建筑工程混凝土裂缝的施工控制和处理.docx

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建筑工程混凝土裂缝的施工控制和处理

建筑工程混凝土裂缝的施工控制和处理及其应用价值

在工程施工中，诸多质量事故的发生给国家和企业造成了不同程度的损失，而工程施工中混凝土裂缝控制是保证工程质量的一个关键环节，工程产生的裂缝会给混凝土构件乃至整个工程造成潜在的危害甚至成为安全隐患，大量的裂缝会降低工程质量、拉长施工工期，增加维修保养费用，降低结构安全性，减少工程合理使用寿命。

因此，加强混凝土施工中裂缝的控制及处理，对确保混凝土施工质量，防止质量事故的重要性做一阐述，得出其过程控制的相应价值。

一、混凝土裂缝定义和分类

混凝土结构物的裂缝广义上可分为微观裂缝和宏观裂缝。

微观裂缝是指那些肉眼看不见的裂缝，主要有三种：

一为粘着裂缝即骨料（钢筋等）与水泥石粘合面上出现的裂缝；二为水泥石裂缝即水泥石中自身存在的裂缝；三为骨料裂缝即骨料本身存在的裂缝。

其微观裂缝是混凝土材料固有存在的一种物理特性，微观裂缝不可避免地会产生，微观裂缝分布不规则且不贯通；如果扩展在一定范围内的话，是不会对一般的工业和民用建筑的正常使用造成危害的。

相反，肉眼可以看得见的裂缝统称为宏观裂缝，宏观裂缝的范围一般均大于0.05mm。

宏观裂缝是由于微观裂缝的存在并扩展而来的。

因此，在混凝土结构中裂缝是绝对存在，只是应将其控制在符合规范要求范围内，不致发展到有害裂缝。

按照裂缝形成的原因可分为温度裂缝、收缩裂缝、过载或机械破坏裂缝；按照裂缝在构件上的深度可分为表面裂缝、深层裂缝和贯通裂缝。

二、混凝土裂缝成因和危害

（一）混凝土结构中出现的宏观裂缝，其产生的主要原因：

1、最普遍的一种情况是由外荷载引起的，由常规计算的主要应力引起。

2、由结构的实际工作状态与计算假设模型的差异引起的。

3、因为温度因素、收缩膨胀因素、不均匀沉降因素等引起结构变形，在受到约束时便产生变形应力，当变形应力超过混凝土自身抗拉强度时就会产生裂缝。

混凝土结构的裂缝原因甚多。

结构设计是首位的，故要保证设计的结构有足够的强度和强度储备。

混凝土结构的裂缝还与混凝土的原材料及其配合比例密切相关；与施工的环境条件、施工工艺密切相关；与混凝土结构的使用环境、维护和管理密切相关。

判断裂纹原因可以以混凝土结构中最初出现裂缝的时间作为参考：

1、大约在浇筑后的几小时到十几个小时内出现的裂缝为塑性收缩裂纹；

2、大约在浇筑后2至10天内出现的裂缝为温度收缩裂纹；

3、混凝土凝结硬化后的几天至几十天出现的裂缝为自收缩裂缝；

4、出现在将近1年龄期内出现的裂缝为干燥收缩裂纹。

（二）裂缝的危害

当裂缝的宽度超过了一定的限值就成了有害裂缝；有害裂缝的存在严重影响结构物的耐久性和适用性，而裂缝的危害主要表现如下：

1、冰冻的影响。

发生在有冰冻的寒冷地区；混凝土产生裂缝后，缝隙中就会存在水分，在寒冷地区就会出现冰冻现象，而冰比水体积大，就会出现裂缝散裂，而冰、水形态循环变化就会造成裂缝加宽。

2、钢筋的锈蚀。

主要分为“先裂后锈”、“先锈后裂”两种具体情况。

先裂后锈是由于施工质量原因引起的钢筋纵向裂缝以及梁中沿箍筋裂缝，这些裂缝容易受到空气、水分等介质侵蚀，时间久了，钢筋就会产生锈蚀。

如果削弱钢筋的受力截面积，尤其是高强钢丝，锈蚀危害更大。

先锈后裂即因为钢筋混凝土的碳化、氯盐或氧化等作用，

使钢筋出现锈蚀；因为锈蚀后产生的锈蚀物体积比钢筋原体积增大3～4倍，从而使锈蚀钢筋周围的混凝土产生比较大的拉力，进而引起沿钢筋长度方向的混凝土纵向产生劈裂裂缝，如果保护层混凝土劈裂而导致钢筋与外界空气接触，甚至完全裸露于空气当中，锈蚀速度会更快。

