工業建筑混凝土結構裂縫常見問題淺析

張軍杰

【摘要】：我國國民經濟的高速增長,帶動了建筑業的快速、持續的發展?；炷烈蚱淙〔膹V泛,價格低廉,抗壓強度高,可澆注成各種形狀,并且耐火性好,不易風化,養護費用低,成為當今世界建筑結構中使用最廣泛的建筑材料之一。而隨著商品混凝土的誕生,由于其施工方便快捷,性能穩定,質量可靠,勞動強度低,生產效率高,同時又可減少噪音,保護環境等綜合優點,更是把混凝土推向了一個頂峰。本文針對工業建筑混凝土結構裂縫進行各種問題進行分析,并在實際建筑過程中總結經驗,提出解決方案。

【關鍵詞】： 混凝土結構裂縫 原因 措施

中圖分類號：TU37文獻標識碼： A

我國國民經濟的高速增長，帶動了建筑業的快速、持續的發展?；炷烈蚱淙〔膹V泛，價格低廉，抗壓強度高，可澆筑成各種形狀，并且耐火性好，不易風化，養護費用低，而成為當今世界建筑結構中使用最廣泛的建筑材料之一。而隨著商品混凝土的誕生，由于其施工方便快捷，性能穩定，質量可靠，勞動強度低，生產效率高，減少噪音，保護環境等綜合優點，使得混凝土結構在現代工程建設中有著廣泛的應用，比如工業建筑中的大型設備基礎、大型構筑物的基礎、高層、超高層、有較高承載力的樁基厚大承臺等都是體積較大的鋼筋混凝土結構。

裂縫是固體材料中的某種不連續現象，在學術屬于結構材料強度理論范疇?？茖W研究的不斷深入，近代混凝土的研究從宏觀逐漸向亞微觀和微觀過渡，對混凝土內部結構進行探索，考慮了混凝土是一種由不同材料組成的非均質體，內部存在著固、液、氣體，當溫度和濕度變化，而且在外荷載作用下，混凝土內部產生了復雜的物理現象，引起內部產生初始應力、初始微裂、內部擴散、及質量轉移等隨時間變化的現象。

工業建筑混凝土結構裂縫是極為普遍的現象，其中較多的要數鋼筋混凝土構件。裂縫將對結構產生嚴重的危害。

（一）影響結構承載力和使用安全性

對于受彎構件的樓板，盡管受彎區允許有寬度在一定范圍內的裂縫存在，但是裂縫對結構承載力的影響是不可忽視的，尤其是一些使用者在裝修時又給地面增加了很多設計者沒有考慮的荷載時。

（二）影響結構的防水性

具有防水要求部位砼產生裂縫，除了影響結構安全性外，對使用者所帶來的最直接的問題是滲漏水的危害，尤其是在沒有做防水的部位表現突出。

（三）影響結構的耐久性和使用壽命

化學侵蝕、凍融循環、碳化、鋼筋銹蝕、堿集料反應等都會對混凝土結構體產生破壞作用。這些破壞作用的發生進行得快慢，除了受混凝土自身材料性質的影響外，裂縫就是一個重要的影響因素?？諝庵械腃O2、SO2氣體及雨水等就會順著裂縫進入混凝土內部，促成鋼筋銹蝕的加快；堿集料反應及碳化速度的加快進行；從而引起耐久性的下降和縮短建筑物的使用壽命。

一、實際施工中常見混凝土裂縫原因分析

混凝土是一種抗拉能力極低的脆性材料，在工程項目施工和使用過程中，當發生溫度、濕度變化，軋機震動、地基不均勻沉降時，極容易產生裂縫。

（一）材料質量

混凝土主要由水泥、砂、骨料、拌和水及外加劑組成?；炷了捎觅|量不合格的材料，可能導致結構出現裂縫。砂石含泥量超過規定，不僅降低混凝土的強度和抗滲性，還會使混凝土干燥時產生不規則的網狀裂縫。砂石的級配差，或砂顆粒過細，用這種材料拌制的混凝土常造成側面裂縫。堿骨料反應，骨料中含有泥性硅化物質與堿性物質相遇，水、硅反應會生成膨脹的膠質，吸水后造成局部膨脹和拉應力，則構件產生爆裂狀裂縫，在潮濕的地方較為多見。

