房屋建筑現澆混凝土施工中裂縫原因及技術控制策略

徐凱

（中國鐵建大橋工程局集團有限公司，天津300000）

1 前言

現澆混凝土在房屋建筑中占據著至關重要的地位，其耐久性、穩定性以及高度的施工靈活性，使得現澆混凝土在現代建筑工程中得到了廣泛應用。然而，在實際的施工過程中，現澆混凝土裂縫的問題時常出現，這不僅影響了建筑的美觀，更重要的是，裂縫可能導致混凝土的耐久性下降，甚至影響到建筑的整體穩定性。裂縫的形成是由多種因素共同作用的結果，包括混凝土材料自身的性質、施工過程中的工藝控制、設計方案的不合理性以及環境條件的影響等等。這些因素相互交織，形成了一個復雜的系統，任何一個環節的失誤都可能導致裂縫的產生。因此，對于現澆混凝土裂縫問題的研究，不僅需要深入理解各因素對裂縫產生的影響，更需要找出有效的技術策略，對裂縫的產生進行科學的控制[3][4]。本文將對這一問題進行深入探討，希望能為房屋建筑中的現澆混凝土施工提供有益的參考。

2 房屋建筑現澆混凝土施工裂縫的原因

2.1 材料因素

房屋建筑現澆混凝土施工裂縫的原因之一是材料因素。混凝土作為一種復合材料，其性能受到水泥、砂、石、水以及其他添加劑的質量與比例的直接影響。首先，水泥的質量直接決定了混凝土的強度和耐久性。若水泥質量不合格，可能導致混凝土強度不足，從而在施工或使用過程中出現裂縫。此外，水泥的種類和品質也會對混凝土的收縮性能產生影響，不當的選用可能導致混凝土出現過早或過度收縮，進而形成裂縫。其次，骨料的選用也是產生裂縫的一個重要因素。骨料的粒度、形狀和級配直接影響混凝土的工作性和抗裂性。若骨料級配不合理或粒徑過大，將導致混凝土澆筑難度增大，內部孔隙增多，容易產生裂縫。再次，混凝土的混合比例是決定其性能的關鍵。如果水灰比過高，將導致混凝土強度降低，抗裂性能差，易產生裂縫；如果水灰比過低，雖然可以提高混凝土的強度，但會導致混凝土的工作性差，澆筑困難，也可能導致裂縫的產生。

總的來說，混凝土材料的選擇和配比決定了混凝土的基本性能，對裂縫的產生有直接影響。因此，選擇優質的混凝土材料，并合理配比，是預防混凝土裂縫的關鍵。

2.2 施工因素

施工因素也是導致房屋建筑現澆混凝土施工裂縫的重要原因之一，施工過程中的控制不當，無論混凝土的質量有多好，都可能導致裂縫的產生。

首先，澆筑工藝的不合理是導致裂縫的主要原因之一。例如，混凝土澆筑過快，可能會導致混凝土內部產生應力集中，從而產生裂縫；混凝土澆筑過慢，可能導致混凝土之間出現冷縫，同樣會導致裂縫的產生。其次，混凝土的養護不當也是產生裂縫的重要原因。如果混凝土在初凝期內水分蒸發過快，可能會導致混凝土表面出現干縮裂縫。因此，混凝土澆筑后的養護工作非常重要，需要保持適當的濕度和溫度，以防止水分過快蒸發。再次，施工過程中的振搗不均勻或不足，也可能導致混凝土內部的空氣無法完全排出，形成氣孔或空洞，從而導致混凝土的裂縫。因此，在施工過程中，需要進行充分的振搗，以確保混凝土的密實度。

總的來說，施工過程中的各個環節都可能影響到混凝土裂縫的產生。因此，在施工過程中，需要嚴格控制各個環節，確保混凝土的質量，從而有效防止裂縫的產生。

2.3 設計因素

設計因素也是引起房屋建筑現澆混凝土施工裂縫的重要原因之一，設計過程中的不合理之處，可能在施工或使用過程中導致混凝土裂縫。首先，結構設計不合理是導致裂縫的一個重要因素。如果在設計階段沒有考慮到混凝土的收縮和溫度變化等因素，可能會在結構中產生過大的應力，從而導致裂縫。例如，如果結構的形狀過于復雜，或者混凝土構件的長度過大，都可能增加混凝土的應力，從而增加裂縫的風險。其次，混凝土材料的選擇和配比設計也會影響到混凝土的裂縫。設計中如果未考慮到混凝土的強度、耐久性及其與環境條件的匹配性，可能會導致混凝土在使用過程中出現裂縫。再次，預應力設計不合理也會導致混凝土裂縫。如果預應力的大小、分布或者施加的時間設計的不合理，可能會導致混凝土在施工或使用過程中產生過大的應變，從而形成裂縫。

