建筑工程施工中混凝土裂縫成因及施工對策

劉建

【摘要】一直以來，建筑工程施工中混凝土裂縫的問題未得到充分重視，既影響了建筑工程的整體品質(zhì)，也損害了參建單位的經(jīng)濟效益和社會效益，造成質(zhì)量安全隱患。開展對建筑工程施工中混凝土裂縫的成因與治理研究，從根源消除建筑工程的各項隱患，是確保建筑工程正常、安全建設(shè)的重要保障。 在建筑工程施工中，研究混凝土裂縫的成因和治理，不僅要增強工程建設(shè)施工管理意識，還要充分應(yīng)用施工技術(shù)管理措施，促進該項工作的廣泛應(yīng)用和發(fā)展，進一步推動建筑工程混凝土施工的發(fā)展。

【關(guān)鍵詞】建筑工程;混凝土;裂縫;成因;對策

【DOI】10.12334/j.issn.1002-8536.2021.

20.020

一、建筑工程施工中混凝土強度要求

在開展建筑工程項目施工的過程中，由于人們對相關(guān)施工標準的要求逐漸提高，因此施工中使用的混凝土質(zhì)量與強度標準也隨之提升。因此相關(guān)人士在對房梁以及結(jié)構(gòu)板等重要位置的混凝土進行配比時，必須保證配制出的混凝土質(zhì)量能夠滿足工程項目施工要求和使用要求。

1、混凝土收縮補償配合比的設(shè)計

在對混凝土配合比進行補償收縮設(shè)計的過程中，對不同部位的補償收縮混凝土具有的不同摻量進行配置，根據(jù)對相關(guān)數(shù)據(jù)展開的大量實際調(diào)查研究能夠發(fā)現(xiàn)，初步選定的配合標準如表1所示，對應(yīng)混凝土的物理學(xué)性能如表2和表3所示。

2、混凝土收縮補償配合比的確定

在對混凝土配合比的補償收縮進行確定時，不僅要對混凝土具有的抗壓強度指標需求有效滿足，保證具有防水要求的建筑工程項目抗?jié)B指標能夠達到標準，而且對應(yīng)的泵送混凝土還應(yīng)該具備較高的可泵性能。與此同時，還要加強對施工現(xiàn)場具體位置、水泥混凝土澆灌難度、混凝土坍落度受季節(jié)變化因素影響程度、塌落度凝結(jié)時間、塌落度經(jīng)時損失等因素進行綜合控制。在此過程中，混凝土限制膨脹率的設(shè)計，是補償收縮混凝土最重要的指標，而膨脹劑的摻入量多少，是決定膨脹劑配制補償收縮混凝土實際限制膨脹率大小的關(guān)鍵因素。當膨脹劑加入量沒有達到標準要求時，會導(dǎo)致對應(yīng)的膨脹率過小，無法使混凝土收縮補償具有的作用得到充分發(fā)揮，從而使凝固后的混凝土存在裂縫問題。當膨脹劑加入量超過標準要求時，會導(dǎo)致對應(yīng)的混凝土強度降低，并且造成資源浪費和成本提高的問題。因此相關(guān)人士在混凝土中加入膨脹劑時，必須保證加入的膨脹劑量具有一定合理性。

在對混凝土強度等級以及結(jié)構(gòu)柱強度等級進行選擇的過程中，相關(guān)工作人員在對不同位置進行混凝土澆筑時，要對相關(guān)技術(shù)進行有效把控，對混凝土結(jié)構(gòu)的澆筑強度以及澆筑方法嚴格按照工程項目施工要求進行選擇，從而使建筑工程的施工質(zhì)量和施工效率得到有效保障。

由于建筑工程各部位相鄰位置具有的約束力存在較大差異，因此混凝土澆筑位置以及養(yǎng)護條件具有的難易程度也存在一定差異，根據(jù)初選配比試驗結(jié)果分析，對不同部位具有的施工配合比進行確定。對地下室抗壓板及板梁而言，應(yīng)選擇3號配合比。對地下室頂板以及外墻而言，應(yīng)選擇6號配合比。對建筑一層和二層頂板而言，并選擇9號配合比。

