1、1探讨建筑施工中混凝土裂缝控制技术的应用【摘要】：近年来，我国的建筑事业发展迅猛。加强对建筑施工中混凝土裂缝控制技术的研究具有重要的意义。本文对建筑施工中混凝土裂缝控制技术进行了分析，具有重要的参考意义。 关键词：建筑裂缝 控制 中图分类号： TV543 文献标识码： A 文章编号： 引言 早在二十世纪的 50 年代，在建筑领域里面“温度伸缩缝问题”是一个具有规范性的问题，但是并不是一个值得深入探讨以及研究的学术性问题。但是却时常有反常现象在某些实际工程中出现。建筑施工裂缝的危害是十分巨大的，一方面会降低建筑施工工程的质量，另一方面也不仅影响了混凝土的耐久性，严重时甚至建筑施工的垮塌破坏的严重
2、事故。事实上，建筑施工工程裂缝的产生通过一定有效的施工措施是可以控制甚至避免的。 混凝土是由水泥石、砂（细骨料） 、石（粗骨料）组合而成的材料。在水泥石结硬过程中，存在气穴、微孔和微裂缝。因此从微观上看，混凝土是水泥石、砂、石及充有空气、水的微孔和微裂缝的多相组合体。这种多相组合体中的水泥石、砂、石等组成材料的物理化学性质并不相同。作为亚宏观构造，混凝土是水泥砂浆、粗骨料和夹有微孔、微裂缝的多相组合体。从宏观上看，混凝土有其自身的物理化学性质。例如，2它的物理力学性质就表现为混凝土的抗压、抗拉强度、弹性模量等。实际上，混凝土的物理化学性质是与它的微观构造或亚宏观构造密切相关的。不同的微观或亚宏
3、观构造的混凝土所表现的宏观物理化学性质是不同的。混凝土在硬结过程中，就已存在微观裂缝和微孔，这些微观裂缝和微孔对作为混凝土宏观表现的物理化学性质有相当大的影响。微观裂缝可分为砂浆裂缝，粘结裂缝和骨料裂缝。砂浆裂缝存在于水泥砂浆中，粘结裂缝存在于砂浆和粗骨料的界面上，骨料裂缝存在于粗骨料自身内部。在一般情况下，混凝土未受力前，微观裂缝主要是前两种，即砂浆裂缝和粘结裂缝。混凝土受力后，微观裂缝与微孔逐渐连通，逐渐扩展，形成“宏观裂缝” ；再继续扩展，导致混凝土丧失承载能力。混凝土中存在的微观裂缝和空洞等缺陷是混凝土受力呈现非线性变形以及抗拉强度远低于抗压强度的主要原因之一。从微观上研究混凝土组成材
4、料的构造及混凝土制备工艺，从构造上改善混凝土的性能，是近年来混凝土材料科学发展的新方向，也是研究混凝土强度及变形理论的新方向。但由于问题比较复杂，这方面的研究尚处于初始发展阶段。从工程实用角度来研究裂缝问题主要是指对混凝土宏观强度及对结构物的耐久性和适用性有害的宏观裂缝，即通常所称为裂缝的问题。 工程实践中的许多裂缝现象往往无法用荷载的原因加以解释。大批高层建筑地下室在施工期间出现早期裂缝，其宽度及数量均随时间的推移而增加，并未发现荷载的变化。在工程中变形作用引起的裂缝占绝大部分，这种变形作用包括温度(水化热、气温、生产热、太阳辐射等)、湿度(自生收缩、失水干缩、碳化收缩、塑性收缩等)、地基变
5、形(膨胀地3基、湿陷地基、地基差异沉降等)。有些裂缝虽然没有达到使建筑物倒塌的危险程度，但由于裂缝对人产生的精神压力以及建筑装修及美观方面的原因，也常常影响到建筑物的使用。控制裂缝应该防患于未然，首先尽量预防有害裂缝，防不住的就堵，堵不住再排(有防排水要求的工程)，重点在于防。只要设计与施工紧密配合，这是完全可以做到的。许多工程由于采取了控制措施的，取得了较好的效果。 裂缝在学术上属于结构材料强度理论范畴。混凝土的强度理论大致可以分为四种:唯象理论、统计理论、构造理论、分子理论等。唯象理论是建立在简单的基本试验基础上的，它归纳分析了大量试验数据， 以提出基本假定，建立计算模型，并在均质、弹性、
