马 超 (山西建筑工程集团有限公司,山西 太原 030002）

混凝土结构在当前建筑行业中应用普遍，广泛应用于我国的各类建筑工程中，但混凝土材料是一种脆性材料，虽然与钢筋材料的有效结合可以提高其抗压抗弯性能，但是混凝土自身具有收缩性，加上内外界因素的综合影响，出现裂缝的概率较高，对建筑工程的使用性能和寿命来说影响较大，因此，对于混凝土结构裂缝问题的防控一直是工程设计、施工和管理的重点，在实际工程中必须要根据结构裂缝控制等级（见表1）采取合理的措施，以降低质量和安全隐患。

表1 混凝土结构构件的裂缝控制等级及最大裂缝宽度限值/mm

1 房建工程混凝土结构裂缝表现形式及成因

1.1 裂缝形式

①根据裂缝成因：混凝土结构在施工及后期使用过程中，会因为设计、材料、施工原因而出现裂缝，也会因温度变化、长期荷载作用等出现裂缝；②按照裂缝深度：根据裂缝的发现时期和受不同因素的作用强度，裂缝分为不伤及结构强度等安全性能的浅表裂缝、由表及里的贯穿型裂缝、从内部开始的破坏性裂缝等；③按照裂缝发展方向：有水平、纵向、斜向裂缝，还有呈不规则性的网状裂缝；④按照裂缝的可观察性：宽度在0.05mm以下的裂缝，由于目测检查无法及时发现，对于工程质量和使用性能来说也没有太大影响，可称为微观裂缝，反之宽度较大，较为明显，且具其危害性的裂缝称为宏观裂缝。

1.2 裂缝的类型和成因

1.2.1 收缩裂缝

①塑性收缩裂缝成因：该种裂缝最常见于新浇筑的混凝土结构表面，一是因为施工准备不足，材料选择失误，水泥过量、砂石过多，混合料硬化时水分过多蒸发，或是浇筑前没有充分湿润基层，导致垫层大量吸水；二是施工操作有误，振捣不充分导致混凝土内部留有空隙，或是养护不及时、不合理，没有进行覆盖处理，使得表面水分蒸发过快，混凝土成型质量不佳，强度不足，不能有效承载变形而引起的拉应力；②干燥收缩裂缝成因：该裂缝根据收缩变形程度，裂缝宽度常处于0.05mm～0.2mm间，主要是因为养护不足，导致表面不够湿润，内外部在不同的湿度环境下收缩不同，由此对表层产生拉应力，应力越大产生的裂缝宽度越大，另外砂石含泥量超标也会影响混凝土抗拉强度，若低于收缩应力将导致裂缝产生，此外对超长混凝土结构，长时间的硬化也会导致整体收缩变形；③混凝土自收缩及碳化收缩裂缝成因：混凝土是由砂石、水泥等原材料组成一种复合材料，具有流动性和硬化性特点，这使得其可以浇筑任何尺寸的结构，也使得其会因为原材料特性出现自收缩性，当水灰比低于0.3时，收缩明显，导致裂缝产生，而碳化收缩是因为混凝土混合液与空气接触后发生反应生成碳酸钙，这种产化物越多，引起的收缩裂缝越深、越宽。

图1 现浇混凝土结构的贯穿裂缝

1.2.2 温差裂缝

混凝土施工过程中因水化放热和环境温度影响，结构内外部温度值会不同，且温度变化是一个动态持续的过程，不同施工时间段、室内外的温度不同，混合料入模时的温度不同，使用不同水泥和用量时的水化放热量也有差别，虽然混凝土搅拌过程是一个散热过程，且混凝土在凝固过程中温度会慢慢回落，但是如果早晚温差大，或是在早期阶段缺乏对混凝土构件的有效养护，会导致混凝土结构内部温度偏高，与结构表层温度差距变大，由此产生温度应力，而表层抗拉强度难以抵抗内部拉应力时，从而出现裂缝。由于混凝土施工过程不可避免地会产生温差，因此需要在施工前后根据气温、用料、结构形式进行必要的温度控制，以降低温度裂缝出现的可能性。

