房屋建筑现浇混凝土施工中裂缝原因及技术控制策略

徐凯

（中国铁建大桥工程局集团有限公司，天津300000）

1 前言

现浇混凝土在房屋建筑中占据着至关重要的地位，其耐久性、稳定性以及高度的施工灵活性，使得现浇混凝土在现代建筑工程中得到了广泛应用。然而，在实际的施工过程中，现浇混凝土裂缝的问题时常出现，这不仅影响了建筑的美观，更重要的是，裂缝可能导致混凝土的耐久性下降，甚至影响到建筑的整体稳定性。裂缝的形成是由多种因素共同作用的结果，包括混凝土材料自身的性质、施工过程中的工艺控制、设计方案的不合理性以及环境条件的影响等等。这些因素相互交织，形成了一个复杂的系统，任何一个环节的失误都可能导致裂缝的产生。因此，对于现浇混凝土裂缝问题的研究，不仅需要深入理解各因素对裂缝产生的影响，更需要找出有效的技术策略，对裂缝的产生进行科学的控制[3][4]。本文将对这一问题进行深入探讨，希望能为房屋建筑中的现浇混凝土施工提供有益的参考。

2 房屋建筑现浇混凝土施工裂缝的原因

2.1 材料因素

房屋建筑现浇混凝土施工裂缝的原因之一是材料因素。混凝土作为一种复合材料，其性能受到水泥、砂、石、水以及其他添加剂的质量与比例的直接影响。首先，水泥的质量直接决定了混凝土的强度和耐久性。若水泥质量不合格，可能导致混凝土强度不足，从而在施工或使用过程中出现裂缝。此外，水泥的种类和品质也会对混凝土的收缩性能产生影响，不当的选用可能导致混凝土出现过早或过度收缩，进而形成裂缝。其次，骨料的选用也是产生裂缝的一个重要因素。骨料的粒度、形状和级配直接影响混凝土的工作性和抗裂性。若骨料级配不合理或粒径过大，将导致混凝土浇筑难度增大，内部孔隙增多，容易产生裂缝。再次，混凝土的混合比例是决定其性能的关键。如果水灰比过高，将导致混凝土强度降低，抗裂性能差，易产生裂缝；如果水灰比过低，虽然可以提高混凝土的强度，但会导致混凝土的工作性差，浇筑困难，也可能导致裂缝的产生。

总的来说，混凝土材料的选择和配比决定了混凝土的基本性能，对裂缝的产生有直接影响。因此，选择优质的混凝土材料，并合理配比，是预防混凝土裂缝的关键。

2.2 施工因素

施工因素也是导致房屋建筑现浇混凝土施工裂缝的重要原因之一，施工过程中的控制不当，无论混凝土的质量有多好，都可能导致裂缝的产生。

首先，浇筑工艺的不合理是导致裂缝的主要原因之一。例如，混凝土浇筑过快，可能会导致混凝土内部产生应力集中，从而产生裂缝；混凝土浇筑过慢，可能导致混凝土之间出现冷缝，同样会导致裂缝的产生。其次，混凝土的养护不当也是产生裂缝的重要原因。如果混凝土在初凝期内水分蒸发过快，可能会导致混凝土表面出现干缩裂缝。因此，混凝土浇筑后的养护工作非常重要，需要保持适当的湿度和温度，以防止水分过快蒸发。再次，施工过程中的振捣不均匀或不足，也可能导致混凝土内部的空气无法完全排出，形成气孔或空洞，从而导致混凝土的裂缝。因此，在施工过程中，需要进行充分的振捣，以确保混凝土的密实度。

总的来说，施工过程中的各个环节都可能影响到混凝土裂缝的产生。因此，在施工过程中，需要严格控制各个环节，确保混凝土的质量，从而有效防止裂缝的产生。

2.3 设计因素

设计因素也是引起房屋建筑现浇混凝土施工裂缝的重要原因之一，设计过程中的不合理之处，可能在施工或使用过程中导致混凝土裂缝。首先，结构设计不合理是导致裂缝的一个重要因素。如果在设计阶段没有考虑到混凝土的收缩和温度变化等因素，可能会在结构中产生过大的应力，从而导致裂缝。例如，如果结构的形状过于复杂，或者混凝土构件的长度过大，都可能增加混凝土的应力，从而增加裂缝的风险。其次，混凝土材料的选择和配比设计也会影响到混凝土的裂缝。设计中如果未考虑到混凝土的强度、耐久性及其与环境条件的匹配性，可能会导致混凝土在使用过程中出现裂缝。再次，预应力设计不合理也会导致混凝土裂缝。如果预应力的大小、分布或者施加的时间设计的不合理，可能会导致混凝土在施工或使用过程中产生过大的应变，从而形成裂缝。

