混凝土施工引起的开裂与对策

马安，仲怀宝，李大周

（1. 南通市建设混凝土有限公司，高工；2. 南通友力混凝土有限公司）

本文对南通某小区人防地下室因施工因素导致混凝土结构开裂的问题进行分析并提出对策。

1 工程概况

该小区人防地下室于 2011 年夏季施工，属于单建式人防工程，地下建筑面积 4350m2，外墙厚度 300mm。采用的是墙、柱、梁、板同时进行混凝土浇筑的施工方法，总长145m 的后浇带将地下室分成了 3 个施工段，地下室外墙、顶板模板拆除后发现结构出现裂缝并渗水，并且距底板向上45～95mm 多处出现孔洞及麻面。

2 裂缝现象

裂缝表现为外墙 1.5～3m 之间且分布均匀，裂缝方向基本为垂直分布，上部直至外墙混凝土浇筑高度，下部离底板面 150～45mm 止，共发现 98 条。顶板裂缝多为不规则。裂缝宽度大部分在 0.2～0.5mm 之间，部分为贯穿裂缝。

3 裂缝、现孔洞及麻面原因分析

出现裂缝后，经项目部、监理方及时组织相关人员并邀请市级专家对产生裂缝的原因进行了分析与研究，对出现的裂缝从设计、施工、材料、管理上进行了现场分析与鉴定，总结后认为主要原因有以下几点：

3.1 设计因素导致出现裂缝

从设计角度考虑，是否会因为刚度突变而产生裂缝，经过专家对施工图纸的刚度变化及钢筋分析，设计上没有发现缺陷。

3.2 混凝土不密实

根据当日见证取样记录，结合现场，如图分析，从而可以判断该批混凝土施工期间因为过振或漏振，导致混凝土离析（混凝土胶凝材料：主要为水泥和骨料（砂石）分离，混凝土中会出现孔洞，不密实，混凝土强度等级达不到要求的现象，对混凝土的质量会产生很大的影响。继而对混凝土和钢筋之间的受力也产生很大的影响，造成整体结构的质量安全隐患）。

对策：

（1）振捣应在浇筑点和新浇筑混凝土面上进行，振捣器插入混凝土或拔出时速度要慢，以免产生空洞。

（2）振捣器要垂直地插入混凝土内，并要插至前一层混凝土，以保证新浇混凝土与先浇混凝土结合良好，插进深度一般为 50～100mm。

（3）插入式振捣器移动间距不得超过有效振动半径的1.5 倍。表面振捣器移位间距，应使 振动器平板能覆盖已振实部分 100mm 左右。

（4）当使用插入式振捣器时，应尽可能地避免与钢筋和预埋构件相接触。

（5）模板角落以及振捣器不能达到的地方，辅以插针振捣，以保证混凝土密实及其表面平滑。

（6）不能在模板内利用振捣器使混凝土长距离流动或运送混凝土，以致引起离析。

（7）混凝土振捣密实的标志是混凝土停止下沉、不冒气泡、泛浆、表面平坦。

（8）混凝土捣实后 1.5～24h 之内，不得受到振动。

3.3 夏季混凝土浇筑，未及时采取有效措施进行防范

查阅施工日志，当日浇筑进行一半时，出现雷阵雨天气且雨量较大。致使混凝土表面部分水泥浆被雨水冲走。同时施工人员很难保证混凝土振捣密实，特别是顶板，裸露面积大，易出现混凝土不密实。

对策（混凝土雨季施工方法）：

3.3.1 施工原则

（1）做好应急准备（人、材、机），应对突发事件。

（2）雨季施工期间应密切关注天气变化情况，尽量避开在雨天浇筑混凝土。

3.3.2 操作指导

（1）在多雨季节应密切关注天气情况，对已浇混凝土要尽早覆盖以防混凝土在终凝前遭雨水冲淋。

（2）当在混凝土浇筑过程中有小雨但尚不会直接影响混凝土质量时，则混凝土浇筑可连续不间断进行，但要对已浇混凝土立即进行覆盖，以免雨水直接冲洗混凝土，并将浇筑区所积雨水及时排走。

（3）当混凝土浇筑时突降中大暴雨但其持续时间较短（2 小时左右），则应将已入模的混凝土立即予以覆盖，并改为间断地用混凝土进行覆盖浇筑处理，混凝土浇筑间隔时间应小于混凝土的初凝时间，避免该处出现施工冷缝。雨停后及时清除积水并重新恢复混凝土正常浇筑施工。

