房屋建筑施工中混凝土裂缝控制技术的应用

孙 强 李雨杭 陈锦贤

混凝土作为一种常用的建筑材料，其性能和质量直接关系到建筑物的结构安全和使用寿命。然而在施工过程中，由于多种因素的综合作用，混凝土往往会出现裂缝，给建筑物的稳定性和耐久性带来隐患。

近年来，很多学者对混凝土裂缝问题进行了大量的研究，试图找到控制混凝土裂缝的有效方法。尽管已经取得一些研究成果，但仍存在很多问题和不足。本文系统梳理了混凝土裂缝控制技术的工艺流程，探讨了混凝土裂缝控制技术在房屋建筑施工中的应用，以期为大家提供借鉴。

1 房屋建筑施工中混凝土裂缝的类型

1.1 施工过程引起的裂缝

在房屋建筑施工过程中，有很多因素会导致混凝土裂缝。其中，包括混凝土浇筑和养护过程中的温度变化引起的温度裂缝，以及施工振动、模板拆除和荷载施加等因素引起的应力集中和变形裂缝[1]。这些裂缝主要与施工操作和材料性能有关。

1.2 设计和配筋不当引起的裂缝

不合理的设计和配筋方案可能导致混凝土结构中的裂缝问题。例如，设计时未考虑荷载和变形引起的应力，或者配筋的布置不合理、数量不足等情况。

1.3 材料性能不佳引起的裂缝

混凝土材料的性能会直接影响其抗裂性能。如果混凝土配合比不合理或者掺入的添加剂质量不达标，都可能导致混凝土的强度和抗裂性能下降，从而引发裂缝问题。此外，材料的质量控制和施工工艺也会影响混凝土的抗裂性能[2]。

1.4 外界环境因素引起的裂缝

外界环境因素也是引起混凝土裂缝的重要因素之一。例如温度变化、湿度变化、地震等自然因素都可能对混凝土结构产生影响，进而导致裂缝的形成和扩展[3]。

2 房屋建筑施工中的混凝土裂缝控制技术工艺

2.1 材料及选择

2.1.1 混凝土配合比的优化

混凝土的配合比是混凝土裂缝控制中的关键因素之一。通过合理设计和调整配合比，可以有效改善混凝土的抗裂性能。例如，适当调整水灰比、控制骨料粒径分布和使用特殊添加剂等方式，可以有效提高混凝土的强度和耐性[4]。常规混凝土配比表如表1所示。

表1 常规混凝土配比表

2.1.2 骨料的选择和优化

骨料是混凝土中的重要组成部分，对混凝土的性能和抗裂性能具有重要影响。合理选择和优化骨料的种类、粒度和形状，可以改善混凝土的内聚力和抗裂性能。例如使用合适的粗细骨料搭配和控制骨料的含水率，可以提高混凝土的抗裂能力和耐久性。

2.1.3 添加剂的应用

添加剂是混凝土中常用的调整材料，可以改善混凝土的性能和抗裂性能。例如，使用减水剂可以减少混凝土的水灰比，提高混凝土的强度和抗裂性能。使用增粘剂可以增加混凝土的黏结力和内聚力，改善混凝土的抗裂性能。此外，还可以使用增强剂、减缩剂等来优化混凝土的抗裂性能[5]。

