房屋结构设计中的现浇混凝土裂缝控制探讨

马国平

（浙江科欣工程设计咨询有限公司 浙江杭州 310015）

0 引言

现浇混凝土是指在结构构件设计位置处浇灌入模、成型、密实和硬化的混凝土，在一定程度上能够确保结构的完整性，提高建筑结构的稳定性，适当加快施工进度。近些年来，建筑行业的竞争越来越激烈，赶工期抓质量成为建筑公司增强竞争力的有效手段。现浇混凝土因其优越性而被广泛应用于各类建筑，但同时其质量问题也被各方关注。现浇混凝土的施工程序基本都在现场完成，其裂缝的控制很难做到，而裂缝的数量以及深度对于结构构件的寿命，包括稳定性、安全性、极限荷载能力等都有着比较大的影响。控制裂缝的形成和大小可谓十分重要。

1 裂缝的种类和形成原因

1.1 裂缝的种类

1.1.1 混凝土收缩徐变产生的裂缝

现浇混凝土在浇筑完成后会有一个凝结硬化期，混凝土本身是由石灰、骨料以及一些其他添加剂混合而成，当混凝土凝结硬化是形成混合料包裹较大的骨料，而混凝土在搅拌时不可能将各部分混合完全均匀，再加上骨料的沉降等原因导致混凝土内部会产生隐藏的细小裂缝。而在现浇混凝土表面会因为表面水分散失较快，也会因收缩产生较小的裂缝。

1.1.2 荷载裂缝

混凝土构件的整个使用过程中都是带有裂缝的。由现浇混凝土浇筑而成的混凝土构件大部分是梁和柱这一类的，它们本身就是房屋结构中承受竖向荷载和水平荷载的构件，在使用过程中一般都是带着裂缝工作的。一部分较深的裂缝便是荷载过大造成小裂缝扩大。

1.1.3 温度裂缝

当混凝土凝结硬化的时候，其内部也在进行着化学反应，凝结硬化的过程也是放热的过程，在此过程中，热量过大而无法散出时，混凝土内部产生的温度应力大于混凝土本身的抗拉应力，就会在内部产生温度裂缝。同时，外界温度与混凝土内部水化热散发时的温差达到25℃以上时很容易产生裂缝。

1.2 裂缝产生的一些原因

1.2.1 水灰比的控制

混凝土在搅拌之前就应该设计好水灰比，水灰比过大的构件容易产生干燥裂缝，水灰比的设置不符合构件的要求时，混凝土构件一受到长期的荷载作用时就容易产生裂缝。同时如果水灰比过大，水泥用量过多便会在凝固时造成上面所说的水化热过大产生深层裂缝。

1.2.2 施工速度过快

现在的工程中为了降低成本，大都会想方设法缩短工期，因而施工的速度便大大加快，尤其是立体式施工的现在，施工的各个阶段被打乱，多个施工队同时进行建设工作，彼此之间经常被催促着完工，因而出现混凝土的搅拌不够充分，各原材料的投放比例不严格的现象，导致无法保证施工的质量。

1.2.3 后期养护方法不合理

混凝土的凝结硬化是一个长期的过程，浇筑结束后，为了使其能够达到预期的目标，就必须对其进行养护。模板支撑刚度不够、过早拆模以及过度干燥等，导致在凝结过程中混凝土产生了裂缝。在养护期间，混凝土构件需要在一定的温度和湿度条件下保持较长的一段时间才能够确保设计时想要其达到的强度和承载力。

2 控制裂缝的措施

2.1 采用预应力混凝土构件

预应力混凝土是为了防止结构构件过早出现裂缝的现象，在构件使用之前，预先给混凝土一个压应力，在后期受力时能够抵消受拉区构件所受的力，限制了混凝土的伸长，延缓或者不使混凝土产生裂缝。预应力混凝土近些年来逐渐应用于各类较大跨度的结构中，如车库会议厅等。这种措施是从受力的角度来对裂缝进行控制，其本身的极限承载力并没有改变。在缺少柱支撑的地方使用预应力混凝土构件，减少了裂缝的产生，从而保证结构的安全性，，增长结构的寿命。