1.2.3 沉降裂缝

当地基出现不均匀沉降时，会产生较大的拉应力，从而形成贯穿性裂缝，产生原理参见图2，该裂缝多出现在结构件的上下两端，且一旦出现对房屋建筑的安全性会产生极大威胁，而这种裂缝的出现主要是因为建筑工程地基软硬不均匀，在打造地基时没有将地面铺平，也没有进行合理有效的地基加固处理，地基不稳，在后续施工环节，荷载逐渐加大时会压缩空隙部分，由于不同地基部分的空隙率不同，从而产生的沉降程度不同，出现的裂缝大小和深度也不同。此外还有混凝土模板的原因，由于模板刚度不够，没有进行加固处理，或是对于特殊施工地区的模板支撑体系设置不当，支撑模板不牢固，或是过早拆除模板，这些都会影响混凝土结构的使用性能，从而导致其耐久性和强度等变弱而无法承压，造成混凝土开裂。

图2 基础不均匀沉降产生的裂缝

1.2.4 其他裂缝

①结构性裂缝：不同混凝土结构部位所承受的荷载不同，有些梁板构件由于施工不规范，随着工程推进承受的荷载越来越大，施工期间或使用过程中都有可能产生裂缝；②非结构性裂缝：这种裂缝一般是长年累月的效果，在不同气候环境的长期作用下，或是因地质灾害等原因发生变形而形成裂缝；③钢筋锈蚀引起的裂缝：由于混凝土结构内部钢筋受湿度、化学物质等因素影响逐渐锈蚀，从而形成沿钢筋方向的纵向裂缝，而混凝土结构内部钢筋较多，有些还形成连通，还存在加密区，出现此种裂缝时会造成保护层成片剥落，钢筋与混凝土的结合效果将受到影响。

2 房建工程混凝土结构裂缝影响因素分析

2.1 材料因素

混凝土是一种复合型材料，各种原材料的自身性能会影响最终混合料的使用效果以及混凝土结构的稳定性和安全性，如水泥等级与混凝土强度等级有关，强度越高，脆性越大，越易开裂，且不同规格水泥的水化放热量也不同，从而对温差的影响也不同，此外若砂石的含泥量偏高，集料颗粒级配不正常，导致混凝土收缩严重而出现裂缝。总的来说，只要材料的品种、物理或力学等性能检测指标与工程实际情况不匹配，或是各种原材料在拌和过程中没有按照配比进行，都可能造成收缩、温差等裂缝的出现。

2.2 设计因素

设计是指导施工的重要依据，对于混凝土结构来说，设计环节需要确定构造方式、预留孔洞、构件截面形式、配筋率和钢筋布置方式等对钢筋混凝土结构的最终状态和性能影响较大的参数，如果结构设计出现了缺陷，会使混凝土结构受力偏移，或是承载能力降低，结构出现不均匀沉降，此外具体的施工方案也需要参照设计图纸，确定施工方式、布置施工平面、计划施工时间、安排施工人员与机械等，若是在设计阶段未能充分考虑混凝土实际施工要求和标准，将会极大地影响施工效率和质量，从而导致裂缝的产生。

2.3 施工因素

混凝土施工是一个连续的、需多个部门协调配合完成的过程，如果在某一道工序出现不规范的行为，都有可能导致不同程度的开裂，如搅拌时间不充分，运输时间过长；支护钢筋混凝土的模板设置不科学，模板密封固定不良；钢筋绑扎环节存在漏绑或者间距过大的问题，或是钢筋表面出现锈蚀，浇筑时钢筋移位；振捣时没有严格按照施工要求进行，混凝土出现离析状态；拆模时间过早或是没有按规定程序拆模，不重视早期养护，养护不到位等，这些施工过程中的疏忽，或是工序衔接上的问题都会给混凝土结构质量带来影响。