2.2 施工流程

2.2.1 准备工作

混凝土配合比设计。根据设计要求和结构设计图纸，确定混凝土的配合比，包括水灰比、骨料粒径分布、添加剂种类和掺量等参数。

模板安装。按照结构要求和图纸设计进行模版匹配和钢筋布置。

2.2.2 混凝土浇筑

首先，混凝土搅拌。将水、水泥、骨料和添加剂按照配合比放入混凝土搅拌机中进行充分搅拌，确保混凝土的均匀性和一致性。

其次，浇筑方式。选择合适的浇筑方式，如自流式浇筑、抽送式浇筑或振动浇筑等，根据具体情况确定。同时，也需要控制浇筑速度和混凝土厚度。

最后，钢筋复位。混凝土浇筑过程中，需注意钢筋的复位和固定，确保钢筋与混凝土的良好粘结和连接。

2.2.3 养护措施

根据混凝土的硬化情况，采取针对的养护措施，如覆盖湿布、喷水养护、温度控制等。为确保混凝土充分硬化，养护时间一般在28 d 以上。

2.2.4 裂缝处理

首先，裂缝检测。混凝土养护完成后，使用裂缝计或显微镜等裂缝检测仪器，对混凝土表面进行全面检查，记录裂缝的数量、长度和宽度等参数。

其次，裂缝修复。根据裂缝的类型和严重程度，采取相应的修复方法。常见的修复方法包括填缝、喷浆、修补材料注入等。填缝时，首先清理裂缝，去除杂物和松散混凝土；然后使用填缝材料填充裂缝，确保充实且与周围混凝土粘结牢固。喷浆修复是利用高压泵将特殊的浆液注入裂缝，填充空隙并增强混凝土的抗裂性能。

再次，表面涂层或防水处理。裂缝修复后，可以进行表面涂层或防水处理，以提高混凝土的耐久性和抗渗性能。涂层可以防止水分渗透和化学物质侵蚀，减少裂缝的产生和扩展。

最后，监测和维护。修复完成后，需要进行定期监测和维护，以确保修复效果和预防新裂缝的产生。监测包括定期检查裂缝状态、测量裂缝变化等，维护包括合理控制使用负荷、防止冻融损伤、维护养护层等，用于保护混凝土结构的完整性和抗裂性能。

2.3 施工质量标准

2.3.1 混凝土配合比标准

混凝土配合比标准如下：

1）水灰比。根据不同的混凝土用途和要求，水灰比一般控制在0.35 ～0.55，以确保混凝土的坍落度和强度。

2）骨料粒径分布。根据混凝土的强度等级，确定合适的骨料粒径分布范围。例如，对于C30 混凝土，骨料粒径应该满足26.5 mm、19.0 mm、

12.5 mm、9.5 mm 等级的要求。

3）控制掺和料掺量。根据具体施工条件和要求，确定合适的掺和料掺量，如粉煤灰、矿渣粉等。一般来说，掺和料掺量不超过混凝土总质量的30%。

2.3.2 浇筑速度和厚度控制

浇筑速度。控制混凝土的浇筑速度，一般在2 m3/h 以上。过快的浇筑速度可能导致温度应力和变形裂缝的产生。

浇筑厚度。根据混凝土的强度等级和结构要求，控制单次浇筑的厚度。通常情况下，每次浇筑的厚度不应超过300 mm，以确保混凝土的均匀性和质量。

2.3.3 养护标准

1）初期养护。混凝土浇筑后，立即进行初期养护，保持湿润和适宜的温度。一般要求在浇筑后24 h 内进行覆盖保湿，并保持温度在10～30 ℃。

2）后期养护。后期养护时间一般为28 d 以上，养护温度应根据混凝土强度等级和设计要求进行控制。以C30 混凝土为例，养护温度应控制在20±2 ℃的范围内，湿度要保持在90%以上。

2.3.4 裂缝控制标准

裂缝控制标准如下：

1）裂缝宽度。根据混凝土结构的要求，控制裂缝的宽度。一般要求裂缝宽度控制在0.1 ～0.2 mm。超过此范围的裂缝宽度可能会影响混凝土结构的强度和美观。

2）裂缝数量。根据混凝土结构的要求，控制裂缝的数量。通常情况下，裂缝数量应控制在每平方米不超过2 条的范围内。

3）裂缝位置。裂缝的位置应符合结构设计的要求，避免对结构强度和稳定性产生负面影响。例如，在梁、柱等主要承重构件的裂缝应该得到特别关注和控制。

3 房屋建筑施工中混凝土裂缝控制技术的实践案例

3.1 项目介绍

该项目工程位于江苏省南京市雨花台区，由南京润玺房地产开发有限公司承包，项目周围配备有办公楼、酒店、公寓、商业等不同区域。项目包含了两栋单体建筑、一处空中连廊、地库两处与一处地下连接通道。其中，一个单体地下2 层、地上6 层、建筑高度35.4 m；另一个单体地下2 层（不含夹层）、地上6 层、建筑高度40.5 m。项目总占地面积约3.3 万m2，总建筑面积约18.1 万m2，其中地上建筑面积10.87 万m2，2 个单体单层的面积分别为0.98 m2与0.86 m2，地下建筑面积为7.23 万m2，连廊面积约5200 m2，单层面积约1300 m2。鉴于该项目的工程量和工程结构，施工单位制订了相应的混凝土控制技术方案，以保证建筑工程的质量与安全。