在实际施工中，先裂后锈和先锈后裂这两种情况是同时进行且相互作用的，裂缝的产生导致钢筋产生锈蚀，钢筋的锈蚀又同时促进了裂缝的进一步扩展。

3、裂缝达到一定宽度会引起建筑物出现渗漏现象，严重影响建筑物的美观和实际使用功能。

三、混凝土裂缝施工中的控制及其重要性

由混凝土裂缝形成的原因可知，要控制混凝土裂缝的产生，设计是首位。

在工程设计时保证结构的合理，留有足够的强度储备是减少有害裂缝出现的有效手段。

而工程施工是对混凝土裂缝防范的另一个重要环节。

在施工中加强混凝土施工技术管理和施工质量管理，能够控制和减少有害裂缝，降低裂缝对建筑工程的危害。

引起混凝土变形从而产生裂缝的原因很多，主要是变形引起的裂缝。

包括收缩变形、温度变形和不均匀沉降等。

收缩变形又包括塑性裂缝、干缩裂缝和碳化收缩等。

1、收缩变形引起裂缝

（1）塑性裂缝。

塑性裂缝是在混凝土初凝前出现的，存在于结构表面，具备不规则且长短不一形状，互不连贯，与干燥的泥浆面类似。

控制混凝土的塑性开裂主要是控制混凝土的泌水量。

控制泌水量＜0.3cm3／cm2，可以控制塑性收缩开裂。

配制混凝土时，应严格控制水灰比和水泥用量，选择级配良好的石子，减少孔隙率和砂率，同时，要捣固密实，以减少收缩量，提高混凝土抗裂强度。

混凝土浇筑时，对裸露表面应及时用潮湿材料覆盖，认真养护；在气温高、风速大的天气施工，应及早进行喷水养护，使其保持湿润；大面积混凝土宜浇完一段，养护一段，此外，要加强表面的抹压和养护工作。

混凝土养护可采用表面养护剂，或覆盖湿草袋、塑料薄膜等方法，当发现表面有裂缝时，应及时抹压一次，再覆盖养护，当风大时，可设挡风设施。

（2）干缩裂缝。

干缩裂缝是在混凝土失去塑性后形成的，表面性的，宽度较细，多在0.05～0.2mm之间。

裂缝走向没有规律性：

梁、板类构件中多沿结构短方向分布，多发生在结构变截面处；大体积混凝土构件中多见于平面部位。

实际操作中要控制混凝土配比方案，严格控制所使用砂石中含泥量，浇筑中应振捣密实，并注意抹压，在混凝土浇注初凝后，终凝前做二次抹压，以充分提高混凝土抗拉强度，尽量减少收缩量。

