浅论超长建筑的裂缝处理与预防

（上海誉童建筑工程有限公司，上海 202154）

【摘 要】混凝土裂缝的产生是不可避免的，特别是超长建筑。有些裂缝是无害的，是不需要处理的，但大多数裂缝会影响建筑物的使用，而且会降低建筑物的寿命，这就需要进行修补封闭处理。文章结合实际案例，分析了裂缝产生的原因，从设计及构造、施工质量管理、材料控制、施工环境等多方面入手，提出超长建筑裂缝控制的若干方法和技术措施，给工程技术人员在设计、施工及科研等方面提供参考。

【关键词】裂缝；超长建筑；处理；预防

【中图分类号】TU755 【文献标识码】A 【文章编号】1674-0688（2016）04-0091-04

0 前言

建筑裂缝是不可避免的，具有普遍性，而裂缝是否产生危害取决于其类型、数量、宽度、稳定性及产生的部位。裂缝的存在会降低建筑物的整体性、耐久性和抗震性，引起服务功能丧失（如渗漏、传音、饰面损坏等），给使用者在感官上和心理上造成不良的影响。要处理裂缝，首先要了解建筑结构的安全性和耐久性是否还满足要求，其次要对建筑结构进行检测、鉴定，再次要对其可靠性做出正确评价，最后要进行维修处理和加固，以提高建筑结构的安全性，延长其使用寿命。

1 宏观裂缝和微观裂缝

混凝土是胶凝材料胶结砂石骨料形成的一种非均质多相复合材料，在相组成上，混凝土包括水泥石、骨料和骨料-水泥石界面过渡区3部分。所谓裂缝，实际上是同相连续性或不同相之间黏结性的中断或破坏。这种连续性的中断或破坏，按照尺度可分为微观裂缝和宏观裂缝。

1.1 微观裂缝

微观裂缝指肉眼观察不到的微小裂纹，裂缝宽度小于0.05 mm。混凝土中有以下3种常见的微观裂缝。黏着裂缝：骨料与水泥石黏结面上的裂缝，也叫界面裂缝，主要沿骨料周围出现；水泥石裂缝：指水泥浆中的裂缝，出现在骨料与骨料之间；骨料裂缝：指骨料本身的裂缝。

1.2 宏观裂缝

微观裂缝不断发展就呈现为宏观裂縫，裂缝宽度大于或等于0.05 mm。

2 引起裂缝的原因

裂缝产生的原因很多，总体上归纳为两大类。

2.1 结构性裂缝

结构性裂缝（也称受力裂缝）是由外荷载引起的裂缝，裂缝的宽度及分布与外荷载有关，预示结构承载力可能不足或存在其他严重问题。

2.2 非结构性裂缝

非结构性裂缝是由不均匀变形引起的，如温度和湿度的变化、混凝土的脆性和不均匀性、结构不合理、原材料不合格（如碱骨料反应）、模板变形、基础不均匀沉降、钢筋锈蚀等因素引起的结构变形受到限制时，在结构内部产生拉应力，当此应力达到混凝土抗拉强度极限值时，就会引起裂缝。裂缝一旦出现，变形得到释放，拉应力消失。

3 案例分析

3.1 项目概况

上海某地下汽车库，钢砼结构、筏板基础，分为1#和2#地下室，其中1#地下室的建筑面积为10 623 m2，尺寸为68.5 m×130.5 m，2#地下室的建筑面积为18 124 m2，尺寸为225.8 m×（88.1～130.5）m。地下室外墙过长，未设置永久伸缩缝，后浇带设置数量太少。先施工1#地下室（春冬季施工），后施工2#地下室（夏秋季施工）。2#地下室渗漏现象较普遍，主要是顶板渗漏较严重；外墙裂缝数量较多，部分有渗漏；裂缝宽度为0.1～0.3 mm。