（二）地基變形

在鋼筋混凝土結構中，造成開裂主要原因是不均勻沉降。裂縫的大小、形狀、方向決定與地基變形的情況，由于地基變形的應力相對較大，使的裂縫一般是貫穿性的。

（三）施工工藝

在鋼筋混凝土結構澆筑、構件制作、起模、運輸、堆放、拼裝及吊裝過程中，若施工工藝不合理，施工質量低劣，可能產生各種形式的裂縫，特別是細長薄壁結構更容易出現裂縫。裂縫出現的部位和走向、裂縫寬度因產生原因而異，比較典型且常見的如下：

1．混凝土養護，特別是早期養護質量與裂縫關系密切。早期表面干燥可使其內外溫度較大更容易產生裂縫。

2．鋼筋表面污染、保護層過小或過大，或亂踩綁扎的上層鋼筋，使承受負彎矩的鋼筋保護層加厚，導致構件的有效高度減小，形成與受力鋼筋垂直方向的裂縫。

3．混凝土震搗不密實、不均勻，出現蜂窩、麻面、空洞，導致鋼筋銹蝕或形成其它荷載裂縫的起源點。

4．混凝土澆筑過快，混凝土流動性較低在硬化前因混凝土振搗不足，硬化后沉實過大，容易在澆筑數小時后發生裂縫，即塑性收縮裂縫?；炷翑嚢?、運輸時間過長，水分蒸發過多，引起混凝土塌落度過低，使得在混凝土表面出現不規則的收縮裂縫。

5．用泵送混凝土施工時，為保證混凝土的流動性，增加水和水泥用量，或因其它原因加大了水灰比，導致混凝土凝結硬化時收縮量增加，混凝土表面出現不規則裂縫。

6．任意留置施工縫且不按規定處理?；炷练謱踊蚍侄螡沧r，接頭部位處理不好，易在新、舊混凝土和施工縫之間出現裂縫。

7．在不宜施工的氣候條件下，勉強施工（如混凝土早期受凍、構件內外溫差大），使構件表面出現裂紋，或局部剝落，或脫模后出現空鼓現象。

8．施工時模板剛度不足，在澆注混凝土時，因側向壓力的作用使得模板變形，產生與模板變形一致的裂縫；施工時拆模過早，混凝土強度不足，使得構件在自重或施工荷載作用下產生裂縫。[

（四）設計構造

結構構件斷面突變或因開洞、留槽引起應力集中；構造處理不當現澆主梁在擱次梁處如沒有設附加箍筋或附加吊筋以及各種結構縫設置不當等因素均容易導致混凝土開裂。

（五）濕度變形裂縫

普通混凝土在空氣中硬結時，體積會發生收縮，由此而在構件內產生拉應力，在早期混凝土強度較低時，混凝土收縮值最大。因此，若構件早期養護不良，極易產生收縮裂縫。這類裂縫，在現澆剪力墻、水池底、壁等工程結構中最為常見。

（六）徐變裂縫

結構構件在內應力的作用下，除瞬時彈性變形外，其變形值隨時間的延長而增加的現象稱為徐變變形。據文獻記載受彎構件由于徐變變形的作用，其長期變形值可增加2-3倍，因變形量加大而使拉區混凝土承受拉應力，造成裂縫的出現。預應力構件因徐變會產生較大的應力損失，降低了結構的抗裂性能。此類裂縫常見于受彎構件的拉區，其特征與承受荷載出現裂縫相同。

