發(fā)布時間：2013-04-10所屬分類：科技論文瀏覽：1次
摘 要： 在建筑工程施工中，混凝土裂縫是一個經(jīng)常出現(xiàn)的問題，通常情況下，容易出現(xiàn)在施工階段。如果不能及時有效的防止和控制會對整個工程的施工質(zhì)量產(chǎn)生重要的影響，本文結(jié)合作者多年實踐經(jīng)驗對混凝土的危害以及防治措施展開了全面的分析探討。
摘要：在建筑工程施工中，混凝土裂縫是一個經(jīng)常出現(xiàn)的問題，通常情況下，容易出現(xiàn)在施工階段。如果不能及時有效的防止和控制會對整個工程的施工質(zhì)量產(chǎn)生重要的影響，本文結(jié)合作者多年實踐經(jīng)驗對混凝土的危害以及防治措施展開了全面的分析探討。
關(guān)鍵詞：混凝土裂縫；危害；防治措施
Abstract: In building construction, the concrete crack is a recurrent problem, usually; it is easy to occur during the construction stage. If not promptly and effectively prevent and control on the construction quality of the project have an important impact, based on years of experience on the harm and prevention measures of concrete launched a comprehensive analysis and discussion.
Key words: concrete crack; hazards; preventive measures
中圖分類號：TU71文獻標識碼： A 文章編號：2095-2104（2012）06-0020-02
1 前言
在現(xiàn)今國家經(jīng)濟發(fā)展的帶動下，我國的商業(yè)、工業(yè)及民用建筑的需求量也日益增加，直接推進了建筑市場的飛速發(fā)展，所以使我國建筑水平更上了一個臺階。但現(xiàn)階段由于我國市場經(jīng)濟的競爭趨勢越來越激烈，也導(dǎo)致了建筑市場個別不良風(fēng)氣的滋生，比如個別發(fā)包方在工程發(fā)包時訂制了不合理工期、個別承包方為節(jié)約成本盲目的縮短工期，都嚴重的影響了工程質(zhì)量和使用安全。而影響工程質(zhì)量的一個重要因素就是工程裂縫，工程裂縫最為普遍的是“一次結(jié)構(gòu)裂縫”即混凝土裂縫。
2 混凝土裂縫的分類
混凝土裂縫是混凝土的一種常見病和多發(fā)病。病情絕大多數(shù)發(fā)生于施工階段，其原因復(fù)雜多變，為了分析其成因，試作如下大致分類：
從裂縫外觀可分成微觀裂縫和宏觀裂縫兩大類。
微觀裂縫是指肉眼看不到的、砼內(nèi)部固有的一種裂縫，它是不連貫的。寬度一般在0.05mm以下，但是要比肉眼可見的即宏觀裂縫多得多。
這種砼本身固有的微觀裂縫，在荷載不超過設(shè)計規(guī)定的條件下，一般視為無害。用實體顯微鏡觀察、X射線或超聲波探測儀等物理檢驗手段都可鑒定出這種裂縫。另外一種最直接的方法就是用滲水觀察，一定壓力的水可以從砼內(nèi)部的裂縫中滲透出來。
宏觀裂縫寬度在0.05mm以上，并且認為寬度小于0.2~0.3mm的裂縫是無害的，但是這里必須有個前提，即裂縫不再擴展，為最終寬度。
宏觀裂縫可分為以下幾種：
2.1 收縮裂縫：在施工階段因水泥水化熱及外部氣溫的作用引起砼收縮而產(chǎn)生的裂縫。多為規(guī)則的條狀，很少交叉。常發(fā)生在結(jié)構(gòu)變截面處，往往與受力鋼筋平行。收縮裂縫多發(fā)生在大體積砼中，梁、板、柱等小塊體構(gòu)件，特別是預(yù)應(yīng)力構(gòu)件極少產(chǎn)生收縮裂縫。砼收縮裂縫危害較大，尤其是暴露在大氣中的構(gòu)筑物，影響更大。如不加以防止，可能會造成嚴重后果。