总的来说，设计因素对于混凝土裂缝的产生有着直接的影响。因此，在设计阶段，需要充分考虑混凝土的性质和环境条件，以及施工和使用过程中可能遇到的问题，进行合理的设计，以预防混凝土裂缝的产生。

2.4 环境因素

环境因素也是导致房屋建筑现浇混凝土施工裂缝的重要因素。

（1）温度变化：混凝土在热胀冷缩的过程中，如果温度变化过大，可能引起混凝土内部的应力超过其承受能力，从而产生裂缝。

（2）湿度变化：环境湿度的变化会导致混凝土内部水分的快速蒸发或吸收，引发混凝土的收缩或膨胀，进而可能形成裂缝。

（3）地质条件：如地基沉降不均，地震等自然因素也可能导致混凝土结构承受过大的应力，产生裂缝。

（4）腐蚀：化学物质或盐分侵蚀也可能导致混凝土内部结构破坏，引发裂缝。

因此，在施工过程中，应充分考虑环境因素的影响，采取相应的防护措施，以尽量减少裂缝的产生。

3 技术控制策略

3.1 材料控制策略

这一步骤涵盖了混凝土的所有基础材料，包括水泥、骨料、混凝土外加剂等。选择适合的水泥类型和强度等级，对于控制混凝土的性能至关重要；骨料也是同样重要的一部分，其质量和粒径分布对混凝土的稳定性有直接影响；混凝土配比也是一项关键任务，需要在满足混凝土强度、耐久性、工作性和经济性的同时，尽可能减少水泥用量；适当使用混凝土外加剂（例如减水剂和缓凝剂）可以进一步改善混凝土的性能，以及预防和减少裂缝的生成。

3.2 施工控制策略

施工阶段的管理和技术会直接影响混凝土结构的整体质量。浇筑混凝土时，必须确保其密实度，避免因浇筑不均匀或振捣不足而产生的裂缝。此外，良好的养护措施也可以保护混凝土免受环境条件的影响，防止早期收缩裂缝的产生。例如，及时遮阳和喷水可以防止混凝土过早干燥；使用合适的养护材料如膜材、湿布或保温毯，可以降低水分蒸发率，减少裂缝。

3.3 设计控制策略

设计阶段的控制策略关注的是如何通过合理的设计防止裂缝的产生。适当的设计选择和应力计算可以优化混凝土结构的性能，从而减少裂缝的产生。例如，选择合适的混凝土厚度和形状，确保混凝土结构的应力分布均匀；预先设计缝隙或者使用预应力技术，可以让混凝土在收缩时有足够的空间，减少因应力集中导致的裂缝。

3.4 环境控制策略

环境控制主要涉及施工环境对混凝土裂缝产生的影响。对环境的控制包括在适当的温度和湿度条件下进行混凝土施工，防止环境因素如温度差异和湿度变化导致的混凝土收缩和膨胀。此外，防风和遮阳措施也需要在有必要时采取，以避免混凝土在风化和日晒下过早失水和热应力的产生。通过严谨的技术控制，可以有效地预防和控制裂缝的产生，保证建筑结构的安全和耐久性。

4 案例分析

该住宅小区包括6-10 号楼，每栋楼为七层砖混结构，采用钢筋混凝土现浇楼面。这些楼板的尺寸在2.0 至5.0 米之间，并按规范设置了构造柱和圈梁。然而，工程竣工后的六个月内，各楼出现了不同程度的楼面裂缝，这些裂缝随着时间推移逐渐增多，在十个月时裂缝增长最快，然后逐渐趋于稳定，大约在15 个月后几乎没有新的裂缝出现。裂缝种类多样，分为三大类型。首先，斜向裂缝呈45 度斜向，数量众多，长度在0.5 到2.1 米之间，裂缝上口宽度在0.05 到0.31 毫米，最宽可达0.45 毫米，下口宽度大部分在0.10 毫米以下，通常上下贯通，存在于板面的各个部分。其次，板中裂缝大多数出现在板面的上部，上口宽度在0.03 到0.23 毫米之间，部分裂缝上下贯通，表现出多样性。最后，不规则裂缝较少见，长度较短，无固定方向，裂缝宽度极小，有些甚至肉眼难以察觉。这些裂缝的产生受到多种因素的影响，需要细致分析和维修，以确保建筑结构的完整性和稳定性。

