diào)整水灰比、控制骨料粒徑分布和使用特殊添加劑等方式，可以有效提高混凝土的強(qiáng)度和耐性[4]。常規(guī)混凝土配比表如表1所示。

表1 常規(guī)混凝土配比表

2.1.2 骨料的選擇和優(yōu)化

骨料是混凝土中的重要組成部分，對混凝土的性能和抗裂性能具有重要影響。合理選擇和優(yōu)化骨料的種類、粒度和形狀，可以改善混凝土的內(nèi)聚力和抗裂性能。例如使用合適的粗細(xì)骨料搭配和控制骨料的含水率，可以提高混凝土的抗裂能力和耐久性。

2.1.3 添加劑的應(yīng)用

添加劑是混凝土中常用的調(diào)整材料，可以改善混凝土的性能和抗裂性能。例如，使用減水劑可以減少混凝土的水灰比，提高混凝土的強(qiáng)度和抗裂性能。使用增粘劑可以增加混凝土的黏結(jié)力和內(nèi)聚力，改善混凝土的抗裂性能。此外，還可以使用增強(qiáng)劑、減縮劑等來優(yōu)化混凝土的抗裂性能[5]。

2.2 施工流程

2.2.1 準(zhǔn)備工作

混凝土配合比設(shè)計(jì)。根據(jù)設(shè)計(jì)要求和結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)圖紙，確定混凝土的配合比，包括水灰比、骨料粒徑分布、添加劑種類和摻量等參數(shù)。

模板安裝。按照結(jié)構(gòu)要求和圖紙?jiān)O(shè)計(jì)進(jìn)行模版匹配和鋼筋布置。

2.2.2 混凝土澆筑

首先，混凝土攪拌。將水、水泥、骨料和添加劑按照配合比放入混凝土攪拌機(jī)中進(jìn)行充分?jǐn)嚢瑁_保混凝土的均勻性和一致性。

其次，澆筑方式。選擇合適的澆筑方式，如自流式澆筑、抽送式澆筑或振動(dòng)澆筑等，根據(jù)具體情況確定。同時(shí)，也需要控制澆筑速度和混凝土厚度。

最后，鋼筋復(fù)位。混凝土澆筑過程中，需注意鋼筋的復(fù)位和固定，確保鋼筋與混凝土的良好粘結(jié)和連接。

2.2.3 養(yǎng)護(hù)措施

根據(jù)混凝土的硬化情況，采取針對的養(yǎng)護(hù)措施，如覆蓋濕布、噴水養(yǎng)護(hù)、溫度控制等。為確保混凝土充分硬化，養(yǎng)護(hù)時(shí)間一般在28 d 以上。

2.2.4 裂縫處理

首先，裂縫檢測。混凝土養(yǎng)護(hù)完成后，使用裂縫計(jì)或顯微鏡等裂縫檢測儀器，對混凝土表面進(jìn)行全面檢查，記錄裂縫的數(shù)量、長度和寬度等參數(shù)。

其次，裂縫修復(fù)。根據(jù)裂縫的類型和嚴(yán)重程度，采取相應(yīng)的修復(fù)方法。常見的修復(fù)方法包括填縫、噴漿、修補(bǔ)材料注入等。填縫時(shí)，首先清理裂縫，去除雜物和松散混凝土；然后使用填縫材料填充裂縫，確保充實(shí)且與周圍混凝土粘結(jié)牢固。噴漿修復(fù)是利用高壓泵將特殊的漿液注入裂縫，填充空隙并增強(qiáng)混凝土的抗裂性能。

再次，表面涂層或防水處理。裂縫修復(fù)后，可以進(jìn)行表面涂層或防水處理，以提高混凝土的耐久性和抗?jié)B性能。涂層可以防止水分滲透和化學(xué)物質(zhì)侵蝕，減少裂縫的產(chǎn)生和擴(kuò)展。

最后，監(jiān)測和維護(hù)。修復(fù)完成后，需要進(jìn)行定期監(jiān)測和維護(hù)，以確保修復(fù)效果和預(yù)防新裂縫的產(chǎn)生。監(jiān)測包括定期檢查裂縫狀態(tài)、測量裂縫變化等，維護(hù)包括合理控制使用負(fù)荷、防止凍融損傷、維護(hù)養(yǎng)護(hù)層等，用于保護(hù)混凝土結(jié)構(gòu)的完整性和抗裂性能。

2.3 施工質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)

2.3.1 混凝土配合比標(biāo)準(zhǔn)

混凝土配合比標(biāo)準(zhǔn)如下：

1）水灰比。根據(jù)不同的混凝土用途和要求，水灰比一般控制在0.35 ～0.55，以確保混凝土的坍落度和強(qiáng)度。

2）骨料粒徑分布。根據(jù)混凝土的強(qiáng)度等級(jí)，確定合適的骨料粒徑分布范圍。例如，對于C30 混凝土，骨料粒徑應(yīng)該滿足26.5 mm、19.0 mm、