2.2 超載裂縫：砼構(gòu)件超荷載使用時，造成變形、失穩(wěn)或因疲勞等原因產(chǎn)生裂縫。一般均發(fā)生在構(gòu)件受彎矩最大的部位，成條狀，但分布不象收縮裂縫那樣均勻，擴展方向也相反，一般沿受力鋼筋垂直方向或斜向發(fā)展。產(chǎn)生超載裂縫的原因，往往是施工階段在構(gòu)件上不適當(dāng)?shù)厥┘邮┕ず奢d或者是上部建筑過早施工。另外，溫度應(yīng)力影響也是原因之一。
2.3 沉降裂縫：因地基差異沉降或構(gòu)件接合不良、剪應(yīng)力超過設(shè)計強度而產(chǎn)生的一種砼裂縫，多見于填土地基、樁基沉降不均勻的各種基礎(chǔ)與墻體。這種裂縫一般與地面垂直，或成30°~40°角方向發(fā)展，寬度因荷載大小而異，與成降值成比例。沉降裂縫危害極大，并且極難處理。因此必須在設(shè)計上采取有效措施，施工、使用中也要加強觀測、監(jiān)視。
2.4 龜裂裂縫：施工階段因配料、攪拌、澆筑、養(yǎng)護等各環(huán)節(jié)的操作不當(dāng)均能產(chǎn)生，其中以養(yǎng)護環(huán)節(jié)為關(guān)鍵。裂縫成龜殼狀或散射狀，無規(guī)律，長度、寬度也不一致。
2.5 疏松裂縫：砼澆筑時因下料不均，致使砼材料離析，或因漏振、過振而產(chǎn)生的疏松狀態(tài)裂縫。如果它延續(xù)到砼表面，當(dāng)然容易發(fā)現(xiàn)，如果只產(chǎn)生在砼內(nèi)部，則不能直接表現(xiàn)出來。這種疏松帶長度不等，視下料或振搗情況而異。
3 裂縫形成的原因
砼裂縫成因很多，但可以主要歸納為以下幾點：
3.1 砼的收縮：收縮是砼的一個主要特性，對砼的性能有很大影響。由于收縮而產(chǎn)生的微觀裂縫一旦發(fā)展，則有可能引起結(jié)構(gòu)物的開裂、變形甚至破壞。
3.2 溫度應(yīng)力：砼內(nèi)的水泥在水化反應(yīng)中散出大量熱量，使砼升溫，并與外部氣溫形成一定的溫差，從而產(chǎn)生溫度應(yīng)力。其大小與溫差有關(guān)，并直接影響到砼的開裂及裂縫寬度。
3.3 配筋不足：從實踐中觀察到，配筋間距大，配筋率小的砼結(jié)構(gòu)開裂多，無筋砼比有筋砼開裂多。
3.4 砼材料及配合比：配合比設(shè)計不當(dāng)直接影響砼的抗拉強度，是造成砼開裂不可忽視的原因。配合比不當(dāng)指水泥用量過大，水灰比大，含砂率不適當(dāng)，骨料種類不佳，選用外加劑不當(dāng)?shù)龋@幾個因素是互相關(guān)聯(lián)的。
有關(guān)試驗資料顯示：用水量不變時，水泥用量每增加10%，混凝土收縮增加5%;水泥用量不變時，用水量每增加10%，混凝土強度降低20%，混凝土與鋼筋的粘結(jié)力降低10%。
3.5 養(yǎng)護條件：養(yǎng)護是使砼正常硬化的重要手段。養(yǎng)護條件對裂縫的出現(xiàn)有著關(guān)鍵的影響。在標準養(yǎng)護條件下，砼硬化正常，不會開裂，但只適用于試塊或是工廠的預(yù)制件生產(chǎn)， 現(xiàn)場施工中不可能擁有這種條件。但是必須注意到，現(xiàn)場砼養(yǎng)護越接近標準條件，砼開裂可能性就越小。
3.6 施工質(zhì)量：砼澆筑施工中，振搗不均勻，或是漏振、過振等情況，會造成砼離析、密實度差、降低結(jié)構(gòu)的整體強度。砼內(nèi)部氣泡不能完全排除時，裂縫在鋼筋表面 泡則降低了砼與鋼筋的粘結(jié)力。鋼筋若受到過多振動，則水泥漿在鋼筋周圍密集，也將大大降低粘結(jié)力。
這些因素都會造成砼較大的收縮，致使砼微觀裂縫迅速擴展，形成宏觀裂縫。
4 混凝土裂縫的危害
4.1 裂縫會使鋼筋腐蝕，使其本身的剛性、剪力強度、拉力強度、抗彎強度都會下降，并可能導(dǎo)致結(jié)構(gòu)應(yīng)力重分配造成進一步破壞。
