建筑混凝土结构裂缝形成的原因及控制措施简析

建筑混凝土结构裂缝形成的原因及控制措施简析

雷涛

浙江城乡工程检测有限公司浙江杭州310000

摘要：建筑工程涉及的方面很多，一旦某一环节出现了问题，就有可能降低整个工程的质量，甚至会带来一定的安全风险。这个过程中，裂缝问题会影响到整个工程的质量，导致危害到工程的安全性。因此建筑工程领域十分重视裂缝问题，本文针对裂缝出现的各种现象，简要分析了其出现的原因，并提出应对措施，以确保实际工作中的工程质量，提高建筑工程的经济与社会效益。

关键词：建筑结构；裂缝；原因；控制措施

一、建筑结构出现裂缝的原因

1、大负荷会产生裂缝

建筑工程结构构件在力的作用下，随着时间的推移，钢筋混凝土会在负载下产生裂缝。由于裂缝的出现，使得建筑质量在一定程度上受到损害。这种现象不仅与建筑结构的施工质量有关，而且与建筑物之间的长期负荷有关。在进行抗裂性研究时，应考虑长期负荷的影响因素。

2、温度应力因素

建筑物使用期间，砼结构受外部环境条件温度变化影响，极易形成温度应力。根据温度应力引起的原因可分为2类，一类是自生应力。边界上没有任何约束或完全静止的结构，如果内部温度是非线性分布的，由于结构本身互相约束而出现的温度应力。例如：预制大型屋面板结构尺寸相对较大，混凝土冷却时表面温度低，内部温度高，在表面出现拉应力，在中间出现压应力。另一类是约束应力。结构的全部或部分边界受到外界的约束，不能自由变形而引起的应力。如：梁板混凝土和剪力墙混凝土。这种温度应力往往和混凝土的干缩所引起的应力共同作用。要根据已知的温度准确分析出温度应力的分布、大小是一项比较复杂的工作。在大多数情况下，需要依靠模型试验或数值计算。混凝土的徐变使温度应力有相当大的松驰，计算温度应力时必须考虑徐变的影响。

3、材料选择因素

建筑材料正确选用，对建筑裂缝可起抑制作用，甚至可以部分避免出现裂缝，建筑裂缝成因极具复杂，湿度、温度、环境条件等均会对建筑质量好坏与否产生直接影响，建筑材料的控制，对于裂缝控制可起到防范的作用，以伸缩性、塑限性、环境、温度等为主视角来分析，建筑材料选用，对于建筑裂缝预防作用较为突出，是保证工程质量的措施之一。

4、地基的不均匀沉降导致出现裂缝

基础可以将房屋本身的重量和承载的负荷转移到地基上，在上部荷载作用下，地基受的力在一定范围内分布，深度越大，扩散区域就越大。在相同深度处，作用点正对应位置下方应力最大并向两侧逐渐减小。此外，地基土本身是不均匀的，房屋的应力分布本质上也是不均匀的，这就可能导致房屋不均匀沉降，从而使建筑物墙体、梁柱等有产生裂缝的可能。如果不调节建筑物各部分的荷载分布，使荷载在一定范围内尽量均衡，则必会引建筑物应力在地基中不均匀分布，并引建筑物倾斜、使墙体、梁柱等结构构件产生不均匀变形，并引起墙体与建筑其他构件产生裂缝。

5施工因素

1）施工的速度过快：由于浇筑过快，混凝土流动性较低，在硬化前因混凝土沉降不足，硬化后沉降过大，容易在浇筑数小时后在钢筋上面、在墙与板、梁与柱交接处部分出现裂缝，即沉降收缩裂缝。

2）模板作业的不规范：当模板刚度不足，在浇筑混凝土时，由于侧向压力的作用使得模板变形，产生与模板变形一致的裂缝。由于施工时拆模过早，混凝土强度不足，使得构件在自重或施工荷载作用下产生裂缝。其模板支架压实不足或支架刚度不足，浇筑混凝土后支架不均匀下沉，导致混凝土出现裂缝。模板在浇筑前淋水不足，过分干燥，浇筑后因模板吸水量大，导致混凝土收缩，产生塑性收缩裂缝。

