建筑施工中裂缝的成因与防治措施

郭彦斌

1 概述

随着我国建筑业的发展，出现了各种结构形式的建筑，这些结构形式中采用钢筋混凝土结构形式的建筑最为广泛，适用于各种建筑上，尤其以住宅楼、写字楼、教学楼等建筑居多，从20世纪90年代以来我国混凝土结构高层建筑迅速发展，钢筋混凝土结构体系积累了很多工程经验和科研成果，出现了高层、超高层建筑，其结构形式有框架结构、框架—剪力墙结构、剪力墙结构等。

钢筋混凝土结构的优点为:取材容易、能合理用材、耐久性好、耐火性好、可模性好、整体性好。

混凝土缺点为:自重较大，抗裂性较差，隔热隔声性能较差，施工中混凝土经常出现蜂窝、麻面、漏筋、裂缝等质量缺陷。在这里我重点谈一下质量缺陷之一裂缝，混凝土裂缝给我们生活会带来很多不便，还会使我们对建筑物的安全产生担心。

2 裂缝产生的原因及主要原因分析

混凝土结构裂缝分为微观裂缝和宏观裂缝，在这里我主要谈一下宏观裂缝，混凝土结构宏观裂缝分为三种:

1)由外荷载作用引起的，这是最为普遍的一种情况，即按常规计算的主要应力引起的;

2)结构次应力引起的裂缝，这是由结构的实际工作状态与计算假设模型的差异引起的;

3)变形应力引起的裂缝，这是由于温度、收缩、膨胀、不均匀沉降等因素引起的结构变形。

施工过程中裂缝的产生有多种因素，其主要有设计原因、施工原因、混凝土材料本身原因、施工环境及人为使用不当原因。

1)设计原因。设计原因中又有几种原因，不外乎桩基，配筋不合适、地质勘察情况等。一般桩布置与上部荷载不对称时，容易形成沉降缝，或当地质情况不理想而没有采取适当措施或采取措施不适当时也会形成沉降缝，或当配筋按照构造布置而不按照GB 50010-2002混凝土结构设计规定中所正确采取的伸缩缝距离时，裂缝也易出现。

2)施工中的原因。当施工过程中进行混凝土浇筑时，施工人员任意加水，振捣不到位都会形成裂缝，另外当过早拆模及过早上人、上材料，施工中没有覆盖塑料薄膜，养护不到位，导致混凝土内外温差大等都是形成裂缝的原因。管线交叉太多也容易产生裂缝。

3)混凝土材料的原因。混凝土的脆性和不均匀性，以及结构的不合理，原材料不合格(如碱骨料反应)。混凝土厂家坍落度控制差，采用过期的UEA微膨胀剂，采用了质量不合格水泥，都会形成裂缝。

4)施工环境的原因。在浇筑时遇上下大雨，气候温度骤然变化，模板变形，尤其是薄而长的混凝土结构对温度、湿度变化较敏感，常因附加的温度收缩应力导致混凝土开裂，温度和湿度的变化对混凝土裂缝影响很大，掌握温度应力的变化规律对于进行合理的结构设计和施工尤为重要，在施工中必须严格控制。

5)人为原因。使用不当，当投入使用后，业主装修装饰时随意在混凝土上开口凿洞，造成应力集中而导致混凝土开裂。

3 预防裂缝产生的具体防治措施

从我国的GB 50010-2002混凝土结构设计规范表3.3.4看出，裂缝控制等级分为三种等级，不同等级及环境有着不同的等级和宽度要求，不同的混凝土结构其裂缝宽度也有不同的控制标准，规范中允许裂缝最大宽度为0.2 mm～0.4 mm，但作为裂缝控制来说，应以预控为主。

3.1 设计措施

要严格按照设计规范中所规定间距设置伸缩缝，个别地区应根据气候温差可根据经验减小伸缩缝间距。对桩基础以及地质勘察情况要进行仔细的研究，根据不同的情况制定准确、稳妥的地基处理方案，避免因地质与荷载所引起的不均匀沉降。按照GB 50010-2002混凝土结构设计规范，合理设置后浇带，以减小混凝土温度收缩应力，钢筋的配置要合理，不要超筋或少筋，同时要考虑温度收缩应力的变化时需设加强钢筋。避免结构断面突变带来的应力集中，重视对构造钢筋的配置。