混凝土干燥收缩是由于水泥石干燥收缩而产生的，但是混凝土中的骨料，特别是粗骨料起约束作用。

一般石灰岩对收缩的抵抗性较其它常用骨料好，这主要是因为石灰岩在干湿条件下基本不产生伸缩变形。

另外，矿渣水泥的收缩比普通硅酸盐水泥大，因此，对有收缩要求的混凝土，应优先选用。

在混凝土中要掺入补偿混凝土收缩的外加剂，如UEA等膨胀剂。

加强混凝土早期养护，适当延长养护时间。

2、温度变形裂缝

表面混凝土温度裂缝走向无一定规律性，梁板或长度较大的结构，裂缝多平行于短边，大面积结构裂缝无规律，常纵横交错。

裂缝一般和结构短边方向平行或与结构短边近于平行，裂缝分段出现，结构全长中间较密。

裂缝宽度大小各异，一般在0.5mm以下，裂缝宽度沿全长没有多大变化。

温度裂缝一般都发生在水化热温度上升、温度开始下降的时候，多在混凝土浇筑后一周内发生，在这个过程中要注意控制混凝土的内外温差，使其小于25℃。

施工中采取下列措施：

（1）降低混凝土的浇筑温度。

主要措施有用冰水搅拌混凝土，对骨料进行预冷；分层浇筑混凝土，以加快热量散发，使温度分布均匀。

（2）降低混凝土的升温温度。

主要措施有选用低热水泥配制混凝土；在混凝土中掺加适量粉煤灰；尽量减少水泥用量；掺加缓凝剂；减慢浇筑速度。

在大体积混凝土中应适当预留一些孔道，采取通冷水或冷气降温。

（3）降低混凝土的降温速率。

在混凝土开始降温后，表面用草帘等覆盖保温，并洒水养护。

在冬季施工中，混凝土表面应采取保温措施，对薄壁构件要适当延长拆模时间，使之缓慢降温。

（4）减少外界约束。

在坚硬的混凝土浇筑面上做隔离层，消除或减少约束作用。

3、不均匀沉降裂缝

该裂缝多属贯穿性裂缝，裂缝走向与沉陷情况密切相关，存在部位各不相同，一般在与地面垂直或者和地面呈30°～45°角方向。

较大的不均匀沉陷裂缝，往往上下或左右有一定的差距，裂缝宽度受温度变化影响较小，因荷载大小而异，且与不均匀沉降值成比例。

为防止不均匀沉降裂缝的出现，在施工中应注意以下几个方面：

（1）对松软土、填土地基应进行必要的夯实和加固；

（2）模板应支撑牢固，保证有足够的强度和刚度，并使地基受力均匀；

（3）拆模时间不能过早，应按规定执行；

（4）注意防止水管漏水或养护水浸泡地基。

4、混凝土构件自身膨胀产生的裂缝。

这些裂缝大都是环形或沿钢筋方向分布，混凝土呈块剥落。

而此类裂缝的潜伏期长，对结构的破坏性大，直接影响工程的使用寿命。

这类裂缝一般是由于混凝土碱集料反应使混凝土胀裂，或是混凝土内钢筋锈蚀膨胀使混凝土胀裂。

对于混凝土的碱集料反应，世界各国还没有找到根治的办法，主要以预防为主，除严格混凝土原材料选择外，应注意控制冬季施工中外加剂中的碱含量。

钢筋锈蚀的主要原因是混凝土中氯离子含量过大，因此，应注意控制外加剂中氯盐含量。

而对于沿海地区，要禁止使用海砂作为细骨料直接用于混凝土的制作，以提高建筑结构的使用寿命。

5、由施工操作和施工荷载引起的裂缝

施工操作导致的裂缝是可以避免的人为因素，施工过程中只要加强施工管理，提高操作人员的素质，是可以避免的。

混凝土构筑物早期强度低，如过早受力，极易产生裂缝；即便是混凝土强度满足设计强度后，如承受过大荷载，也会产生裂缝，甚至引起结构破坏。

所以在施工过程中，在混凝土构件未达到一定的强度前，不宜过早在构件上进行施工作业；而可以在其上进行施工作业时也要注意控制施工荷载不应超过其承载力。

四、混凝土裂缝处理的重要性及方法

混凝土结构物产生裂缝，是结构物的承载能力、耐久性、防水性等各种性能下降的主要原因，其对策的重要性直接影响到结构物的耐用年数，以及能否达到设计要求的服务年限。

当混凝土结构发生裂缝时，在采取相应的对策之前，首先要对混凝土裂缝进行鉴别，以了解发生的原因，判断其状态和严重程度，然后采取适宜的材料和修补工艺，才能取得实效。

并不是所有的结构裂缝都会造成建筑物危险，如常见的温度裂缝、收缩裂缝等。

只有影响到混凝土结构承载能力、结构稳定性以及节点连接可靠性等可能危及建筑物建设使用安全的裂缝才属于危险裂缝。