12.5 mm、9.5 mm 等級(jí)的要求。

3）控制摻和料摻量。根據(jù)具體施工條件和要求，確定合適的摻和料摻量，如粉煤灰、礦渣粉等。一般來說，摻和料摻量不超過混凝土總質(zhì)量的30%。

2.3.2 澆筑速度和厚度控制

澆筑速度。控制混凝土的澆筑速度，一般在2 m3/h 以上。過快的澆筑速度可能導(dǎo)致溫度應(yīng)力和變形裂縫的產(chǎn)生。

澆筑厚度。根據(jù)混凝土的強(qiáng)度等級(jí)和結(jié)構(gòu)要求，控制單次澆筑的厚度。通常情況下，每次澆筑的厚度不應(yīng)超過300 mm，以確保混凝土的均勻性和質(zhì)量。

2.3.3 養(yǎng)護(hù)標(biāo)準(zhǔn)

1）初期養(yǎng)護(hù)。混凝土澆筑后，立即進(jìn)行初期養(yǎng)護(hù)，保持濕潤和適宜的溫度。一般要求在澆筑后24 h 內(nèi)進(jìn)行覆蓋保濕，并保持溫度在10～30 ℃。

2）后期養(yǎng)護(hù)。后期養(yǎng)護(hù)時(shí)間一般為28 d 以上，養(yǎng)護(hù)溫度應(yīng)根據(jù)混凝土強(qiáng)度等級(jí)和設(shè)計(jì)要求進(jìn)行控制。以C30 混凝土為例，養(yǎng)護(hù)溫度應(yīng)控制在20±2 ℃的范圍內(nèi)，濕度要保持在90%以上。

2.3.4 裂縫控制標(biāo)準(zhǔn)

裂縫控制標(biāo)準(zhǔn)如下：

1）裂縫寬度。根據(jù)混凝土結(jié)構(gòu)的要求，控制裂縫的寬度。一般要求裂縫寬度控制在0.1 ～0.2 mm。超過此范圍的裂縫寬度可能會(huì)影響混凝土結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度和美觀。

2）裂縫數(shù)量。根據(jù)混凝土結(jié)構(gòu)的要求，控制裂縫的數(shù)量。通常情況下，裂縫數(shù)量應(yīng)控制在每平方米不超過2 條的范圍內(nèi)。

3）裂縫位置。裂縫的位置應(yīng)符合結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的要求，避免對結(jié)構(gòu)強(qiáng)度和穩(wěn)定性產(chǎn)生負(fù)面影響。例如，在梁、柱等主要承重構(gòu)件的裂縫應(yīng)該得到特別關(guān)注和控制。

3 房屋建筑施工中混凝土裂縫控制技術(shù)的實(shí)踐案例

3.1 項(xiàng)目介紹

該項(xiàng)目工程位于江蘇省南京市雨花臺(tái)區(qū)，由南京潤璽房地產(chǎn)開發(fā)有限公司承包，項(xiàng)目周圍配備有辦公樓、酒店、公寓、商業(yè)等不同區(qū)域。項(xiàng)目包含了兩棟單體建筑、一處空中連廊、地庫兩處與一處地下連接通道。其中，一個(gè)單體地下2 層、地上6 層、建筑高度35.4 m；另一個(gè)單體地下2 層（不含夾層）、地上6 層、建筑高度40.5 m。項(xiàng)目總占地面積約3.3 萬m2，總建筑面積約18.1 萬m2，其中地上建筑面積10.87 萬m2，2 個(gè)單體單層的面積分別為0.98 m2與0.86 m2，地下建筑面積為7.23 萬m2，連廊面積約5200 m2，單層面積約1300 m2。鑒于該項(xiàng)目的工程量和工程結(jié)構(gòu)，施工單位制訂了相應(yīng)的混凝土控制技術(shù)方案，以保證建筑工程的質(zhì)量與安全。

3.2 針對性結(jié)構(gòu)方案

3.2.1 單體建筑措施

首先，混凝土裂縫控制要點(diǎn)。根據(jù)單體建筑的高度、荷載要求和設(shè)計(jì)要求，制定合理的混凝土配合比，控制水灰比為0.45 左右，以確保混凝土的坍落度和強(qiáng)度。

其次，鋼筋布置。由于建筑規(guī)模較大且有連廊，需要按照結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要求進(jìn)行鋼筋的布置和綁扎，提高混凝土的抗裂性能。

最后，溫度和濕度控制。混凝土澆筑之后，要立即進(jìn)行初期養(yǎng)護(hù)，保持濕潤和適宜的溫度。然后覆蓋保濕，并保持溫度在15 ℃左右，控制混凝土的干縮和溫度變化，減少裂縫產(chǎn)生的風(fēng)險(xiǎn)。

3.2.2 連廊裂縫控制要點(diǎn)