（4）当混凝土浇筑时突降中大暴雨且其持续时间长，则应将已入模的混凝土立即予以覆盖并改为间断的进行混凝土浇筑，直至浇筑到符合规范规定的施工缝位置处停止浇筑。梁、板施工缝要求必须留设在 1/3 跨度内。如雨停后重新浇筑混凝土时已过初凝期，则该处应按施工缝进行处理，其处理方法如下：

1）对于梁、板：施工缝位置应满足设计及 GB50204—2011《混凝土结构工程施工质量验收规范》的规定，当梁、板厚度＜600mm 时，将该处混凝土面做成垂直施工缝；当梁、板厚度≥600mm 时，则应将该处混凝土面留设成斜面施工缝。另采取加插垂直于施工缝的抗剪钢筋的办法对该处予以补强，插筋为≥φ16＠500×500，插筋长度≥600mm，插入 300mm、外露 300mm。

2）对于墙体形成的水平施工缝和浇筑形成的斜坡部分作凿毛处理。

3）施工缝的留设及处理必须征得设计、监理及业主的同意，并出具工程变更，且所有施工缝处的混凝土在进行二次浇筑施工前，均须办理隐蔽验收等手续。

4）清理：在混凝土浇筑完毕后，及时清理有关施工机具及残余混凝土等杂物，做到工完场清。

3.4 混凝土终凝前收面

混凝土终凝前的收面尤其重要，压光抹面的作用有两方面，一是提高浇筑构件表面的平整度和光滑程度，二是消除混凝土表面缺陷；而后者比前者更为重要。施工过程中对混凝土的表层收面工作，应随着混凝土的凝结状况调整收面间隔时间与次数；混凝土表面压光抹面应做好以下工作：

（1）对于能够有效预防泵送混凝土楼面开裂措施的收面工作，则须从两方面加强：一方面加强多次收面作业（最少应保证三次收面工作），并且加大收面加压力度；另一方面应注意收面间隔时间控制。收面间隔时间控制应根据混凝土凝结状况进行；对于不同的气候条件采取不同收面时间，一般混凝土收面时间为：① 第一次收面：在混凝土摊铺后 1～2小时左右进行，此时梁板混凝土的沉降己基本完成，通过收面可对沉降收缩裂缝进行有效闭合；首次收面后混凝土表层状况表现为：石子半露、粗糙不平；② 第二次收面：在摊铺后 3～4 小时左右进行；二次收面后混凝土表层状况表现为：表面砂浆层有不平整痕迹出现；如果收面加压力度不够，作业人员踩压脚印处灰浆积聚，该灰浆多为水泥及部分粉煤灰的上浮浆，收缩远大于砂浆，造成脚印痕迹处灰浆龟裂，且龟裂多呈环状。③ 第三次收面：在摊铺后 5～6 小时左右进行；此次收面处于混凝土终凝前，目的是封合已生裂缝，收面加压使表层砂浆与内部混凝土充分溶合。如遇有异常天气（如大风、高温、雨天等），应加强收面次数与调整收面间隔时间控制，并作好终凝（有时在初凝）后混凝土表面的覆盖工作。

（2）刮去表面水分：对于泵送混凝土，因其流动性较大，混凝土振捣后表层易出现泌水或泌浆，使表层混凝土具有较大的水灰比，尤其是混凝土中粉煤灰有可能随着水份而带到混凝土表面。混凝土硬化有可能出现多方面不利：如表面较大干缩变形而产生表面裂缝；表面强度太低而起砂起尘。因此，必须将表面水份刮去，将浮浆压入混凝土中，减少表面泌水与浮浆现象。

（3）压实表面混凝土：对混凝土表面采取抹压处理，消除表面缺陷，使表面混凝土进一步密实。

（4）抹压混凝土表面裂纹：混凝土浇筑完成后其表面可能会因收缩而出现裂缝；对于此类裂缝，应在混凝土尚未硬化前及时通过抹压收面来消除并使其闭合；对于较宽裂缝或硬化后的裂缝，抹压则难以使其闭合。因此，抹压只是一个不得已的补救措施，而不是根本解决办法。建议采用机械抹压，从而有效地压实面层混凝土，防止面层因抹面而产生裂缝。

