摘要：在砼施工中時常會發(fā)現(xiàn)結(jié)構(gòu)物表面砼出現(xiàn)裂縫，這給結(jié)構(gòu)的安全性帶來隱患，文章分析了砼施工中經(jīng)常出現(xiàn)的幾種砼裂縫的形成原因，并提出了相應(yīng)的防治方法，為保證結(jié)構(gòu)安全及施工過程中避免砼產(chǎn)生裂縫采取必要措施提供參考。

關(guān)鍵詞：砼裂縫；裂縫成因；裂縫防治；砼施工

中圖分類號：TU528文獻標識碼：A文章編號：1009-2374（2009）08-0161-02

本文將就幾種常見的裂縫形成原因、裂縫形態(tài)、裂縫對結(jié)構(gòu)的使用安全隱患及防治出現(xiàn)此種裂縫采用的施工措施進行重點闡述。

一、砼裂縫的形態(tài)及成因

在砼施工中，發(fā)現(xiàn)了裂縫，首先必須準確分析產(chǎn)生裂縫的原因，確定此裂縫對構(gòu)造物產(chǎn)生的危害，才能及時采取有效的措施，避免或根除裂縫對構(gòu)造物帶來的安全隱患，在此列舉幾種常見裂縫的形態(tài)，并分析其形成的原因，為防治其產(chǎn)生提供參考。

（一）砼及原材料性能引起的裂縫

堿骨料反應(yīng)引起裂縫，形態(tài)為砼表面呈點狀不規(guī)則分布或連續(xù)成片，或由外向內(nèi)分層剝落，并滲出白色粉沫狀物質(zhì)。形成原因為水泥中的堿與砼骨料中的活性二氧化硅或某些硅酸鹽礦物發(fā)生化學反應(yīng)，生成新的硅酸鹽凝膠，吸水膨脹，或凝膠誘發(fā)滲透壓力，而產(chǎn)生的一種破壞作用。

骨料中含有石灰?guī)r物質(zhì)時，堿與白云石質(zhì)石灰石產(chǎn)生反應(yīng)，使白云石晶體中黏土包裹物暴露，吸水膨脹或由于通過黏土膜產(chǎn)生的參透壓導致砼膨脹開裂。

氯離子超標引起裂縫，形態(tài)為沿鋼筋或鋼絞線分布位置開裂，并透過保護層。形成原因為活性氯離子遇水形成弱酸環(huán)境，加速鋼筋或鋼絞線的銹蝕，形成銹碴導致砼膨脹開裂。

砼收縮引起皸裂，形態(tài)為不規(guī)則分布，長度較短，或連續(xù)成網(wǎng)片狀。形成原因為砼澆注后，因表面水分蒸發(fā)較快，散熱也較快將最先凝固收縮，并形成硬殼，而其內(nèi)部未能與表面達到同步，將繼續(xù)凝固收縮，帶動表面硬殼開裂。

普通水泥、火山灰質(zhì)硅酸鹽水泥、礦渣水泥和粉煤灰水泥在標養(yǎng)條件下差別不大，但在干燥環(huán)境下則較為明顯，普通水泥收縮較小，因此配制收縮值小的混凝土，優(yōu)先選用普通硅酸鹽水泥。

（二）砼與鋼筋力學性能差異引起的裂縫

在普通鋼筋砼中，裂縫形態(tài)為在結(jié)構(gòu)跨中位置、偏心構(gòu)件及其它結(jié)構(gòu)受彎位置沿受彎截面分布，其成因為砼的抗壓強度較大，而抗拉及抗剪強度較低，根據(jù)《鐵路橋涵設(shè)計規(guī)范》，具體見表1：

由此兩表可以看出，在普通鋼筋砼中，在受彎部位，為充分發(fā)揮鋼筋的抗拉性能，砼必然被拉裂。若想避免此類開裂，必須在結(jié)構(gòu)中設(shè)計為預應(yīng)力結(jié)構(gòu)。