2.2 设计之前的充分准备

房屋结构中设计的混凝土构件参数是确定的，其本身的正常使用承载能力和极限承载能力是在设计之初就确定下来的，后面的措施都是保证这个参数的最终实现，因此，在设计之初就对裂缝进行控制最有效。

各类建筑对裂缝的要求不同：严格要求不出现裂缝，一般要求不出现裂缝，可出现少数微小裂缝。这一点在设计时就要清楚明白，设计时所要浇筑的构件应承受的荷载是确定的，再应对此确立一个波动的范围作为构件设计的参照。混凝土虽然受力钢筋的面积是确定的，但是应以直径较小间距较密为原则，受力钢筋的配置要尽量合理，可适当提高构件的配筋率，较长的构件箍筋和弯起钢筋不能缺少。其次是保护层的设置，保护层不能够过厚，若保护层过厚，在构件受到较大荷载作用时一侧混凝土会被压坏，另一侧会容易被拉坏。再者要选用合适的混凝土强度等级，混凝土强度等级越高，水泥用量就会越多，水灰比越大，出现裂缝的可能性更大。现浇板的尺寸一般较大，其强度等级不宜大于C30。而各个结构构件之间因为相互接触传递荷载等原因，它们的混凝土强度等级应尽量接近。最后是放眼整体的结构设计，建筑平面应尽量规则，在结构变化较大的地方应适当增加配筋，同时按照规范要求控制房屋的长度，当房屋长度超出规范规定的数值之后，设置变形缝和温度缝。

2.3 支模和浇筑

确保模具刚度足够，在设计底模和支架时应提前计算好施工时需承受的荷载，混凝土浇筑后必须留有足够长的时间来养护，在没有达到拆模强度时，不得减少模板的支架。若要加快施工速度，可在混凝土配料上做文章，加入减水剂等加快混凝土的凝固。施工速度必须有科学的组织和安排，不可一味追求速度。根据现场的实际认真编制浇筑方案，科学确定浇筑的顺序和方向，按照规范要求留置施工缝，在条件允许的情况下掺入减水剂，减少水泥用量和用水量，采用低水灰比的混凝土减少混凝土的收缩，同时能够减少水化热防止内部产生细微裂缝。浇筑完成后注重抱养，保证混凝土表面的湿润，维持较好的温度湿度条件，确保养护质量。

2.4 大体积混凝土裂缝的控制

现代建筑中经常用到大体积混凝土施工，大体积混凝土的特点是结构敦实，混凝土量大施工要求较高。大体积混凝土裂缝产生的原因分为两类：①混凝土收缩引起的裂缝，一般是表面裂缝危害不大；②温度应力引起的裂缝，容易形成深层裂缝。

在大体积混凝土施工时：①要尽量减少水泥水化热，如掺入粉煤灰可替代部分水泥，既降低了水泥水化热，又减少了水泥的用量；夏季施工时采用冰水拌和和混凝土输送管道全程撒冷水等措施。②进行保温保湿养护，养护周期不少于14d，使得混凝土硬化时产生的温度应力小于其本身的抗拉强度。③采用分层分段法浇筑混凝土，分层振捣密实来使混凝土的水化热尽快散失。

3 结语

裂缝的控制对房屋建筑结构的安全性稳定性有着极其重要的作用。在进行结构构件设计和建造时，根据相应的裂缝控制等级做出统筹安排，严格按照建筑规范来进行钢筋的配置、混凝土强度等级的选取、水灰比的确定和构件厚度的控制；施工过程中混凝土混合均匀，浇筑时尽量振捣密实，保证内部不出现气泡，同时关注水化热的问题。如此，构件的裂缝才能最大程度的得到控制。在建筑工作中要竭力保证建筑的质量，裂缝的控制尤为重要，不能只贪图施工进度。