總的來說，設計因素對于混凝土裂縫的產生有著直接的影響。因此，在設計階段，需要充分考慮混凝土的性質和環境條件，以及施工和使用過程中可能遇到的問題，進行合理的設計，以預防混凝土裂縫的產生。

2.4 環境因素

環境因素也是導致房屋建筑現澆混凝土施工裂縫的重要因素。

（1）溫度變化：混凝土在熱脹冷縮的過程中，如果溫度變化過大，可能引起混凝土內部的應力超過其承受能力，從而產生裂縫。

（2）濕度變化：環境濕度的變化會導致混凝土內部水分的快速蒸發或吸收，引發混凝土的收縮或膨脹，進而可能形成裂縫。

（3）地質條件：如地基沉降不均，地震等自然因素也可能導致混凝土結構承受過大的應力，產生裂縫。

（4）腐蝕：化學物質或鹽分侵蝕也可能導致混凝土內部結構破壞，引發裂縫。

因此，在施工過程中，應充分考慮環境因素的影響，采取相應的防護措施，以盡量減少裂縫的產生。

3 技術控制策略

3.1 材料控制策略

這一步驟涵蓋了混凝土的所有基礎材料，包括水泥、骨料、混凝土外加劑等。選擇適合的水泥類型和強度等級，對于控制混凝土的性能至關重要；骨料也是同樣重要的一部分，其質量和粒徑分布對混凝土的穩定性有直接影響；混凝土配比也是一項關鍵任務，需要在滿足混凝土強度、耐久性、工作性和經濟性的同時，盡可能減少水泥用量；適當使用混凝土外加劑（例如減水劑和緩凝劑）可以進一步改善混凝土的性能，以及預防和減少裂縫的生成。

3.2 施工控制策略

施工階段的管理和技術會直接影響混凝土結構的整體質量。澆筑混凝土時，必須確保其密實度，避免因澆筑不均勻或振搗不足而產生的裂縫。此外，良好的養護措施也可以保護混凝土免受環境條件的影響，防止早期收縮裂縫的產生。例如，及時遮陽和噴水可以防止混凝土過早干燥；使用合適的養護材料如膜材、濕布或保溫毯，可以降低水分蒸發率，減少裂縫。

3.3 設計控制策略

設計階段的控制策略關注的是如何通過合理的設計防止裂縫的產生。適當的設計選擇和應力計算可以優化混凝土結構的性能，從而減少裂縫的產生。例如，選擇合適的混凝土厚度和形狀，確保混凝土結構的應力分布均勻；預先設計縫隙或者使用預應力技術，可以讓混凝土在收縮時有足夠的空間，減少因應力集中導致的裂縫。

3.4 環境控制策略

環境控制主要涉及施工環境對混凝土裂縫產生的影響。對環境的控制包括在適當的溫度和濕度條件下進行混凝土施工，防止環境因素如溫度差異和濕度變化導致的混凝土收縮和膨脹。此外，防風和遮陽措施也需要在有必要時采取，以避免混凝土在風化和日曬下過早失水和熱應力的產生。通過嚴謹的技術控制，可以有效地預防和控制裂縫的產生，保證建筑結構的安全和耐久性。

4 案例分析

該住宅小區包括6-10 號樓，每棟樓為七層磚混結構，采用鋼筋混凝土現澆樓面。這些樓板的尺寸在2.0 至5.0 米之間，并按規范設置了構造柱和圈梁。然而，工程竣工后的六個月內，各樓出現了不同程度的樓面裂縫，這些裂縫隨著時間推移逐漸增多，在十個月時裂縫增長最快，然后逐漸趨于穩定，大約在15 個月后幾乎沒有新的裂縫出現。裂縫種類多樣，分為三大類型。首先，斜向裂縫呈45 度斜向，數量眾多，長度在0.5 到2.1 米之間，裂縫上口寬度在0.05 到0.31 毫米，最寬可達0.45 毫米，下口寬度大部分在0.10 毫米以下，通常上下貫通，存在于板面的各個部分。其次，板中裂縫大多數出現在板面的上部，上口寬度在0.03 到0.23 毫米之間，部分裂縫上下貫通，表現出多樣性。最后，不規則裂縫較少見，長度較短，無固定方向，裂縫寬度極小，有些甚至肉眼難以察覺。這些裂縫的產生受到多種因素的影響，需要細致分析和維修，以確保建筑結構的完整性和穩定性。