二、建筑工程中混凝土裂縫成因分析

根據(jù)實際的建筑施工經(jīng)驗來分析，之所以會出現(xiàn)混凝土裂縫，無外乎有以下幾方面的原因。

1、材料因素

在實際的使用過程中，由于對水泥和粗細骨料的選擇不當，或者材料國企、配比不當?shù)纫蛩?，而?dǎo)致混凝土出現(xiàn)裂縫。在水泥和骨料當中，還有很多的有害物質(zhì)，選擇的外加劑不合適，讓水泥和骨料中的酸堿物質(zhì)發(fā)生不良反應(yīng)，導(dǎo)致鋼筋結(jié)構(gòu)的性能受限，都是導(dǎo)致出現(xiàn)混凝土裂縫的材料因素。

2、設(shè)計因素

在建筑工程施工前設(shè)計存在一定的缺陷，比如設(shè)計的方法不合理、設(shè)計使用的數(shù)據(jù)不準確、設(shè)計依據(jù)的地質(zhì)報告出現(xiàn)誤差等，都容易導(dǎo)致混凝土在施工中出現(xiàn)裂縫。例如，在客廳地板處出現(xiàn)裂縫，并不一定是因為溫度導(dǎo)致的收縮性裂縫，也可能是因為地下車庫墻體下沉而導(dǎo)致的應(yīng)力裂縫，如圖1-1 ，這需要我們在設(shè)計階段加以重視。

3、配制因素

從實際的混凝土施工過程中來分析，有很大的因素是因為配制不合理導(dǎo)致的，混合比例控制出現(xiàn)誤差，一般來講水灰比為0.24～0.38之間。對同類型的混凝土來講，水灰比直接影響著混凝土的質(zhì)量，在攪拌混凝土?xí)r，水的重量僅僅占據(jù)總重量的25%。但是為了對混凝土的質(zhì)量作出保障，在實際的水灰比調(diào)配過程中，也會適量提升比重，防止由于水泥水化熱出現(xiàn)水泡，從而影響混凝土的整體質(zhì)量，對混凝土的抗荷載能力作出保障，在實際的應(yīng)用中，由于水泡和氣孔的影響，也容易導(dǎo)致混凝土出現(xiàn)裂縫。

4、環(huán)境因素

對混凝土材料來講，熱脹冷縮的影響仍然是不可忽視的。在施工環(huán)境和溫度發(fā)生變化后，混凝土的結(jié)構(gòu)也會有一定的轉(zhuǎn)變，在溫度的影響下出現(xiàn)溫度應(yīng)力，而當溫度應(yīng)力達到一定程度時，就會導(dǎo)致混凝土出現(xiàn)裂縫。也就是說，混凝土裂縫的寬度會隨著溫度變化而發(fā)生變化，這種變化是很容易觀察到的。鋼筋結(jié)構(gòu)在受到侵害后，尤其是在受到物理和化學(xué)材料的腐蝕后，也容易侵蝕表面，這也是在施工中需要注意的部分。

5、施工操作因素

在施工過程中過早將混凝土拆模，或者混凝土還沒有達到終凝時間便承受荷載，都會導(dǎo)致混凝土出現(xiàn)裂縫;一般來講，施工中板上層的鋼筋較細，施工人員在交叉作業(yè)中如果沒有采取相應(yīng)的措施，就容易導(dǎo)致鋼筋彎曲，進而導(dǎo)致混凝土或地面出現(xiàn)裂縫。由于過大的水灰比，導(dǎo)致混凝土中出現(xiàn)較多的氣泡，在荷載作用下出現(xiàn)氣孔，導(dǎo)致出現(xiàn)地板裂縫。在混凝土中有過多的砂石，導(dǎo)致混凝土出現(xiàn)網(wǎng)狀裂縫，對混凝土的整體質(zhì)量產(chǎn)生影響，無法滿足實際的施工需求。以上施工操作因素，也是導(dǎo)致混凝土出現(xiàn)裂縫的主要原因。

