张有斌 陕西省渭南市计量测试所
建筑施工中混凝土裂缝产生的原因分析及防治措施
张有斌 陕西省渭南市计量测试所
混凝土在当今建筑施工中扮演了极其重要的角色,但在实际施工过程中,受多种因素的影响,使得混凝土经常出现裂缝现象。本文针对混凝土裂缝产生的原因进行了分析,并提出了相关的解决措施。
混凝土 裂缝 原因分析 防治措施
在当今建筑施工中,由于混凝土存在价格低廉、耐久性与可塑性强、取材与制作相对容易等优点,使其得到了十分广泛的应用。但在各类建筑结构中,混凝土裂缝的产生成了一个普遍性存在的问题,这使得建筑物整体结构刚度下降,从而影响到了混凝土建筑的安全系数与耐久性。解决这一问题需从多方面入手分析原因,并找到相关的解决措施,进而提升建筑物的整体性能。
混凝土的抗拉强度较低,在实际过程中易受到多种因素的影响,如设计原因、施工单位的施工工艺、混凝土的施工环境、材料质量等。当它受到其中一种或多种因素的影响后,便会造成混凝土结构出现裂缝。在实际施工中,施工因素大约占到了27%,材料因素占比约为23%,地基沉降变形因素约占18%,设计方面和外加荷载分别约占16%和13%,其它因素占到了3%。
建筑设计方面考虑不周是造成混凝土出现裂缝的主要原因之一,主要有以下几个方面:(1)建筑物构件的结构设计存在问题,如在主次梁的交接部位处未设置附加筋。(2)建筑结构设计出现了不适当的开洞、预留槽及断面发生突变等原因,造成了构件局部的应力集中,导致了裂缝的产生。(3)建筑结构相关的结构缝设计分布不合理,造成了混凝土裂缝的产生。
(1)混凝土本质上是一种混合材料,其成型后的均匀性及密实程度决定了其质量的高低。在进行混凝土的施工过程中,当其搅拌、运输、浇灌以及振捣等施工工序存在缺陷时,就会为裂缝的产生留下隐患。(2)混凝土浇筑用模板有缺陷,造成了漏浆、支撑刚度降低及模板的过早拆除等,这些因素都会造成混凝土裂缝的产生。同时,在实际施工中,未将钢筋表面污染物去除干净、混凝土实际保护层过小或过大,以及在浇筑过程中发生碰撞导致钢筋位移,都会导致裂缝的产生。(3)施工时,由于养护不当造成混凝土水分蒸发、水泥出现结石等,造成了混凝土表面干燥、内外温差较大,从而导致裂缝的出现。
(1)构成混凝土的材料,如水泥、沙子、石子本身质量不合格,直接造成了混凝土质量存在问题,可能出现抗压强度明显不够的现象,导致了裂缝的出现,这会严重影响到工程质量,造成豆腐渣工程。(2)若施工温度发生较大变化,因热胀冷缩,在混凝土内部就会产生附加的内应力,当内应力超过了混凝土的抗拉强度时,就会造成裂缝。对于大体积的混凝土构件,以及梁、板、柱等建筑构件而言,此种裂缝较易出现。(3)组成材料的配比不当会大大降低混凝土的抗拉强度,从而造成裂缝的出现。
若建筑物的地基处理不当,产生了不均匀沉降,就会导致建筑构件出现裂缝。地基的不均匀沉降不但会造成构件的变形应力较大,而且决定了裂缝的大小、走向以及形状等,使得所形成的裂缝大多都是具有贯穿性质的。
当外加载荷作用在建筑构件上时,可能会造成裂缝的产生。例如,当建筑构件受到较大程度的震动,以及施工时外加载荷过大等,都可能会造成混凝土出现裂缝。一般情况下,当外加载荷达到设计载荷的1.5倍以上时,就会出现较大的裂缝。
(一)强化建筑设计。在设计阶段,要着重注意较易出现裂缝的位置,例如结构的深基与浅基、高低跨交界处等部位,并要重点关注因地基差异沉降造成的薄弱环节。在满足构件的截面尺寸符合要求、保证配筋率不变以及施工浇筑便利的前提下,要尽量降低钢筋的直径,这样可防止混凝土裂缝的产生。
(二)选择合适的施工方案。施工方案的优劣在很大程度上影响到预防及控制混凝土裂缝的出现。在施工方案中,应重点关注混凝土的浇筑量、混凝土的运输、振捣、浇筑时间、施工缝的构造、位置以及间距大小等施工工艺。对于一次浇筑的厚度而言,要预设好水平施工缝的具体位置;对于一次浇筑的长度而言,要预设好垂直施工缝的位置。在进行混凝土浇筑施工时,要尽量避开温差较大的时段,若不可避免地要在炎热的季节施工,浇筑混凝土时,一定要采取必要的降温措施来控制混凝土的入模温度。
(三)控制施工质量。对施工阶段进行严格控制是有效防止混凝土出现裂缝的重要措施,这主要包括:(1)要保证施工用混凝土的配合比正确合理。(2)要对模板安装的牢固程度和位置的准确性、钢筋成型的准确性等因素进行严格控制,避免发生施工变形等不利情况。同时要及时将钢筋表面的氧化层及污染物清除掉,防止出现钢筋与混凝土之间粘结力不够的问题。(3)在振捣混凝土时要控制严格,振捣不够或过度振捣都会对混凝土的均匀性有较大影响,也会影响到混凝土的密实程度。
(四)加强混凝土的养护。养护混凝土问题的关键在于能否通过相关措施将混凝土的温度缓慢降低到外界的温度,若混凝土在降温过程中的温差得到有效控制,便可在很大程度上降低温度所产生的应力,从而防止了裂缝的出现。对于一般的混凝土养护,常采用淋水的方式进行,这种做法可降低混凝土表面的收缩程度,减少了裂缝出现的可能性。但对于大体积混凝土而言,因其内外温差较大,仅仅通过淋水的方式不足以降低混凝土内部应力,还需要尽量延后拆除模板的时间,同时在拆模后一定要及时进行覆盖或回填,以降低内外温差带来的不利影响。
在各类混凝土建筑结构中,混凝土出现裂缝是一个普遍存在的问题,这需要我们对裂缝出现的原因进行仔细分析,同时从建筑设计、施工方案、施工质量以及养护方式等方面入手,严格控制混凝土各个阶段的质量,达到增强建筑整体结构性能的最终目的。
[1]吴双双,房屋施工过程中混凝土裂缝的处理方法探讨[J].江西建材,2014(09):22-23.
[2]吴刚,建筑混凝土裂缝的主要因素及施工处理技术[J].黑龙江科技,2014(05):55.
[3]邓小芳,浅谈某房屋建筑工程钢筋混凝土裂缝产生原因及防治[J].大众科技,2009(10):69-70.
张有斌(1979-),男,高级工程师,研究生学历,主要从事建筑工程计量工作。