通过考察裂缝的出现时间、形式、楼板受力情况、工程施工情况以及沉降观测资料，得出裂缝主要是由混凝土的收缩引起的。这种收缩是混凝土在硬化过程中由于水分蒸发和内部应力引起的自然现象。在混凝土受到周围墙体的约束时，楼面板角部产生的收缩应力超过混凝土的极限拉应力，因此在这些区域出现了45°到60°的斜向裂缝。而在板的中部，存在底部钢筋，这些钢筋会限制混凝土的收缩，因此板中部位上部的裂缝相对较少。除混凝土自身的收缩外，施工不当和养护不到位也是裂缝产生的原因之一。浇筑不均匀、内部孔洞过多、初凝期的养护不及时等因素都会导致混凝土内部产生应力不均，从而引发裂缝。因此，综合考虑这些因素，并采取适当的施工和养护措施，能够有效地预防和减少裂缝的产生，确保建筑结构的安全和稳定。

维修措施中，首先对裂缝的处理采用了环氧树脂灌浆处理的工艺，包括以下步骤：

（1）凿除裂缝上部细石混凝土：裂缝修复的第一步是将裂缝上部的细石混凝土凿除，这一过程宽度约为15厘米，旨在清除损坏的混凝土以便进行后续修补工作。

（2）清洁裂缝槽内：凿除后，裂缝槽内需要进行彻底的清洁处理，确保没有杂物和尘土，以保证环氧树脂灌浆能够充分渗透并粘结。

（3）等待槽内干燥后：在清洁完成后，需要等待裂缝槽内充分干燥，以确保环氧树脂灌浆的粘结效果。

（4）使用环氧树脂浆液对结构层板缝进行注浆：一旦槽内干燥，就可以开始注入环氧树脂浆液，这有助于填充裂缝并加固混凝土结构。

（5）经过24 小时进行注水试验：为了确保注浆不会渗漏，需要进行注水试验，检查是否有漏水的情况，如果有渗漏，需要继续注浆直至不再渗漏。

（6）在槽内涂刷新老结合剂：在环氧树脂注浆完成后，需要在槽内涂刷新老结合剂，以保持修复区域的一致性。

（7）用掺有微膨化剂的高标号混凝土填充并压光：使用掺有微膨化剂的高标号混凝土填充槽内，确保修复区域的强度和耐久性。填充后需要进行压光，以确保混凝土均匀分布。

（8）湿润养护：修复完成后，需要保持聚合砂浆一定时间的湿润状态，以促进混凝土的初凝和强度发展。通常，需要进行7 天以上的湿润养护，以确保修复区域的性能。

这些维修措施有助于修复现浇混凝土结构中的裂缝，增强其整体稳定性和耐久性，确保建筑物的结构安全。

5 结论

通过对某住宅小区现浇混凝土结构裂缝问题的案例分析，可以得出以下结论：

（1）裂缝产生的原因：混凝土浇筑不均匀、内部空洞过多、初凝期养护不及时等因素是导致裂缝产生的主要原因。

（2）技术控制策略的实际应用效果：采用改进的混凝土浇筑工艺，如分层浇筑和加强振捣，以及加强混凝土初凝期的养护工作，能够有效控制裂缝的产生和扩展，提高建筑物的结构安全性。

（3）防治措施的重要性：在现浇混凝土结构施工过程中，严格执行质量控制措施和技术规范，确保混凝土浇筑质量和养护工作的到位，是预防裂缝产生、保障建筑物结构安全的关键。

（4）持续监测和维护：对于已经出现裂缝的现浇混凝土结构，除了采取针对性的修复措施外，还需要对裂缝进行持续的监测和维护，以防止裂缝的扩展和进一步恶化。

总之，通过深入分析裂缝产生的原因和技术控制策略的实际应用效果，可以更好地了解现浇混凝土结构裂缝问题的本质，为今后类似工程提供借鉴和参考，助力提高建筑物的结构质量和使用寿命。