于2007年開工的某商業(yè)會館工程，其主體形式為地上兩層框架結(jié)構(gòu)，建筑面積為5190㎡。由于建設(shè)單位在工程主體結(jié)構(gòu)封頂后資金出現(xiàn)嚴重緊缺，所以導(dǎo)致了此工程暫停施工達3年之久。但是由于施工單位施工質(zhì)量差，監(jiān)理單位監(jiān)管不力，造成了工程出現(xiàn)房心土沉降和二層頂板裂縫較多的質(zhì)量問題。由于工程在停工前未組織進行屋面防水施工，導(dǎo)致每次雨雪天氣后都出現(xiàn)樓板滲水現(xiàn)象。當(dāng)建設(shè)單位組織工程復(fù)工時，應(yīng)質(zhì)量監(jiān)督部門要求，建設(shè)單位請了專業(yè)建筑質(zhì)量檢測鑒定部門對工程的主體進行了鑒定，但由于屋面梁板裂縫較多，鋼筋常年收到雨雪的腐蝕導(dǎo)致了工程鑒定結(jié)果不合格，為保證工程順利進行下一步施工，建設(shè)單位高價邀請了專業(yè)結(jié)構(gòu)加固施工隊對工程不合格結(jié)構(gòu)進行了加固，因而導(dǎo)致了工程的總體造價大幅度提高。所以有效地防止混凝土裂縫的出現(xiàn)也是提高工程質(zhì)量、降低造價的重要因素。
4.2 對于地下室和屋面工程，裂縫會大大降低建筑物防水性，會嚴重危害使用安全。
在2008年開工位于天津市中心地帶的某綜合樓工程是天津市首個地下變電站工程，其主體形式為地下三層、地上12層，內(nèi)部設(shè)有變電站、綜合辦公區(qū)、游泳館、休閑娛樂會館及酒店配套客房等區(qū)域，建筑面積共15371㎡，此工程為框架剪力墻結(jié)構(gòu)。總包單位在結(jié)構(gòu)外墻混凝土拆模施工后發(fā)現(xiàn)地下室外墻出現(xiàn)20cm-50cm不規(guī)則的豎向裂縫并伴有滲水現(xiàn)象的發(fā)生，于是總包單位及時與建設(shè)單位和監(jiān)理單位取得聯(lián)系，一同商討解決此問題的措施。由于建設(shè)單位要求此工程必須評委天津市建設(shè)工程結(jié)構(gòu)海河杯，所以此處理措施遲遲無人敢定。但由于工期較緊，此問題必須在地下變電站設(shè)備安裝前解決完，因此建設(shè)單位經(jīng)過多方聯(lián)系請了設(shè)計院的設(shè)計總工和建筑行業(yè)的幾位資深老專家來進行技術(shù)指導(dǎo)，經(jīng)過各位專家的現(xiàn)場觀察和理論分析后認為此裂縫是因為基礎(chǔ)地下室外墻施工階段由于當(dāng)時正處于冬季施工階段，總包單位在地下室施工后未能及時采取有效的取暖措施，導(dǎo)致了此溫度收縮裂縫的生成。因此，此工程由于解決裂縫問題而失去了評結(jié)構(gòu)海河杯的最佳時機。所以，為了保證工程的質(zhì)量，施工單位需嚴格按照規(guī)范和冬季施工方案的要求進行施工，監(jiān)理單位也需要嚴格對整個施工過程進行有效控制。
4.3 除以上兩點，裂縫也嚴重損害建筑結(jié)構(gòu)美觀，所以根治裂縫是提高施工質(zhì)量、保證使用安全的重要保證。
5 混凝土裂縫的處理方法及防治措施：
首先,你必須得先測量裂縫寬度及觀察裂縫方向、是否貫通，判斷裂縫是否穩(wěn)定（裂縫是否已經(jīng)停止擴展），裂縫是否有害；根據(jù)裂縫的形成原因和特性定性的判定結(jié)構(gòu)受力的狀態(tài)，評定結(jié)構(gòu)的安全度、剛度以及抗裂度等性能，從而找出相應(yīng)的防治修補措施。
5.1 裂縫是否穩(wěn)定可以根據(jù)觀測和計算的方法判定
5.1.1 觀測：定期對裂縫寬度、長度進行觀測、記錄。觀測的方法可在裂縫的個別區(qū)段及裂縫頂端涂上石膏，用讀數(shù)放大鏡讀出裂縫的寬度。如果在相當(dāng)長的時間內(nèi)石膏沒有開裂，則說明裂縫已經(jīng)停止擴展，趨于穩(wěn)定狀態(tài)。但這里也要注意有些裂縫是隨時間和環(huán)境變化而變化的，譬如貫穿溫度裂縫在冬天由于混凝土冷縮而增大，夏天則因材料的膨脹而縮小。又如收縮裂縫初期的發(fā)展速度迅速，在1～2年內(nèi)方可趨于穩(wěn)定狀態(tài)；這些裂縫變化都是正常現(xiàn)象。所謂發(fā)展中不穩(wěn)定裂縫，主要是隨時間持續(xù)不斷增大的荷載裂縫和沉降裂縫等。鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)在各種荷載作用下，一般在受拉區(qū)是允許帶裂縫工作的，只要裂縫發(fā)展是穩(wěn)定的，寬度在規(guī)范允許的范圍內(nèi)都是正常的。但是，裂縫穩(wěn)定的結(jié)構(gòu)，裂縫會不會繼續(xù)擴展還要視外界的環(huán)境是否穩(wěn)定，環(huán)境的變化可能引起舊的裂縫繼續(xù)擴展，甚至還會出現(xiàn)新的裂縫，所以還應(yīng)根據(jù)構(gòu)件所處的具體環(huán)境加以分析。