3.2 施工技术措施

施工中改善混凝土的性能，提高混凝土抗裂能力，加强养护，防止表面干缩，应特别注意避免产生贯通裂缝，出现后要恢复结构的整体性是比较困难的，因此施工中必须以预防贯通裂缝的发生为主。

施工过程中加强对施工操作人员的培训教育，施工前项目技术人员要做好技术交底工作，施工中主要检查混凝土浇筑时是否产生离析，检查混凝土的坍落度，振捣是否密实，是否及时覆盖塑料薄膜，达到条件时及时进行养护，采用木模时要充分湿润，以利保湿和散热。拆模时间要严格控制，要符合规范要求，混凝土在达到上人强度后才可以进行施工操作，同时温差大时或天气严寒时注意使用覆盖物并及时养护。

施工工艺上，应避免过振和漏振，对混凝土进行二次振捣、二次抹面，尽量排除混凝土内部的水分和气泡。现浇板中的管线布置要尽量避免三层交叉。在混凝土裂缝的预防中，对新浇混凝土的早期养护尤为重要。为使早期尽可能减少收缩，需主要控制好构件的湿润养护，避免表面水分蒸发过快，产生较大收缩的同时，受到内部约束而易开裂。对于大体积混凝土而言，应采取必要的措施(埋设散热管、通冷水排热)，同时在养护过程中对表面、中间、底部温度进行跟踪监测，混凝土浇筑后的内外温差宜控制在25℃以内，否则会因温差过大产生裂缝。具体措施:

1)降低水泥水化热温度。

选用低热或中热水泥(如矿渣水泥、火山灰质水泥、抗硫酸盐水泥或粉煤灰水泥)配制混凝土。使用粗骨料，掺加粉煤灰等掺合料或掺加减水剂，改善和易性，降低水灰比，控制坍落度，减少水泥用量，降低水化热量。利用混凝土后期(90 d，180 d)强度，降低水泥用量。在基础内部预埋冷却水管，通入循环冷水，降低混凝土水化热温度。

2)降低浇筑入模的温度。

选择较低温季节浇筑混凝土，避开热天浇筑混凝土;对浇灌量不大的块体，安排在下午3:00以后或夜间浇灌。夏季采用低温水或冰水拌制混凝土，对骨料喷冷水雾或冷气预冷;或对骨料进行护盖或设置遮阳装置;运输工具加盖防止日晒，降低混凝土拌合温度。掺加缓凝型减水剂;采取薄层浇灌，每层厚度为200 mm～300 mm，减缓浇灌强度，利用浇灌面散热。

3)增强混凝土的拉伸强度。

选择良好级配的粗骨料，严格控制其含泥量，加强混凝土振捣，提高混凝土密实度和抗拉强度，减小收缩，保证施工质量。采取二次土料法、二次振捣法。浇灌后及时排除表面泌水，以提高混凝土强度。在基础内设置必要的温度配筋，在基础截面突然变化、转折部位，底(顶)板与墙转折处，孔洞转角及周边，增加斜向构造配筋，以改善应力集中。在基础与墙、地坑等接缝部位，适当增大配筋率，设暗梁，以减轻边缘效应，提高抗拉伸强度，控制裂缝开展。加强混凝土的早期养护，提高早期相应龄期的抗拉强度和弹性模量。

4)加强施工中的温控。

做好混凝土的保温保湿养护，缓慢降温，充分发挥徐变性，降低温度应力。夏季避免暴晒，冬季采取保温覆盖，以免发生急剧的温度梯度。采取长时间养护，规定拆模时间，延缓降温时间和速度，充分发挥混凝土的“应力松弛效应”。加强测温和温度监测与管理，实行情报信息化施工，控制混凝土本身内外温差在25℃，表面温差和基层温差均在20℃以内，及时调整保温及养护措施。合理安排施工程序，控制混凝土均匀上升，避免过大高差。