3 房建工程混凝土结构裂缝的防范措施

3.1 合理选择和使用材料

①对于混凝土所需的各种原材料，需要结合施工要求和材料对裂缝的影响合理选择，如对于水泥，在满足混凝土结构强度要求的基础上，应尽量选择水化热较低的类型，同时也要考虑工程所处环境来考虑水泥的抗裂性、抗冻性、抗酸碱性，严禁使用安定性不合格的水泥；对于粗细骨料，需要考虑其粒径、形状及含泥量等，如粗骨料应选择表面粗糙、颗粒较大且空隙较小、碱性反应相对较小的类型；对于掺加材料，通常采用缓凝型减水剂，可以提升混凝土材料的自身性能，降低因混凝土水泥水化热出现裂缝的概率；②科学设计混凝土配合比，经过严密S计算确定各材料的添加量，在保证新拌混凝土作业所需坍落度、可泵性的基础上，尽可能降低水灰比，减少水泥用量，控制砂率（见表2），降低水胶比，这样可以降低水化放热量，减小混凝土孔隙率，提高混凝土的耐久性和抗裂性能。

表2 砂率取值参考表

3.2 优化设计

①保证整体设计的合理性。为了提高建筑结构的稳定性，避免或消除裂缝问题，在设计阶段需要从局部着手，兼顾整体，考虑结构在受力等方面的关联性，加强设计的整体性；②严格参照设计规范。设计需要建立在相关标准的基础之上，并结合工程实际进行相应的调整，如为了控制墙体结构裂缝出现，需要根据极限状态下的结构受力计算来确定浇筑截面尺寸，混凝土结构的长宽比等技术指标，以提高结构的刚度；③完善细节设计。如根据地质条件合理调整基础埋置深度及垫层厚度，根据施工环境等设置伸缩缝、沉降缝及抗震缝，或是在必要位置设置后浇带，以有效防控因沉降、温度等引起的裂缝问题；④科学配置钢筋。钢筋的主要作用是抗拉，在应力集聚处增加受力钢筋数量，确保钢筋保护层厚度达标，这些合理的配筋设计可以约束混凝土收缩，提高结构的抗裂性能，从而避免构造裂缝出现。

3.3 强化施工指导和监督

①加强施工技术指导和监督，在施工前要做好人员培训和技术交底工作，确保施工人员掌握更成熟、更先进的技术，同时全面了解当下工程施工所采用的技术方案和施工要点、注意事项等重点，在技术准备充分的条件下开展施工；②优化工序管理，既要保证工序衔接顺畅，也要确保各道工序施工质量合格，如要加强模板工程施工质量管理，保证模板与支架均具有足够的刚度，浇筑混凝土时要合理控制振捣力度及时间；③严厉制止不规范的施工行为，监督质量问题整改情况，按照施工规范和管理制度来约束现场施工人员，及时改正检查发现的问题，避免因人员松懈、责任心不强而导致施工质量不达标；④注意对上道完工内容的保护，如钢筋绑扎完毕且验收合格后，要避免人员随意踩踏，避免搁置重物或大力撞击，对于完成浇筑的板面，需要强度达到要求后才可以上人。

4 结语

综上所述，从混凝土结构施工技术、施工原材料、施工环境、工程规模等方面来说，裂缝问题的出现概率很高，如果没有及时处理，不仅会影响观感，还会影响建筑物的整体功能和承载力，由此可见对裂缝问题进行防范不仅可以保障混凝土结构施工质量，维护建筑物安全，也是确保行业竞争力的重要方式，因此需要加强对混凝土原材料、结构设计和施工的管控，通过积极有效的防范降低裂缝问题造成的不利影响，同时相关人员也应该继续研究不同裂缝的修复处理技术，从而形成科学防控、有效处理的全过程管理，协助施工单位获得预期效益。