3）施工过程中擅自改变水灰比：因泵送混凝土施工时，为方便施工，擅自加水提高混凝土的流动性，也或因其它原因加大水灰比，导致混凝土硬化时收缩量增加，结构出现网状或长短不一的不规则裂缝。

4）没有正确振捣：因为振捣不均匀、不密实，出现蜂窝、麻面、空洞，所以导致钢筋锈蚀或其它荷载裂缝的起源点。由于振捣时间太短，振捣不密实，而形成的混凝土强度不足或不均匀；时间太长，造成分层，粗骨料沉入底层，细骨料留在上层，强度不均匀，比下层混凝土有较大的干缩性，待水分蒸发后，容易形成塑性收缩裂缝。

5）施工工艺不合理，管理混乱：在施工过程当中不加限制地堆放施工机具、材料；不了解预制结构受力特点，随意翻身、起吊、运输、安装；不按设计图纸施工，擅自更改结构施工顺序，改变结构受力模式；这些行为都会产生裂缝。乱踩已绑扎的上层钢筋，钢筋被踩弯、踩倒，使承受负弯矩的受力筋保护层加厚，导致构件的有效高度减小，承载力下降，形成与受力钢筋垂直方向的裂缝。

6）混凝土搅拌运输时间过长：如果混凝土搅拌运输时间过长，会使水分蒸发过多，引起混凝土塌落度过低，还会出现不规则的收缩裂缝。

7）过分抹平压光：因浇筑混凝土后过分抹平压光，会使较多的细骨料浮到混凝土表面，形成含水量很大的水泥浆层。空气中的二氧化碳与水泥浆中的氢氧化钙发生反应生成碳酸钙，导致硬化后期混凝土明显收缩，即碳化收缩，出现开裂。

8）混凝土早期受冻：如果是在冬季施工没有采取必要的保温措施，会使混凝土早期受冻，会在表面出现裂纹，或局部剥落，或脱模后出现空鼓现象。

9）分段浇筑结合部没有处理好：当混凝土分层或分段浇筑时，其结合部处理不好，容易在新旧混凝土和施工缝之间出现裂缝。如混凝土分层浇筑时，后浇混凝土因停电、下雨等原因未能在前浇混凝土初凝前浇筑，而引起层面之间的水平裂缝；如果采用分段现浇时，先浇混凝土接触面凿毛、清洗不好，新旧混凝土之间粘结力小，或后浇混凝土养护不到位，导致混凝土收缩而引起裂缝。

10）养护方法不正确

a.强制性规范要求混凝土养护要苫盖并浇水，现在大多数不苫盖，浇水也不能保证经常性湿润，使混凝土初期表面失水过快，水泥由于缺乏必要的水化水，从而产生急剧的体积收缩，此时的混凝土早期强度低，未能抵抗该种收缩应力而产生开裂。

b.如果环境湿度小、空气干燥、温度高、风速大，则混凝土水分蒸发速度很快，混凝土很容易出现收缩开裂。

c.如果是在夏、冬两季，因昼夜温差较大，养护不当也容易产生温差裂缝。

二、控制措施

1、防止开裂的措施

1）结构裂缝的产生受到设计质量的影响，也与施工息息相关，因此，在施工过程中，应加强监测，加强检查，确保施工质量得到充分保证。关于建筑材料的质量，水泥的质量与安定性以及砂的沉积物含量等应得到有效的保证，才能确保混凝土的质量，并为防止构件开裂服务。另外，模板刚度、强度、保水保湿性等对混凝土的质量有直接影响，搅拌的时间、搅拌的均匀性也与质量直接相关。因此，混凝土浇灌入模板后，应均匀振动，振捣时间不要太长，也不要太短。

2）在建筑物建造过程中应选择合适的材料。在选择水泥、砂、石子、水时，应根据特定结构的要求和规定执行，以确保所选材料达到结构所需要求。此外，应确保外加剂和混凝土的相容性，还原剂和抗裂剂能够显著提高混凝土的抗裂性并改善水泥浆的粘度。