6、荷載作用因素

荷載作用對鋼筋混凝土的影響是永遠無法忽視的。在荷載作用的影響下，截面混凝土拉應(yīng)變大于極限拉伸值，在實際的施工過程中由于荷載作用的影響，會出現(xiàn)一定的裂縫，但這種裂縫是設(shè)計允許的;但由于基礎(chǔ)不均勻，導(dǎo)致混凝土出現(xiàn)裂縫，雖然也是由于荷載作用導(dǎo)致的，但是大部分是由于施工過程中的失誤造成的，這是不被允許的。在施工中結(jié)構(gòu)構(gòu)件承受荷載的時間過早，導(dǎo)致設(shè)計強度無法達成，最終表現(xiàn)為混凝土裂縫，這是能夠通過提前預(yù)防等方式解決的。在使用中由于超過了允許的最大荷載，出現(xiàn)了混凝土裂縫，這是應(yīng)當嚴肅杜絕的。

7、非荷載作用因素

在混凝土硬化階段，由于水分的流失，混凝土體積不斷變小，最終也會導(dǎo)致出現(xiàn)裂縫。由于結(jié)構(gòu)構(gòu)件受到支座約束，當這種約束力達到一定程度時，混凝土體積的收縮就必然會導(dǎo)致結(jié)構(gòu)上的變化，出現(xiàn)裂縫。往往是大體積混凝土更容易出現(xiàn)溫度裂縫，在水化過程中，混凝土?xí)尫懦龃罅康乃療?，?dǎo)致內(nèi)外部的溫差較大，在熱脹冷縮效應(yīng)的影響下，出現(xiàn)大量的拉應(yīng)力，這種拉應(yīng)力過大就會導(dǎo)致混凝土出現(xiàn)裂縫。在一些晝夜溫差大的地區(qū)，出現(xiàn)裂縫的規(guī)律往往無法判斷，在冬天裂縫較寬，而夏天較窄。

三、建筑工程施工中減少混凝土裂縫的主要對策

1、有效改善建設(shè)項目的結(jié)構(gòu)設(shè)計

要想有效地減少建設(shè)項目混凝土結(jié)構(gòu)中出現(xiàn)裂縫的可能性，可以通過改善建設(shè)項目的結(jié)構(gòu)設(shè)計來實現(xiàn)。例如，可以在建筑設(shè)計中選擇中強度和低強度混凝土材料，以減少混凝土開裂的可能性;在建筑中，增加頂蓋表面鋼筋的數(shù)量也會增加混凝土開裂的可能性，所以可以通過有效的改進設(shè)計計劃，來阻止裂縫產(chǎn)生。

2、合理的溫度控制

施工地區(qū)如果早晚溫差較大，直接導(dǎo)致冷熱交替現(xiàn)象，對混凝土建筑影響較大。甚至室內(nèi)外溫差也會直接導(dǎo)致混凝土開裂的問題。因此在工程施工過程中，可以有針對性地對混凝土施工采取對策，防止溫度引起的裂縫，避免攪拌施工對固化土的負面影響。相關(guān)單位在施工過程中要注意高溫，在此基礎(chǔ)上合理有效地利用墻體厚度來減小室內(nèi)外溫差。在澆筑工作中，還可以采取降低澆筑溫度的方法，使混凝土在現(xiàn)有條件下迅速形成混凝土結(jié)構(gòu)，為施工創(chuàng)造更好的條件。如果溫度比較高，也可以采用有效的噴涂或遮光方法降低物料的溫度，然后用冷凝管等設(shè)備進行澆注。溫度波動較大或較小，都應(yīng)采取相應(yīng)的預(yù)防措施，以減少溫度變化造成的影響。

3、加強對混凝土原料的控制

在建造混凝土結(jié)構(gòu)的過程中，當骨料的吸水率較高時，可以減少混凝土中的水泥泡沫，并有效降低混凝土的收縮率。提高集料級配，在混凝土中加入超塑性材料或粉煤灰，不僅可以有效降低水化熱，而且可以有效減少混凝土的摻量。通過向固化的土壤中添加適量的水，能有效減少混凝土的收縮。此外，通過在混凝土中加入高效減水劑，可以提高混凝土的密度和抗聚合物性能并減少裂縫。在規(guī)劃混凝土配合比時，必須考慮施工水平、澆筑過程和結(jié)構(gòu)的實際情況。設(shè)計人員必須深入施工現(xiàn)場，科學(xué)合理地調(diào)整混凝土配料，并調(diào)整混凝土的配合比。