二、預防措施

鋼筋混凝土結構裂縫的預防，注意以下幾點：

（一）材料選用

1．水泥應選用水化熱較低的水泥，嚴禁使用安全性不合格水泥。

2．粗骨料宜用表面粗糙、質地堅硬的石料。級配良好，孔隙率小，無堿性反應；有害物質及粘土含量不超過規定。

3．細骨料宜用顆粒較粗、孔隙較小，含泥量較低的中砂。

4．外摻料宜采用減水劑等外加劑，以改善混凝土工作性能，降低用水量，減少收縮。

（二）配料

1．配合比設計：采用低水灰比、低用水量，以減少混凝土的收縮，禁止任意增加水用量。

2．配制混凝土時計量應準確，要嚴格控制水灰比和水泥用量，攪拌要均勻，離析的混凝土必須重新拌勻后，方可澆筑。

（三）配筋

1．從塑性鉸區延性考慮鋼筋品種、規格、數量的改變、代用，必須考慮對構件抗裂性能的影響，做到強度弱梁。

2．鋼筋位置要正確。保護層過大或過小都可能導致混凝土開裂，鋼筋間距過大易引起鋼筋之間的混凝土開裂。

（四）模板工程

1．模板構造要合理，以防止模板各桿件間的變形不同而導致混凝土裂縫。

2．模板和支架要有足夠的剛度，防止施工荷載（特別是動荷載）作用下，模板變形過大造成開裂。

3．合理掌握拆模時間，拆模時間不能過早，應保證早齡期混凝土不損壞或開裂。但也不能太晚，盡可能不要錯過混凝土水化熱峰值。

（五）混凝土澆筑

1．混凝土澆筑時應防止離析顯現，振搗應均勻、適度。

2．加強混凝土的早期養護時間。在氣溫高、濕度低或風速大的條件下，更應及早進行噴水養護。當澆水養護有困難時，或者不能保證其充分濕潤時，可采用覆蓋保溫等方法。

（六）施工技術

加強地基的檢查與驗收工作，基坑開挖后及時通知勘察及設計單位到場驗收。對較復雜的地基，設計方在基坑開挖后應要求勘察補鉆探，當探出有不利地質情況時，必須先對其加固處理，并經驗收后，方可進行下一步施工。

三、混凝土裂縫常見補救措施

1．表面處理法：包括表面涂抹和表面補貼法。表面涂抹適用范圍是漿材難以灌入的細而淺的裂縫，深度未達到鋼筋表面的發絲裂縫，不漏水的縫，不伸縮的裂縫以及不再活動的裂縫。表面貼補（土工膜或其它防水片）法適用于大面積漏水（蜂窩麻面等或不易確定具體漏水位置、變形縫）的防滲堵漏。

2．灌漿法：主要適用于對結構整體性有影響或有防滲要求的混凝土裂縫的修補，它是利用壓力設備將膠結材料壓入混凝土的裂縫中，膠結材料硬化后與混凝土形成一個整體，從而起到封堵加固的目的。常用的膠結材料有水泥漿、環氧樹脂、甲基丙烯酸酯、聚氨酯等化學材料。此法應用范圍廣，從細微裂縫到大裂縫均可適用，處理效果好。

3．填充法：用修補材料直接填充裂縫，一般用來修補較寬的裂縫，作業簡單，費用低。寬度小于0.3mm，深度較淺的裂縫、或是裂縫中有充填物，用灌漿法很難達到效果的裂縫、以及小規模裂縫的簡易處理可采取開Ｖ型槽，然后作填充處理。

4．結構補強法：因超荷載產生的裂縫、裂縫長時間不處理導致的混凝土耐久性降低、火災造成的裂縫等影響結構強度可采取結構補強法。包括斷面補強法、錨固補強法、預應力法等?；炷亮芽p處理效果的檢查包括修補材料試驗、鉆心取樣試驗、壓水或壓氣試驗等。

在現代建筑施工過程中，混凝土裂縫問題一直嚴重影響著混凝土的施工質量，在混凝土生產以及施工過程中有針對性地采取預防措施，盡可能采取有效的技術措施控制裂縫，使結構盡量不出現裂縫，或盡量減少裂縫的數量和寬度，特別是避免出現有害裂縫，以確保工程質量，使建筑物具備良好的耐久性和結構穩定性。施工單位要提高認識，加強管理，控制好工序質量，而監理工程師也要對混凝土施工實行旁站監理，加強對施工工藝及措施的監督，必須達到規范及驗收標準的要求，以確保工程質量。

參考文獻

[1]鮮義坤.工業建筑混凝土結構裂縫問題分析【J】.中國科技信息.2008（09）

[2]李煒.工業建筑混凝土結構裂縫常見分析【J】.科技資訊.2007（10）

[3]劉海軍.工業建筑混凝土結構裂縫常見問題分析【J】. 黑龍江科技信息.2009（13）