5)其他裂缝的技术措施。

避免降温与干缩共同作用，导致应力累加。采取技术回填土，避免结构侧面长期暴露，同时尽快搞好防水设施，使地下水位上升，预防在降温最危险期内产生过大的脱水干缩和湿度变化。在混凝土中掺加水泥用量1%的UEA混凝土微膨胀剂，配制微膨胀补偿收缩混凝土，以抵消混凝土后期由于干缩和降温引起的混凝土收缩，避免或减轻混凝土开裂的可能性。采取“双控计算”措施，控制结构温度收缩应力在允许安全范围内，即在施工前按施工条件和拟采取的防裂控制措施，计算可能产生的最大降温收缩拉应力，当超过该龄期的混凝土抗拉强度，调整所采取的措施，使应力控制在允许范围内;混凝土浇筑后，根据实测温度和温度升降曲线，计算每阶段降温时，混凝土的累计拉应力，当大于该龄期的混凝土抗拉极限强度，采取保温养护措施，控制内外温差在25℃范围内，使其缓慢降温，提高弹性模量，充分发挥渐变特性，使各阶段降温时混凝土的累计拉应力小于该龄期混凝土允许的抗拉强度，以控制裂缝出现。

3.3 材料方面

混凝土厂家必须使用合格的材料，在配制混凝土时水泥、砂、石子的质量须严格控制，外加剂的质量及掺量也要严格控制，配制强度必须符合设计要求。

3.4 环境方面

避免在雨天或雪天进行混凝土浇筑，天气炎热时要对混凝土采取降温措施和浇水养护，按规范要求每天浇水4次，养护7 d，在冬季施工时混凝土表面要采取保温措施，以免混凝土表面发生急剧的温度梯度，拆模后可以刷混凝土养护液进行养护，不得进行浇水养护。温度和湿度对混凝土影响较大，施工中要加强对温度和湿度的监测，当混凝土温度高于气温时应考虑拆模时间，以免引起混凝土表面的早期裂缝，早拆模会在混凝土表面引起很大的拉应力，与水化热应力叠加，再加上混凝土干缩，表面的拉应力达到很大的数值，就会导致裂缝的产生，因此在拆除模板后要及时对混凝土采取覆盖保温措施。加强混凝土的早期养护，实践证明，混凝土常见的裂缝，大多数是不同深度的表面裂缝，其主要原因是温度变化导致形成裂缝，因此说混凝土的保温对防止表面早期裂缝尤其重要。从温度应力观点出发，保温应达到下述要求:施工时加强测温工作，防止混凝土内外温差及表面温度梯度。冬季施工要防止混凝土受冻，要控制混凝土的出罐温度和入模温度。对混凝土要及时进行覆盖保温，在达到养护条件时及时进行养护。

3.5 人为方面

业主或装修人不得随意拆墙、凿洞。装修人不得未经原设计单位同意就变动建筑主体和承重结构，不得扩大承重墙上原有的门窗尺寸，拆除连接阳台的混凝土墙。装修人应当服从物业管理单位的管理，应与物业管理单位签订住宅室内装饰装修管理服务协议，物业管理单位应当将住宅室内装饰装修工程的禁止行为和注意事项告知装修人。装饰装修要符合相关法律、法规要求。

4 结语

混凝土裂缝的产生因素较复杂，分析起来要从几个方面综合考虑，处理时要写出处理方案，参建各方要加强管理，严格按照相关法律、法规、规范、工艺、相关标准要求进行设计、施工。在装修时房屋管理部门要加强对装修人的管理，装修人要按相关法律法规、规范要求去进行施工。

[1]GB 50010-2002，混凝土结构设计规范[S].

[2]CECS 25∶90，混凝土结构加固技术规范[S].

[3]梁敦维.建筑施工工程师手册[M].太原:山西科学技术出版社，2005.

[4]王寿华，王家隽，朱维益.建筑施工手册[M].第4版.北京:中国建筑工业出版社，2007.