首先，澆筑厚度控制。根據(jù)連廊結(jié)構(gòu)要求，控制單次澆筑厚度約為250 mm，以確保了混凝土的均勻性和質(zhì)量。

其次，預(yù)留縫控制。由于連廊結(jié)構(gòu)具有連接穩(wěn)定與適度延展的特點(diǎn)，需要根據(jù)連廊的長度和預(yù)計(jì)的伸縮量，合理設(shè)置預(yù)留縫，以允許混凝土的收縮和伸縮，最終達(dá)到減少裂縫的產(chǎn)生和擴(kuò)展作用。

最后，后期養(yǎng)護(hù)。連廊作為連接2 個(gè)單體的關(guān)鍵結(jié)構(gòu)，需要根據(jù)建筑材料對其進(jìn)行長期且合理的養(yǎng)護(hù)，保持濕潤和適宜的溫度，以促進(jìn)混凝土充分硬化。考慮到連廊結(jié)構(gòu)的特殊性，其混凝土材料一般是高性能的，因此需要比其他建筑結(jié)構(gòu)進(jìn)行更長時(shí)間的養(yǎng)護(hù)，以確保其充分硬化。一般建議的最低養(yǎng)護(hù)時(shí)間為7 d，但具體要根據(jù)混凝土配方和工程要求進(jìn)行調(diào)整。養(yǎng)護(hù)過程中，混凝土的最低溫度應(yīng)不低于10 ℃，以避免過早冷卻和凝固。同時(shí)，混凝土的最高溫度不能超過30 ℃，以避免混凝土過熱引發(fā)的裂縫和其他不良影響。

3.2.3 地庫裂縫控制要點(diǎn)

地庫裂縫控制有如下要點(diǎn)：

1）地下水控制。由于該項(xiàng)目的一部分在地下，所以需要采取合理的防水措施，包括防水層的設(shè)置和密封處理，以避免地下水滲入混凝土結(jié)構(gòu)，減少滲水引起的裂縫。

2）摻和料摻量控制。因?yàn)榈貛煲话惚容^潮濕，且有復(fù)雜的地質(zhì)結(jié)構(gòu)，因此需要合理控制摻和料的摻量，以提高混凝土的抗?jié)B性能和耐久性。

3）后期養(yǎng)護(hù)。由于地庫環(huán)境特殊，應(yīng)保持適宜的溫度，以確保混凝土能夠充分硬化。

3.2.4 裂縫緊急預(yù)案

裂縫緊急預(yù)案要點(diǎn)如下：

1）建立監(jiān)測體系。建立完善的監(jiān)測體系，包括使用裂縫計(jì)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測，以及定期對混凝土結(jié)構(gòu)進(jìn)行巡視和檢查。

2）建立快速響應(yīng)機(jī)制。設(shè)立專門的緊急響應(yīng)團(tuán)隊(duì)，成員包括結(jié)構(gòu)工程師、施工人員和相關(guān)專業(yè)人員。一旦發(fā)現(xiàn)裂縫，應(yīng)迅速響應(yīng)，及時(shí)到達(dá)現(xiàn)場進(jìn)行評(píng)估和處理，以避免裂縫進(jìn)一步擴(kuò)展和對結(jié)構(gòu)安全造成影響。

3）采取緊急修復(fù)措施。根據(jù)裂縫的類型、位置和程度，采取相應(yīng)的緊急修復(fù)措施。例如，對于較小的表面裂縫，可以使用填縫劑或補(bǔ)漆進(jìn)行修復(fù)；對于較大的結(jié)構(gòu)裂縫，需要采取鋼筋加固、局部重建等加固措施。修復(fù)措施應(yīng)由專業(yè)人員根據(jù)具體情況進(jìn)行決策和實(shí)施。

4）加強(qiáng)溝通和協(xié)調(diào)。在發(fā)生裂縫情況時(shí)，及時(shí)與相關(guān)負(fù)責(zé)人、監(jiān)理單位和設(shè)計(jì)單位進(jìn)行溝通和協(xié)調(diào)。要共同商討解決方案，確保裂縫問題得到有效處理，防止類似問題再次發(fā)生。

5）及時(shí)記錄和總結(jié)經(jīng)驗(yàn)。針對裂縫的緊急處理過程，應(yīng)及時(shí)記錄和總結(jié)經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)。對于處理效果好的措施，進(jìn)行總結(jié)并在類似情況下使用；對于存在不足的地方，進(jìn)行反思和改進(jìn)，提高應(yīng)對裂縫緊急情況的能力。

4 結(jié)語

混凝土裂縫控制技術(shù)在房屋建筑施工中的應(yīng)用是確保結(jié)構(gòu)質(zhì)量和耐久性的關(guān)鍵。通過合理的配合比、摻合料選擇和養(yǎng)護(hù)措施，可有效減少裂縫的產(chǎn)生與擴(kuò)展。本文總結(jié)了混凝土裂縫控制的關(guān)鍵技術(shù)和施工標(biāo)準(zhǔn)，并結(jié)合實(shí)際案例提出了相應(yīng)的控制方案和材料選擇建議，以期為未來的工程建設(shè)提供借鑒。