2、温度裂缝控制

合理确定混凝土结构布置方式，根据相关的标准以及具体施工的需求，选择合适的工艺形式从细节上做好把控。由于会受到多方影响，可能会出现各种各样的问题，要事先考虑，并提出一定的应对措施。因为温度是出现结构裂缝的影响因素之一，所以要从结构布局、结构构造等方面入手，首先就要遵循简单实用。要避免出现一些不规则的结构，尤其是一些凸凹的结构变化，这种情况下，结构不规则，温度应力可能会出现差异，进而导致裂缝。除此之外，混凝土结构不同部位的尺寸都要符合要求，尽量减少温度影响带来的差异，合理控制材料形变。在温差过大的情况下，材料会出现变形差异，如果不能合理控制，就极有可能出现结构裂缝。

3、防止地基不均匀沉降的措施

1）应对建筑工程中的软土地和软硬不同的地基进行处理。应做到先勘察后设计的原则，并根据地质报告进行设计。对于一些复杂的地基，在地基开挖工作完成后，应加强基础较弱部分的处理。地基基础施工时，应与上部建筑相关联，系统地考虑各个方面因素，以确定合理地基基础方案。在上部结构方面，可以调整设计思路，有些部位用柔性和轻质结构，有些部位用较刚性的结构，这样可以为结构整体的变形创造适应性，以减少结构裂缝。

2）对于较复杂的建筑物，地基基础应分开成几个较简洁的部分，各部分自行沉降，能有效地避免基础与上部结构的裂缝。沉降缝的宽度，应按照有关要求和规定执行，缝宽应考虑建筑物地震作用时各分开部分不能相碰，缝宽也应考虑各部分差异沉后也不能相碰。

4、严把施工关

浇筑混凝土的时候要考虑到多种影响因素，比如当地的气温以及当时的风速。如果当时的温度比较高，施工人员要采用浇捣降温的措施来进行相关的操作，这样能够有效减少高温带来的影响。也可以选用可快速摊铺和有效压实的混凝土减少混凝土的运输、摊铺、压实与凝固时间，有效地安排工作，避免混凝土长时间暴露，当天气条件有利时，在白天或夜晚合理地安排混凝土的摊铺工作，在摊铺和养护期间，应避免混凝土温度的损失，在实施前组织讨论会，研究高温天气下混凝土凝固的一些必要条件；除此之外，钢筋布置位置、直径与保护层厚度的问题也要考虑到，在混凝土浇筑的过程中，不能影响到钢筋的布置位置。如果整个建筑结构的混凝土体积比较大，厚度较厚，则可跳仓施工，加冰块等。

5、严把选材关

选择材料的时候，必须严格把控混凝土材料，确保混凝土的质量。如果一些混凝土体积比较大，可以利用水热化值比较低的矿渣水泥。要想合理调整水泥浆的稠度，确保混凝土的抗位性，可以增加一些盐水防裂剂。在选择水泥的时候要以水热化比较低、抗裂性比较好的为主，使用最多的就是粉煤灰水泥。砂石骨料在选择的过程中，要以干净，级配良好为主，要合理控制活性骨料内部的含泥量，尽量减少细砂的使用。施工管理方要根据实际情况，严格审核所用的材料。如果这些材料不符合相关的规定要求，就应更换。必须确保使用的材料，符合结构设计的要求，这样才能提高整体的质量，才能降低建筑结构出现裂缝的几率。

结束语

综上所述，促使建构设计出现裂缝问题的因素众多，大致可归集为结构变形与受力、温度应力、材料选择、地基变形、施工影响等等因素。为了能够在工程上更好地控制结构裂缝，不仅要采取各项控制措施，还需做到具体问题具体分析，把握裂缝形成具体因素，结合实际工况，不断优化及完善设计方案与措施，完善施工方案，有效控制建筑物裂缝，尽最大限度防止裂缝超规出现，保证建筑工程的整体质量。

参考文献：

[1]周泽宇.钢筋混凝土结构裂缝研究[J].工程技术研究，2019，4（2）：237-238.

[2]黄志彬.建筑结构设计中裂缝形成的原因及控制措施[J].中华建设，2017（2）：108-109.

[3]程鸿超.建筑结构设计中的现浇混凝土裂缝控制措施[J].工程建设与设计，2016（18）：23-24+27.

[4]张涛.建筑结构设计出现裂缝的原因及对策研究[J].住宅与房地产，2018（11）：99.

[5]房屋裂缝检测与处理技术规程CECS293-2011.

[6]《工程结构裂缝控制》，王铁梦著，中国建筑工业出版社，2006年.