3.2 针对性结构方案

3.2.1 单体建筑措施

首先，混凝土裂缝控制要点。根据单体建筑的高度、荷载要求和设计要求，制定合理的混凝土配合比，控制水灰比为0.45 左右，以确保混凝土的坍落度和强度。

其次，钢筋布置。由于建筑规模较大且有连廊，需要按照结构设计要求进行钢筋的布置和绑扎，提高混凝土的抗裂性能。

最后，温度和湿度控制。混凝土浇筑之后，要立即进行初期养护，保持湿润和适宜的温度。然后覆盖保湿，并保持温度在15 ℃左右，控制混凝土的干缩和温度变化，减少裂缝产生的风险。

3.2.2 连廊裂缝控制要点

首先，浇筑厚度控制。根据连廊结构要求，控制单次浇筑厚度约为250 mm，以确保了混凝土的均匀性和质量。

其次，预留缝控制。由于连廊结构具有连接稳定与适度延展的特点，需要根据连廊的长度和预计的伸缩量，合理设置预留缝，以允许混凝土的收缩和伸缩，最终达到减少裂缝的产生和扩展作用。

最后，后期养护。连廊作为连接2 个单体的关键结构，需要根据建筑材料对其进行长期且合理的养护，保持湿润和适宜的温度，以促进混凝土充分硬化。考虑到连廊结构的特殊性，其混凝土材料一般是高性能的，因此需要比其他建筑结构进行更长时间的养护，以确保其充分硬化。一般建议的最低养护时间为7 d，但具体要根据混凝土配方和工程要求进行调整。养护过程中，混凝土的最低温度应不低于10 ℃，以避免过早冷却和凝固。同时，混凝土的最高温度不能超过30 ℃，以避免混凝土过热引发的裂缝和其他不良影响。

3.2.3 地库裂缝控制要点

地库裂缝控制有如下要点：

1）地下水控制。由于该项目的一部分在地下，所以需要采取合理的防水措施，包括防水层的设置和密封处理，以避免地下水渗入混凝土结构，减少渗水引起的裂缝。

2）掺和料掺量控制。因为地库一般比较潮湿，且有复杂的地质结构，因此需要合理控制掺和料的掺量，以提高混凝土的抗渗性能和耐久性。

3）后期养护。由于地库环境特殊，应保持适宜的温度，以确保混凝土能够充分硬化。

3.2.4 裂缝紧急预案

裂缝紧急预案要点如下：

1）建立监测体系。建立完善的监测体系，包括使用裂缝计进行实时监测，以及定期对混凝土结构进行巡视和检查。

2）建立快速响应机制。设立专门的紧急响应团队，成员包括结构工程师、施工人员和相关专业人员。一旦发现裂缝，应迅速响应，及时到达现场进行评估和处理，以避免裂缝进一步扩展和对结构安全造成影响。

3）采取紧急修复措施。根据裂缝的类型、位置和程度，采取相应的紧急修复措施。例如，对于较小的表面裂缝，可以使用填缝剂或补漆进行修复；对于较大的结构裂缝，需要采取钢筋加固、局部重建等加固措施。修复措施应由专业人员根据具体情况进行决策和实施。

4）加强沟通和协调。在发生裂缝情况时，及时与相关负责人、监理单位和设计单位进行沟通和协调。要共同商讨解决方案，确保裂缝问题得到有效处理，防止类似问题再次发生。

5）及时记录和总结经验。针对裂缝的紧急处理过程，应及时记录和总结经验教训。对于处理效果好的措施，进行总结并在类似情况下使用；对于存在不足的地方，进行反思和改进，提高应对裂缝紧急情况的能力。

4 结语

混凝土裂缝控制技术在房屋建筑施工中的应用是确保结构质量和耐久性的关键。通过合理的配合比、掺合料选择和养护措施，可有效减少裂缝的产生与扩展。本文总结了混凝土裂缝控制的关键技术和施工标准，并结合实际案例提出了相应的控制方案和材料选择建议，以期为未来的工程建设提供借鉴。