（三）外在環(huán)境影響引起的裂縫

當鋼筋砼處在被酸性氣體或酸性液體污染的環(huán)境中，或是沿海地區(qū)被潮濕空氣或海水侵蝕的地區(qū)，酸性物質(zhì)滲入保護層引起鋼筋或鋼絞線銹蝕膨脹，形態(tài)為沿鋼筋或鋼絞線分布位置保護層開裂。

在高寒地區(qū)受季節(jié)性凍融影響，砼內(nèi)毛細水結(jié)冰后體積膨脹，經(jīng)過多次凍融循環(huán)后砼表面不規(guī)則開裂，甚至成片剝落。

地下或地表水侵蝕基底引起結(jié)構(gòu)物不均勻沉降，當超過結(jié)構(gòu)物抗剪能力時，會被拉裂，產(chǎn)生裂縫，形態(tài)為由上至下，裂縫寬度逐慚變寬，為兩側(cè)不沉降，中間下沉，裂縫寬度逐慚變窄，為兩側(cè)下沉，中間不沉降。

意外碰撞，如車輛、船舶的撞擊，或其它意外沖擊，使結(jié)構(gòu)物產(chǎn)生裂縫，形態(tài)為從撞擊點向四周延伸，表觀較為明顯。

（四）施工工藝引起的裂縫

大體積砼施工中，若采取散熱措施不當致使水化熱引起砼內(nèi)外溫差過大，外圍砼凝固后，內(nèi)部砼過熱膨脹，導致外圍砼產(chǎn)生裂縫，形態(tài)為大體積砼完全凝固后，薄弱受力點表面產(chǎn)生裂縫。

局部因焊接或其它方式使砼持續(xù)加熱，而冷卻砼收縮時砼結(jié)構(gòu)已聯(lián)為整體，產(chǎn)生裂縫，形態(tài)為加熱前砼表面無裂縫，而加熱完全冷卻后出現(xiàn)裂縫。

（五）砼強度不夠引起的裂縫

在墩柱、蓋梁、支座墊石、錨下砼等重要承壓結(jié)構(gòu)中，若砼強度不足以承載其壓力，將會沿承壓軸線產(chǎn)生裂縫。背填土壓力過大、梁端、跨中、偏心構(gòu)件等重要抗剪、抗彎結(jié)構(gòu)，若砼強度或配筋不足以抵抗其剪應(yīng)力或彎矩，將會沿最大抗剪軸線或彎矩截面產(chǎn)生裂縫。

二、砼裂縫的防治方法

（一）砼原材料的控制

嚴格按試驗規(guī)范要求選擇水、砂、石、水泥、外加劑、鋼筋、鋼絞線等原材料，對水質(zhì)檢測要達到砼用水標準，對粗細集料的含泥量、泥塊含量、有害物質(zhì)含量（如有機物、硫化物、硫酸鹽、云母、氯化物、石灰?guī)r等）、耐久性（如軟弱顆粒、風化骨料、抗凍性等）等嚴格控制，并在試配前做好堿骨料反應(yīng)試驗，對水泥細度、安定性、凝結(jié)時間、強度、用水量等，及外加劑的各項性能指標嚴格按規(guī)范要求檢測，對鋼筋、鋼絞線按規(guī)范抽檢，并妥善存放，防止其嚴重誘蝕。若因原材料因素產(chǎn)生裂縫，將對結(jié)構(gòu)物的安全性及耐久性帶來致命隱患，并且無法根除。

（二）根據(jù)實際調(diào)整配合比

根據(jù)結(jié)構(gòu)物所處環(huán)境、所在部分、承載能力及自身特點，合理調(diào)整配合比。配合比設(shè)計考慮一方面通過降低水泥用量，并摻加一定數(shù)量的外加劑來降低水化熱、提高強度及抗?jié)B性、抗凍性、耐久性等性能；另一方面可以減少膠凝材料總量，減少塑性收縮。摻入緩凝型的外加劑，推遲放熱峰值出現(xiàn)時間，降低溫度的峰值。摻入一定比例的聚丙烯纖維，減小混凝土收縮。摻入膨脹劑，適度膨脹，以抵消混凝土的收縮，防止開裂。制備過程中應(yīng)充分應(yīng)用低水膠比，摻加具有復合功能的外加劑，采用優(yōu)質(zhì)摻合料等措施，改善混凝土的施工性能和耐久性能。