5.1.2 計算：對于適筋梁，鋼筋的應(yīng)力是影響裂縫寬度的主要因素，因此可以通過對混凝土梁在按荷載短期效應(yīng)組合下裂縫截面處縱向鋼筋應(yīng)力的計算來判定裂縫是否穩(wěn)定，
5.2 砼裂縫預(yù)防措施
根據(jù)砼裂縫成因，采取適當(dāng)措施進行預(yù)防要比事后補救有效的多。也就是說采取以防為主的方法，歸納起來，可以從以下幾個方面著手：
5.2.1 設(shè)計圖紙方面
在設(shè)計上要注意到那些容易開裂的部位，如深基與淺基、高低跨處等，應(yīng)考慮到由于地基的差異沉降或結(jié)構(gòu)原因而引起的薄弱環(huán)節(jié)，在設(shè)計中加以解決。在構(gòu)件截面允許、配筋率不變而且澆筑方便的條件下，鋼筋直徑越細、間距越小則對預(yù)防開裂越有利。
5.2.2 制定指導(dǎo)性較強的施工方案
良好的施工方案與預(yù)防、控制裂縫有很大的關(guān)系。施工方案主要應(yīng)確定一定澆筑量、施工縫間距、位置及構(gòu)造、澆筑時間、運輸及振搗等。一次澆筑長度由垂直施工縫分割，最好是設(shè)置在變截面處或承受拉、剪、彎應(yīng)力較小的部位。除控制一次澆筑厚度外，分層位置即水平施工縫留設(shè)位置也應(yīng)加以注意，一般來說，因盡量留在變截面處，或遠離受拉鋼筋部位而設(shè)在砼的受壓區(qū)，確定澆筑時間的原則應(yīng)盡量避開炎熱天氣和晝夜溫差大的日子。如果必須在夏季施工，則應(yīng)采取材料降溫措施來控制砼入模溫度。
5.2.3 加強施工質(zhì)量
由于施工質(zhì)量原因而產(chǎn)生的裂縫發(fā)生率在95%以上。如果在施工階段控制住了裂縫，則在使用階段開裂的可能性就很小了。因此，施工階段是裂縫預(yù)防的主要階段，在施工階段要注意以下幾個問題：首先砼要有合適的配合比，選擇合適的配合比，不僅要滿足強度要求、施工要求，還要從防止產(chǎn)生裂縫的需要出發(fā)。適當(dāng)?shù)剡x擇好水灰比，在滿足強度要求的原則下，盡可能減少水泥用量。其次鋼筋的成型和模板安裝位置要準確、牢固，以免施工中變形。鋼筋上的污物和氧化鐵皮要清除，以免影響粘結(jié)力。第三是澆筑、振搗操作合理，特別是振搗操作技術(shù)，往往不被人們重視。過分地振搗對砼均勻性有害，振搗不足也不能保證砼應(yīng)有的密實度，要恰到好處。
5.2.4 正常科學(xué)的進行養(yǎng)護
養(yǎng)護的目的是使砼正常硬化，強度增長，不受或少受外界影響。技術(shù)關(guān)鍵是設(shè)法使砼溫度級慢慢下降到接近外界氣溫，縮小降溫過程中的溫差。以便減小溫度應(yīng)力，阻力裂縫的產(chǎn)生。
常規(guī)養(yǎng)護方法是噴水，對一般砼結(jié)構(gòu)，減小表面收縮，防止龜裂是可行的。大體積砼由于塊體內(nèi)外溫度不一致，強度增長不同，常常是在強度增長慢的表面開裂，其養(yǎng)護就不能只滿足于用常規(guī)方法。具體說，盡量晚拆模，拆模后要立即覆蓋或及時回填，避開外界氣候的影響，養(yǎng)護期應(yīng)以砼強度增長最快的階段為準，即7至28天，最好能長些。
因此，混凝土裂縫對與工程質(zhì)量的影響相當(dāng)嚴重，現(xiàn)階段它已越來越多的被人們所重視。為保證中國建筑市場的良好發(fā)展，為了我們能共同建造出一個個精品工程，我們唯有增強自身責(zé)任心、加強對工程質(zhì)量的管理、嚴格按規(guī)范進行工程的全面控制才是根治混凝土裂縫的主要措施。