4、進行混凝土檢查

混凝土是由水泥、石材、水砂、粉煤灰等經(jīng)過一定比例混合制成的。在混凝土施工過程中，混凝土材料配比不當可能會引起混凝土裂縫。為了避免混凝土出現(xiàn)裂縫，建筑公司需要增加對混凝土材料檢測的次數(shù)，有必要在攪拌混凝土之前對其進行測試。該測試塊可以保留用于抗壓強度測試，以檢查混凝土質(zhì)量。在有特殊要求的情況下，可根據(jù)實際情況對選定的混凝土構(gòu)件進行混凝土強度試驗、抗凍性和密度試驗。此外，承包商應(yīng)要求供應(yīng)商提交一份質(zhì)檢報告，以驗證水泥的質(zhì)量，并進行隨機檢查以確?；炷临|(zhì)量合格。

5、在混凝土澆筑過程中加強施工監(jiān)督

為了有效減少混凝土裂縫，建筑公司需要在施工過程中加強對混凝土的監(jiān)測。一方面，建筑公司需要準確確定混凝土的用量、振動澆注時間、混凝土運輸時間、施工間隙和間隔等。如果混凝土本身正在滲出，承包商應(yīng)立即在混凝土表面上進行壓力抹灰工藝。另一方面，為了提高混凝土材料的抗沖擊性和剛性，建筑公司可以在混凝土表面放置墊板以適當分散應(yīng)力。

6、沉降縫的施工控制

沉降縫是變形縫的一種重要類型，施工人員必須予以重視，并檢查沉降深度是否符合建筑物的質(zhì)量標準。如果沉降深度不合格，則地基承載力不能滿足要求，這意味著建筑物的地基將不足以支撐，進而會導(dǎo)致建筑物建筑倒塌。為了防止這種情況的發(fā)生，只要沉降縫深度不符合要求，就有必要在施工中對沉降縫深度進行檢測，施工不能草率進行，只有當沉降縫深度達到相關(guān)要求后，方可進行后續(xù)施工。施工方需要詳細檢查每一個過程和工作的執(zhí)行情況。材料相關(guān)工作由專業(yè)質(zhì)檢員安排，確保質(zhì)量檢驗必須從源頭上管控。在結(jié)構(gòu)變形縫的施工過程中，需要采用先進的施工技術(shù)，有效地管控施工質(zhì)量，以確保結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性。

7、有效管控混凝土的硬化過程

在混凝土建筑中，保溫隔熱措施在減少混凝土裂縫方面起著重要作用。承包商應(yīng)有效地減小混凝土塊之間的溫度差、縮小混凝土內(nèi)部和外部之間的溫差并限制混凝土硬化時混凝土塊上的應(yīng)力。熱應(yīng)力的降低和溫度的降低在混凝土的應(yīng)力松弛和提高強度方面起著重要的作用。

8、防止鋼腐蝕

提高混凝土結(jié)構(gòu)施工圖的標準化和科學(xué)性，加強鋼筋保護，減少鋼腐蝕的可能性。這就需要良好的存儲環(huán)境，減少鋼筋與外部天氣之間的接觸，并避免雨水腐蝕鋼筋。材料的表面被腐蝕會影響材料的硬度和強度，此時必須去除銹蝕。

結(jié)論：

綜上所述，引發(fā)混凝土出現(xiàn)裂縫的原因是多種多樣的，其中的機理也各不相同，當前主要是由于溫度變化、熱脹冷縮原理導(dǎo)致變形，以及技術(shù)不到位對混凝土材料和結(jié)構(gòu)造成了損害，因此想要改變當前的現(xiàn)狀，還需要采取一些有效的措施，找尋更高效的材料，才能減少溫差和技術(shù)對混凝土性能的影響。不僅要在事前做好準備，在出現(xiàn)混凝土裂縫之后，也應(yīng)當做好善后工作，及時進行封堵。

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