（三）砼攪拌、運輸、入模的控制

砼配合比經(jīng)試驗確定后，嚴格按配合比施工，特別加強對水泥和外加劑的的計量，并根據(jù)不同類型的外加劑適當延長攪拌時間，控制從攪拌至入模的時間，在運輸過程中采取措施防止其水份蒸發(fā)、離析等不利因素產(chǎn)生，并通過調(diào)節(jié)水溫等措施嚴格控制砼出機溫度及入模溫度，同時控制入模時模板的溫度，保持砼內(nèi)外溫差小于20℃，避免因砼自身性能的降低，如強度、抗?jié)B、抗凍、耐久性能降低、砼收縮值過大等，或溫度變化過大引起的裂縫。

（四）合理安排施工工藝

加強對砼振搗，保證砼的密實性，提高其強度及抗?jié)B性。對已澆注混凝土表面加強養(yǎng)護工作，不同體積的砼水化熱完全釋放時間不同，一般在7天內(nèi)，因此在此期間必須加強灑水養(yǎng)護并覆蓋。大體積混凝土必須預先合理分箱分室，間隔澆注，或預埋散熱管，控制砼出機溫度、入模溫度，澆筑后水化熱高峰期砼內(nèi)表最大溫差小于20℃，混凝土表面與大氣最大溫差小于20℃。對需后加集中應(yīng)力的砼，必須保證砼的強度達到規(guī)定值后，方可施工。

對施工整體連結(jié)，需大量焊接鋼筋等結(jié)構(gòu)，或其它加熱方式致使結(jié)構(gòu)產(chǎn)生較大的熱脹冷縮時，應(yīng)采用間跳施工的方法避免對結(jié)構(gòu)物持續(xù)加熱。

（五）合理改善外在環(huán)境

對受地表水、地下水或工業(yè)污水侵蝕的結(jié)構(gòu)物，應(yīng)在基底或坑基四周采取防水層、密封層、截水溝等措施減少地表水、地下水或工業(yè)污水的侵害。對交通流量較大，而又直接暴露于交通要道的結(jié)構(gòu)物，需采取防撞、限高、限距等的措施，避免意外傷害。

（六）對已有裂縫的處理

對于已出現(xiàn)的非結(jié)構(gòu)性裂縫，雖對結(jié)構(gòu)物的安全不會帶來直接影響，但將降低其耐久性及使用年限，可用環(huán)氧樹脂等凝膠做封閉處理，必要時可采取刷憎水涂料、貼防水層等措施提高其抗?jié)B功能，減少酸性物質(zhì)及毛細水等對鋼筋、鋼絞線的侵蝕。對于已出現(xiàn)的結(jié)構(gòu)受力性裂縫，需具體分析裂縫對結(jié)構(gòu)的安全性產(chǎn)生的影響。若不危害結(jié)構(gòu)的正常使用，可根據(jù)實際情況采取必要的補強措施，增加結(jié)構(gòu)物的穩(wěn)定性。例如，因地基沉降引起裂縫，可采取加粉噴樁、注漿等措施加固地基，因集中應(yīng)力引起壓裂破壞，可采用加墊大面積鋼板分散應(yīng)力，因受拉、受彎、抗剪引起裂縫，可采用錨定掛鋼筋網(wǎng)、噴錨等措施加強。若直接影響到結(jié)構(gòu)的安全，并且無法彌補，必須果斷采取措施，將其廢除或重建。

三、結(jié)語

由此我們可以看出，砼結(jié)構(gòu)產(chǎn)生的裂縫，有些是完全可以通過嚴格控制砼施工中各道工序來避免，有些可以通過改善外界環(huán)境來避免。若出現(xiàn)裂縫后，根據(jù)其形態(tài)，具體分析產(chǎn)生的原因，及其對結(jié)構(gòu)物造成的隱患，及時采取相應(yīng)的措施避免其對結(jié)構(gòu)物的安全性和使用功能造成進一步的危害。

作者簡介：甘承忠（1976－），男，河南信陽人，中鐵十八局集團三公司工程師。