3.2 裂缝产生的原因

（1）地下室外墙超长，长墙结构产生温度和收缩变形，在高度方向是自由的，但却受到底板的约束，在长墙承受降温和收缩作用时，产生收缩变形，引起竖向裂缝（如图1所示）。

（2）地下室顶板混凝土结构超长产生温度裂缝，施工时楼板堆载过早引起变形，导致开裂渗漏（如图2所示）。

（3）地下室顶板与主体结构交接高低跨处由于应力集中，渗漏点较多。

（4）后浇带未按要求在结构浇筑完2个月后施工，施工单位提前施工，引起顶板渗漏。

（5）顶板钢筋保护层厚度不够，局部露筋，混凝土局部振捣不充分，振捣不密实，导致渗漏。

（6）2#地下室施工时间主要在炎热天气，结构长期暴露在烈日下，混凝土浇筑后没有按要求养护，过早拆模使混凝土温差加大，出现收缩裂缝。

（7）后浇带处没有完全清理干净，支撑系统也不到位，地下室顶板沿后浇带处有明显的渗漏痕迹。

（8）现场施工中，混凝土水灰比控制不稳定，坍落度要求为160 mm，由于商品混凝土运输距离较远，出厂混凝土坍落度大，实际坍落度有时达200 mm，导致混凝土收缩增加，产生裂缝的可能性加大。

3.3 裂缝处理

根据现场裂缝的情况，采取以下处理方法。

（1）对顶板、高低跨等位置，采用压力注浆法，灌注弹性化学堵漏浆液至砼缝，堵漏后再用防渗层封闭修补处理。

（2）对地下室外墙等干缩裂缝补漏，采用压力注浆法（如图3所示），灌注改性环氧树脂补强浆液补强，再用防渗层封闭处理。

（3）對穿墙孔、结构裂缝较宽处，采用充填法（如图4所示），用风镐、钢钎或高速旋转的切割圆盘将裂缝扩大，形成“V”形，凿除蜂窝结构及疏松结构，直至见到坚硬的混凝土基层，表面用水清洗干净后分层压抹环氧砂浆封闭裂缝。

4 裂缝预防及建议

4.1 设计及构造方面

（1）在建筑及使用功能允许的情况下，沿超长部位应尽量多地设置永久的伸缩缝，伸缩缝的长度最好不超过150 m。

（2）采用适宜的混凝土强度等级，楼板及梁宜采用C25，地下室外墙宜采用C30，地下室的其他构件宜采用C35。

（3）混凝土构件的厚度：楼板厚度不宜小于100 mm，屋面板厚度不宜小于120 mm；对剪力墙结构，外墙厚度宜大于160 mm，地下室外墙厚度宜大于250 mm。

（4）钢筋能起到控制裂缝扩展和减少裂缝宽度的作用，适当配筋能够提高混凝土的极限拉伸。采用双层双向配筋，配筋配细、配密，也可以在2根粗钢筋中配置几根细筋以提高抗裂度，提高极限拉伸；对一些易裂的构件，如地下室外墙，沿迎水面5 cm的保护层内附加水平向钢筋网片φ6@150，提高抗裂能力，增大梁侧面腰筋的配筋量，同时加密处理，以防止梁侧出现裂缝。

（5）楼板钢筋宜采用热轧钢筋，不宜选用冷轧带肋钢筋和冷轧扭钢筋，当钢筋直径大于或等于10 mm时，宜采用HRB335级钢筋，而不宜采用HPB235级钢筋。

（6）为防止因地基变形引起裂缝，设计中应同时考虑地基处理和结构选型，不同的地基处理有不同的结构与之相适应。①一种设计原则是“放”，即把建筑物设计得刚度很小，这样建筑物就能适应地基的变形，地基反应力分布接近外荷载分布。路面、飞机跑道、地基中的管道都可以视为柔性结构，但一般建筑物相对于地基来说都是刚度相当大的结构，为了达到“放”的目的，根据建筑物的高低差、荷载差及地基条件，把建筑物以沉降缝分为许多单元，其内力大为削弱，这样就可达到“放”的目的。②另一种设计原则是“抗”，即把建筑物设计得刚度很大而不设置沉降缝，这样不均匀沉降很小，地基反应力分布与荷载分布差别很大（端部集中），沉降小而结构内应力增大。

4.2 材料控制

（1）水泥品种：含碱量越高，水泥细度越细，收缩值越大，因此应尽量选用含碱量低、细度大的水泥。

（2）骨料：尽量增大骨料的最大粒径，降低砂率，提高砂的细度模数，以减少混凝土的收缩；严格控制骨料的粒径和含泥量，砂石含泥量不大于2%。

（3）加入外加剂：①掺加减水剂和适量的粉煤灰以减少沉缩量，促进工作性和流动性。②加入纤维，提高混凝土的抗拉强度，减少微裂缝的产生和扩展，提高混凝土的变形能力和抗冲击性。③加入混凝土膨胀剂，使混凝土水化后产生适度的体积膨胀，抵消由于收缩所产生的拉应力；而且在凝结硬化过程中，膨胀结晶体在混凝土内部起到填充、切断毛细空隙的作用，使混凝土更加密实。