3.5 混凝土养护、拆模

（1）混凝土养护工作应做到以下要求：① 加强早期养护：在正常情况下，浇筑完毕后 12 小时内（或混凝土硬化后）对混凝土加以覆盖，适时浇水；一般来说初凝后可以覆盖，终凝后开始浇水；如遇高温、大风、干燥天气，应及时覆盖；对于较大面积的浇筑，覆盖工作应随工作面同步进行，确保混凝土早期不失水。② 混凝土表面覆盖可采用麻袋、草席、铺砂等方式，覆盖物应保持湿润，以防覆盖物从混凝土表面吸水；浇水养护时，应以保持混凝土表面润湿为准，而不能单纯以浇水次数为衡量依据；浇水时不得直对混凝土表面冲刷，以免混凝土表面受损；大面积水平结构可采用蓄水养护。③ 混凝土在养护过程中，如发现遮盖不全，浇水不足，以致表面泛白或出现细小干缩裂缝时，应立即仔细遮盖，充分浇水，加强养护，并延长浇水养护时间加以补救。对于已硬化混凝土裂缝，可向裂缝内填入水泥，加水湿润，覆盖养护。④ 对不便于浇水养护的直立结构，应延迟拆模（木模）时间，并使模板与构件适当脱离，在模板与构件空隙间进行浇水养护，依靠木模板自身的吸水性与隔热性进行养护。

混凝土如果养护不善将会造成强度不足、产生裂缝、表面粉化；因此，正确的养护是防止混凝土表面出现裂缝的关键；必须说明的是：水是水化反应的一个反应物，没有水的存在，再高的温度也不能使胶材水化；因此提高环境温度必须与保温同步。

（2）模板的湿润与拆除：① 浇筑前湿润模板：模板吸水是产生收缩裂缝的主要因素，为了防止干燥模板从混凝土吸取水分，在浇筑前应对模板进行湿润。② 正确掌握拆模时间，避免过早拆模，敲击过重：控制模板能否拆除的条件不是看混凝土是否凝结，而是要依据混凝土是否有能力抵抗施工时的荷载；这种荷载包括构件自重、施工人员重量、构件上堆积物、上层模板支撑物重量、拆模时产生的冲击力等。因此，拆模必须在混凝土达到一定强度后方可进行。

4 结语与建议

本文主要阐述了混凝土工程是一个系统工程，混凝土质量的保证除建立在结构设计、配合比设计、生产过程控制外，施工质量占极其重要一环。施工质量控制，与技术因素息息相关。对施工人员要进行全面、详细的施工技术交底，在施工的全过程，要建立符合技术要求的工艺流程、质量标准、操作规程，并在施工过程中加强质量检查，才能确保工程质量。不是造成本工程产生裂缝的主要原因。从设计图纸规划上看，D 区虽然完工后有园林绿化等作为保温隔热措施，但设计人员没有考虑到施工期间的几个月内，该区顶板一直是处于露天状态的，必须按露天结构来考虑。加之地处南方的顺德夏季炎热多雨，温差变化剧烈，因此在未浇筑后浇带时，楼板也在约束力较大的人防墙附近和应力集中的预留洞口处产生了裂缝。

由于地下室顶板的工作环境比底板恶劣，结构超长太大，顶板结构应该掺加膨胀剂来补偿混凝土收缩，以减少裂缝出现的几率。但该工程顶板结构长度达 110m，设计仅采取了后浇带一项措施，这存在了非常大的风险。因为后浇带的作用是减少混凝土自收缩对整体结构的影响，所以设置了后浇带从理论上说可以适当增大伸缩缝间距（如室外由35m 增大到 55m，室内由 55m 增大到 75m），但绝不可能呈数倍的增大。后浇带浇筑填补后，整块楼板形成整体，并不能改变混凝土热胀冷缩的特性。该地下室顶板室内部分虽然暂时未发现裂缝，但由于较大的施工分块可能会使结构处于临近开裂的状态，如遇强冷空气南下急剧降温，同样不能排除出现裂缝的可能性。

5 混凝土收缩裂缝预防措施

要避免或减少混凝土收缩裂缝的出现，不仅混凝土本身质量需要把好关，而且与施工和设计息息相关。

混凝土材料本身从原材料到配合比设计到生产各项都要进行严格控制，尽可能降低混凝土自身收缩值。

设计方面要根据不同的结构情况采取不同的措施，降低结构内部所产生的拉应力，减少裂缝出现的几率。例如：结构长度室外 55m 或室内 75m 以内的可仅设后浇带；室外 75m或室内 100m 以内的需要采用后浇带与补偿收缩混凝土结合的措施；室外大于 75m 或室内大于 100m 的必须采用后浇带与微膨胀混凝土结合的措施。此外，室内结构必须做好效果良好的保温隔热措施，以减少因结构热胀冷缩而引起的温度应力。

施工方面要合理组织施工，做好养护工作，使混凝土达到应有的设计性能。尽可能结合本地气候情况，合理掌握后浇带的浇筑时机。当室内结构因故需要长时间露天或露天结构较长时间未能做好保温隔热垫层时，应做好有效的临时遮盖措施，以防开裂。