6、连续假定前提下推导出材料强度的各种计算公式，从而形成材料力学中的一些强度理论，如最大主应力理论、最大变形理论、最大剪应力理论、八面体强度理论等。后期又在弹性假定基础上引进了塑性理论。在设计中，它考虑了混凝土和钢筋混凝土的弹塑性质，并发展了极限状态的强度理论，包括极限强度、极限变形和极限裂缝开展三种极限状态。这些理论直至今天，国际上仍在继续发展。外荷载作用下建筑材料强度问题，应用唯象理论研究得相当充分，解决了大量工程实际问题。近年来断裂力学的某些原理正在向混凝土领域渗透和发展。但混凝土结构裂缝并不是“低应力脆性断裂”问题，特别是钢筋混凝土更不是“低应力脆性断裂”问题。由于混凝土和钢筋混凝土的复杂
7、组成和物理性质的变化，无规则的应力集中可引起大量微观裂缝，但是裂缝的扩展又受到各种孔隙、骨料及钢筋的阻抗，裂缝的断裂分析比均质材料复杂得多，因此，断裂力学在钢筋混4凝上及砖混结构中远未达到实用阶段，还有待于深入研究。唯象理论忽略了混凝土内部的构造组成，如混凝土内部固相、气相、液相的相互作用，导热过程、水分转移、蒸发过程以及各种孔隙、缺陷、内部微观裂缝等不连续现象，计算结果与实际相差较大。后来又发展了统计强度理论， 虽仍把材料当作连续的固体，但视其内部存在的缺陷及微观裂缝、裂纹等的分布服从统计规律，从而使强度理论计算结果能接近于实际。 . 建筑施工混凝土裂缝成因 1.1 房屋工程设计和施工质量引
8、起的裂缝 由于受建筑施工设计单位和施工单位企业资质、资金状况、施工技术、监理水平水平等因素的影响和限制，各组织单位之间的设计水平和施工质量也是良莠不齐。有的设计单位在建筑施工初步设计阶段，考虑不够周全，没有对当地的施工环境（温度、湿度、地质条件等）进行认真的分析，导致变形缝设置位置和伸缩不当、建筑结构不合理等设计缺陷，从而降低了建筑施工的刚度要求，使混凝土在凝结过程中承受的拉压应力出现的过早、过大，进而导致了斜缝、水平裂缝、垂直裂缝等的出现。 1.2 温度变化引起的墙体裂缝 温度变化引起的墙体裂缝的形式主要有八字形裂缝和水平裂缝。八字形裂缝一般出现在顶层纵墙的两端 12 个开间的范围内，严重时
9、可发展至房屋 1/3 长度范围内，有时在横墙上也可能发生。裂缝多沿窗口对角线方向产生。这是由于砖砌体的线胀系数与混凝土的线胀系数差异较大引起的。 51.3 冻胀导致的裂缝 女儿墙等屋面上部结构出现漏水后冻胀或者地基土的冻胀都会导致冻胀裂缝的出现。例如，当气温低于零度时，地基表面的水分开始结冰，这时地基下部的水分在压力的作用下移到上部，因为不同地基位置的水位存在差异，所以地基土冻土的深度、冻胀隆起的高度也就不尽相同，这就类似于地基沉降导致的裂缝，在地基内部形成剪应力和拉应力，当超出一定范围时就会导致裂缝的形成。 1.4 地基沉降导致的裂缝 在地基施工过程中，常常因为地形等因素，导致地基土没有没有
10、被充分压实，或者由于地理环境的因素，不同位置地基土的密度存在差异，或者在基础设计时存在设计缺陷等原因，都会导致房屋施工完成后出现不同程度的地基沉降。而当沉降程度存在差异时就会形成不同程度的位移，导致上部结构拉应力和剪应力的形成，而当应力不断增大，超出了墙体的承受范围时就会导致裂缝的发生，地基沉降导致的裂缝多会由上而下发展，因为地基不同部位沉降程度的差异，所以会形成不同形式的裂缝。本文对建筑施工中混凝土裂缝控制技术进行了分析，具有重要的参考意义。 2.建筑施工裂缝的控制技术 2.1“防”的主要措施 1)严格执行国家现行设计规范,适当控制房屋长度,超过 50 m 时应设置温度伸缩缝(按抗震缝设计)
11、,以减少钢筋混凝土热胀变形的累积而造成砖砌体拉应力的增大。 62)从建筑构造上,可以把砖混建筑物的屋面设计成坡屋顶,减少太阳辐射导致的屋面结构升温,也可在屋顶设置水箱间或设备间等,把大面积的屋顶分隔成若干块,使楼板刚度减小而降低温度应力。如果是平屋面,应加强屋顶的保温隔热措施,增加保温层的厚度(尤其注意排水天沟处的保温层厚度不应减小),在经济条件允许的情况下,也可在屋顶加设屋面架空隔热层,通过空气流动而降温,使屋面板的温差减小从而降低温度应力。 3)在结构设计上,可以在建筑物的屋顶楼板中间设置钢筋混凝土膨胀带,宽度约 2 m,提高一个混凝土级别,内掺微膨胀剂(如 12 %的 UEA),适当提高