4.3 环境因素

尽量避免在高温、大风、大雨（如果是南方的绵绵细雨，反而对混凝土浇筑有利）、冬季天气施工。如果无法避免，必须采取相应的养护、防风、防雨及保温措施。

4.4 施工控制

（1）施工过程中，每隔40～50 m增设1道0.8 m宽的后浇带，后浇带应在其两侧混凝土龄期达到42 d后再施工，后浇带采用强度等级高一级的补偿收缩混凝土浇筑，养护时间不少于28 d。

（2）混凝土浇筑前对模板应充分湿润，以利于保湿和散热；避免过长时间的混凝土搅拌。

（3）加强混凝土施工中的质量管理：①计量准确，坍落度抽检工作要加强，不能流于形式；坍落度不足时，严禁随意加水，以保证混凝土组成和配比保持不变。②浇筑前，模板应淋水湿润，振捣过程中加强过程管理，振捣密实，振捣时间以5～15 s/次为宜。③凝固時间不宜过快，柱、墙、深梁与板等变截面结构宜分层次浇筑。④混凝土下料不应太快。⑤如果在高温季节浇筑，应采取适当的措施缓凝，炎热气温和日晒能促进混凝土失水。⑥在混凝土浇筑1～2 h后，对混凝土进行二次振捣，表面拍打振实，终凝前及时抹光。

（4）根据测温记录和气象预报确定拆模时间，保证混凝土内外温差不超过25 ℃，温度陡降不超过10 ℃。

（5）必须明确混凝土养护的基本要求（挂麻布淋水，保持混凝土表面持续湿润，养护时间不少于14 d）。

（6）大体积混凝土施工必须制定相应的施工措施。

4.5 针对地下室墙板的施工措施

（1）有效控制外墙的厚度和模板定位：M14高强螺栓配蝶型螺母作对拉螺杆，间距为45 cm×45 cm。

（2）混凝土浇筑：分层浇筑厚度≤30 cm，加快混凝土热量散发，使热量分布均匀；混凝土坍落度控制在（14±2）cm内。

（3）拆模：混凝土强度达到1.2 MPa（一般是24 h左右）后，立即连续拆除全部模板（太早拆除會损伤混凝土，太晚拆除模板则拼缝处砼的水分易蒸发，并形成风缝，引起冷缝），在拆除模板的同时涂刷2遍混凝土养护液。这样做的目的有3点：①在混凝土表面形成养护防护膜，有效防止砼内的水分过早挥发散失，使混凝土表面及内部同时得到养护，阻隔了外界气体的侵入，又减少了砼的早期收缩。②立即拆除全部模板，防止模板与砼之间由于空气流动而出现的干缩。③立即拆除全部模板，以利于混凝土散热，防止由于混凝土内外温差过大产生裂缝。

（4）加强带、后浇带及施工缝必须清理干净后方能进行下一步浇筑工作。

5 结语

根据大量的工程实践和工程材料的研究，建筑结构的裂缝是不可避免的，但其有害程度是可以控制的。建筑结构的裂缝问题是十分复杂的，它涉及岩土、结构、材料、施工、环境等多专业、多学科。裂缝控制应该防患于未然，先预防裂缝，防不住的再堵，堵不住的再排，重点在预防。实践证明，只要设计与施工紧密配合，是完全可以预防和控制裂缝的。

参 考 文 献

[1]李国胜.建筑结构裂缝及加固疑难问题的处理（附实例）[M].北京：中国建筑工业出版社，2006.

[2]JG/T 333—2011，混凝土裂缝修补灌浆材料技术条件[S].

[3]张荣山.工程结构常见弊病与防治[M].北京：中国建筑工业出版社，2007.

[4]张雄.混凝土结构裂缝防治技术[M].北京：化学工业出版社，2006.

[5]张永红.谈混凝土的施工温度与裂缝[J].企业科技与发展，2012（4）：21-22.

[责任编辑：陈泽琦]

【作者简介】马俊，男，江苏江都人，本科，上海誉童建筑工程有限公司工程师，从事建筑工程施工管理工作。