所以要针对各类不同裂缝进行甄别鉴定，以找出合适的处理方式。

1、鉴别

一般要从裂缝的现状以及开裂时间和裂缝的进展等方面调查分析。

鉴别前要对裂缝的具体产生形式、裂缝宽度和长度、贯通与否、裂缝内有无异物以及裂缝长度和宽度的具体变化情况等考虑。

推断混凝土应力状态的重要参数是裂缝末端位置，观察结构裂缝要仔细，要确认末端位置。

对混凝土结构物影响程度的重要参数是裂缝宽度，检查时要查明裂缝宽度发展变化的情况。

要分清裂缝方向、存在于构件的位置、裂缝的形状等，才可以具体决定修补加固方法。

要慎重判断裂缝的开裂时间。

大部分情况下，裂缝的发现时间和开裂时间是不会一致的，因此，要参考裂缝变化情况，并多方搜集线索后综合分析判断。

裂缝的进展变化指的是裂缝数量、长和宽等的变化。

要分清活动裂缝和静止裂缝后进行处理。

2、处理的判定

判定裂缝是否有害，是否需要采取措施进行修补，原则上根据裂缝的危害程度和后果而定，一般遵循下列原则：

（1）损害建筑物使用功能的裂缝；

（2）宽度超过规范规定限值的裂缝，沿钢筋纵向裂缝；

（3）严重降低结构刚度或影响建筑物整体性的裂缝；

（4）严重损害建筑结构美观的裂缝。

对于这些裂缝应根据具体情况及时进行修补处理或采取加固措施；而从耐久性和防水性考虑，还须根据《混凝土结构设计规范》GB50010-2010普通钢筋混凝土结构的裂缝控制规定的最大裂缝宽度限制值来确定是否需要采取修补措施。

3、常用的方法

（1）表面修补法

最简单、常见的修补方法是表面修补法，此法主要适用于裂缝宽度小，对结构承载能力不产生影响的表面裂缝和深度裂缝的简单处理。

即在裂缝的表面涂抹环氧胶泥、水泥浆或涂刷油漆、沥青等防腐材料，既做了防护，同时减少了混凝土受各种作用继续开裂，也可在裂缝的表面粘贴玻璃纤维布。

（2）灌浆、嵌缝封堵法

当裂缝宽度大于0.5mm时，且对混凝土结构整体性产生影响或者有防渗要求时采用灌浆法或嵌缝封堵法，灌浆法是利用压力设备，将灌浆材料压注入混凝土的裂缝中，等胶结材料硬化后与混凝土形成一个整体，进而达到封堵加固的目的。

嵌缝法比较常用，通常是沿裂缝方向凿槽，嵌填入槽中塑性或刚性止水材料，起到封闭裂缝的目的。

（3）结构加固法

当裂缝已经影响到混凝土结构的具体性能，且裂缝宽度在1～3mm之间时，一般采取加固法处理混凝土结构，如加大截面面积、外包型钢、预应力法加固等结构加固法。

（4）混凝土置换法

混凝土置换法是在处理严重损坏混凝土时的一种有效方法，该方法是先剔除损坏的混凝土后置换入新的材料或混凝土。

（5）综合加固补强法

对于裂缝宽度大于3mm的裂缝往往有结构（构造）上的缺陷，对此简单使用上述方法对裂缝进行处理可能不能达到很好的效果。

需要在设计上采取一定的措施，修复结构上的缺陷，防止继续产生新的裂缝，多种方法一并使用，处理已经出现的裂缝。

五、结语

综上所述，在工程建设中，混凝土施工的质量是工程质量创优的保障，因此，必须重视工程施工中混凝土裂缝的控制及其处理。

对混凝土裂缝的控制，施工是一个重要的环节。

常见的混凝土裂缝大多数发生在施工阶段的早期，特别是混凝土强度成长早期，或出现在工程交付使用后的早期。

因此，在施工过程中对混凝土裂缝的控制是非常重要的。

而万一不可避免的出现了裂缝，要使用合理有效的方法进行处理，以保证结构的耐久性和安全可靠性，并减少对建筑外观和使用功能的影响。

在工程项目施工中建立健全混凝土施工质量管理制度，按照施工流程进行过程控制，层层把关，通过管理及技术手段消灭混凝土裂缝造成的质量事故隐患，提高施工质量和经济效益，创造企业价值，为业主、为社会建造出优质的精品工程。

参考文献：

[1]建筑施工手册[M].中国建筑工业出版社,2003.

[2]施工技术.2004.（7）

[3]混凝土结构设计规范[S].GB50010-2010.

[4]余伟霖.混凝土裂缝的形成机理和质量控制与防治[J].建材与装饰,2006.

[5]易长顺.《浅谈建筑工程中裂缝的成因及预措施》

[6]汪炳生.《工程施工中的混凝土裂缝分析及防控措施》