12、配筋率,并按上下双层配置钢筋。也可以把整个屋顶混凝土全部设计成膨胀混凝土(如内掺 8 %的 UEA)。通过这些措施,来抵抗新浇灌混凝土的温度收缩应力。 4)在施工措施上,要加强施工管理,确保施工质量,严格执行现行施工操作规程,特别是钢筋混凝土楼盖板、砖砌体、保温层施工规范,做到钢筋摆放准确到位,砌筑砂浆、混凝土、保温层配合比合理规范,砖砌体砌筑砂浆饱满,严格控制水泥用量,加强混凝土的养护等。应尽量避免顶层墙体和楼板在冬季及高温季节施工。在屋面保温层的施工中应特别注意保温层的厚度控制和保温材料的选用,严禁在施工中擅自减小厚度和选用保温性能较差的材料。 2.2 温度裂缝的防治对策 针对温度裂缝，在
13、建筑屋面可加设隔热层或者保温层，并尽量避免高温条件下的施工，因为在高温环境下，屋面会吸收大量的热量而导致冷热不均，为裂缝的产生埋下隐患；在建筑墙体部位，当建筑物超过7时就要设置合理的温度伸缩缝，并尽量设置在应力变化集中的部位，避免温度变化导致的裂缝。同时，在建筑施工施工过程中，要坚持分段浇筑，并尽量先浇筑两侧后浇筑施工带，尽量降低裂缝发生的可能性。 2.3 冻胀裂缝的防治对策 对于容易发生冻胀裂缝的建筑施工，在屋面和女儿墙等容易漏水的位置要严格施工的工艺和流程，必要时要做防水处理，同时做好监督和检查工作；对于基础的埋藏深度，一定要确保比冰冻线低；垫层尽量选用弹性好、含水量小的灰土垫层，尽量采用
14、整体性的基础并留有足够的缝隙，从而降低冻胀裂缝发生的可能性。 2.4 地基不均匀沉降导致裂缝的防治对策 对于该类型裂缝，应对地基采取加固措施，对于出现的裂缝要进行进行修复。在建筑施工结构设计过程中，设计单位要充分掌握和了解当地的地质资料和地质情况，在结果设计时做到科学、合理，尤其是在布桩时，要尽量提高基础承载力的可靠系数，当地基土各部位严重不均时，应对地基进行加固处理或改变基础埋深，保证其各部位受力均匀；对于已经出现的裂缝，更是要及时采取有针对性的维护措施，避免裂缝的进一步扩大。 2.5 监测措施。大体积混凝土浇筑前应先进行温度和温度应力的估算，有针对性地?取抗裂措施，对重要结构应进行实时温度
15、监控。一般采用在结构物内部预埋温度传感器，实时测量结构物内部温度值，然后根据外界温度的变化计算内外温差，再有针对性地采取措施控制温差。大体积8混凝土的温控施工中，除应进行水泥水化热的测定外。在混凝土浇筑过程中还应进行混凝土烧筑温度的监测，在养护过程中应进行混凝土浇筑块体升降温、内外温差、降温速度及环境温度等监测。这些监测结果能及时反馈现场大体积混凝土浇筑块内温度变化的实际情况，以及所采用的施工技术措施的效果、为工程技术人员及时采取温控对策提供科学依据。 3.小结： 综上所述，引起建筑施工裂缝的因素是多种多样的，对裂缝的防治措施也是纷繁复杂。虽然目前学术界对建筑施工裂缝的成因、计算方法等方面的理论还未完全达成共识，但是对于房屋病害的防治措施和建议基本上是大同小异，经实践证明也基本能取到预期的效果。所以，在建筑施工的施工过程中，我们要严格施工工艺和规范，多加强研究和比较，综合利用房屋裂缝的多种防治措施，尽量减少建筑施工裂缝的出现，为人民的生产和生活提供更加优越、安全的环境。 参考文献 1祁建奎,何若彤. 浅析混凝土结构裂缝产生的原因及其防治J.科技信息.2009(05) 2胡辉云. 建筑施工有粘结预应力施工技术探讨J.中国高新技术企业.2010(10) 3高富,徐建康. 防治建筑物大体积混凝土裂缝的措施探析J.民营科技.2009(12)