通過考察裂縫的出現時間、形式、樓板受力情況、工程施工情況以及沉降觀測資料，得出裂縫主要是由混凝土的收縮引起的。這種收縮是混凝土在硬化過程中由于水分蒸發和內部應力引起的自然現象。在混凝土受到周圍墻體的約束時，樓面板角部產生的收縮應力超過混凝土的極限拉應力，因此在這些區域出現了45°到60°的斜向裂縫。而在板的中部，存在底部鋼筋，這些鋼筋會限制混凝土的收縮，因此板中部位上部的裂縫相對較少。除混凝土自身的收縮外，施工不當和養護不到位也是裂縫產生的原因之一。澆筑不均勻、內部孔洞過多、初凝期的養護不及時等因素都會導致混凝土內部產生應力不均，從而引發裂縫。因此，綜合考慮這些因素，并采取適當的施工和養護措施，能夠有效地預防和減少裂縫的產生，確保建筑結構的安全和穩定。

維修措施中，首先對裂縫的處理采用了環氧樹脂灌漿處理的工藝，包括以下步驟：

（1）鑿除裂縫上部細石混凝土：裂縫修復的第一步是將裂縫上部的細石混凝土鑿除，這一過程寬度約為15厘米，旨在清除損壞的混凝土以便進行后續修補工作。

（2）清潔裂縫槽內：鑿除后，裂縫槽內需要進行徹底的清潔處理，確保沒有雜物和塵土，以保證環氧樹脂灌漿能夠充分滲透并粘結。

（3）等待槽內干燥后：在清潔完成后，需要等待裂縫槽內充分干燥，以確保環氧樹脂灌漿的粘結效果。

（4）使用環氧樹脂漿液對結構層板縫進行注漿：一旦槽內干燥，就可以開始注入環氧樹脂漿液，這有助于填充裂縫并加固混凝土結構。

（5）經過24 小時進行注水試驗：為了確保注漿不會滲漏，需要進行注水試驗，檢查是否有漏水的情況，如果有滲漏，需要繼續注漿直至不再滲漏。

（6）在槽內涂刷新老結合劑：在環氧樹脂注漿完成后，需要在槽內涂刷新老結合劑，以保持修復區域的一致性。

（7）用摻有微膨化劑的高標號混凝土填充并壓光：使用摻有微膨化劑的高標號混凝土填充槽內，確保修復區域的強度和耐久性。填充后需要進行壓光，以確保混凝土均勻分布。

（8）濕潤養護：修復完成后，需要保持聚合砂漿一定時間的濕潤狀態，以促進混凝土的初凝和強度發展。通常，需要進行7 天以上的濕潤養護，以確保修復區域的性能。

這些維修措施有助于修復現澆混凝土結構中的裂縫，增強其整體穩定性和耐久性，確保建筑物的結構安全。

5 結論

通過對某住宅小區現澆混凝土結構裂縫問題的案例分析，可以得出以下結論：

（1）裂縫產生的原因：混凝土澆筑不均勻、內部空洞過多、初凝期養護不及時等因素是導致裂縫產生的主要原因。

（2）技術控制策略的實際應用效果：采用改進的混凝土澆筑工藝，如分層澆筑和加強振搗，以及加強混凝土初凝期的養護工作，能夠有效控制裂縫的產生和擴展，提高建筑物的結構安全性。

（3）防治措施的重要性：在現澆混凝土結構施工過程中，嚴格執行質量控制措施和技術規范，確保混凝土澆筑質量和養護工作的到位，是預防裂縫產生、保障建筑物結構安全的關鍵。

（4）持續監測和維護：對于已經出現裂縫的現澆混凝土結構，除了采取針對性的修復措施外，還需要對裂縫進行持續的監測和維護，以防止裂縫的擴展和進一步惡化。

總之，通過深入分析裂縫產生的原因和技術控制策略的實際應用效果，可以更好地了解現澆混凝土結構裂縫問題的本質，為今后類似工程提供借鑒和參考，助力提高建筑物的結構質量和使用壽命。