科技信息 ０建筑与工程０ ＳＣＩＥＮＣＥ＆ＴＥＣＨＮＯＬＯＧＹ ＩＮＦＯＲＭＡＴＩＯＮ ２００８年第２３期 混凝土裂缝的成因与控制措施 何祖兴 （福建省融信房地产开发有限公司 福建福，ｋｌ－Ｉ ３５０００２） 【摘要】裂缝作为工程上一种常见的质量通病，对工程的危害性很大，但是从设计、施工、管理等角度采取措施，可以有效地防治或减少裂 缝的产生，确保建筑物的耐久性。 【关键词】质量通病；裂缝；措施；耐久性 Ｃａｕｓｅｓ ｏｆ ｒｉｆｓ ｉｎ ｔｈｅ ｃｏｎｃｒｅｔｅ ａｎｄ ｍｅａｓｕｒｅｓ ｐｒｅｖｅｎｔｉｎｇ ｔｈｅｍ Ｈｅ Ｚｕ－ｘｉｎｇ （Ｒｏｎｇ ｘｉｎ ｒｅａｌ ｅｓｔａｔｅ ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ，ＦｕＺｈｏｕ，Ｆｕｊｉａｎ，３５０００２，Ｃｈｉｎａ） 【Ａｂａｓｔｒａｃｔ］Ｒｉｆｔｓ ｉｓ ａ ｃｏｍｍｏｎ ｑｕａｌｉｔｙ ｄｉｓｅａｓｅ，ｂｕｔ ｉｔ ｉｓ ｖｅｒｙ ｈａｒｍｆｕｌ ｔｏ ｔｈｅ ｐｒｏｊｅｃｔ ｑｕａｌｉｔｙ，ｓｏｍｅ ｍｅａｓｕｒｅｓ ｓｕｃｈ ａｓ ｄｅｓｉｇｎ，ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ， ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ ｅｔｃ，ｉｔ ｃａｎ ｐｒｅｖｅｎｔ ａｎｄ ｒｅｄｕｃｅ ｔｈｅ ｒｉｆｔ，ｔｈｅｒｅｂｙ ｇｕａｒａｎｔｅｅ ｔｈｅ ｂｕｉｌｄｉｎｇ ｄｕｒａｂｉｌｉｔｙ 【Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ］ｃｏｍｍｏｎ ｄｉｓｅａｓｅ；ｒｉｔｆｓ；ｍｅａｓｕｒｅｓ；ｄｕｒａｂｉｌｉｔｙ 在实际工程中．混凝土裂缝问题是一个普遍存在而又难于解决的 混凝土抗拉强度时即导致结构温度裂缝，设计上，可设置伸缩缝、滑动 工程实际问题，裂缝存在和发展通常会使内部钢筋产生腐蚀，降低钢 层等构造。另外，混凝土水化过程会释放出大量热量，水泥水化热会因 筋混凝土结构、构件的承载能力、耐久性及抗渗能力，影响建筑物的外 混凝土的体积大而大量积聚，散发很慢．造成混凝土内部温度高，表面 观、使用寿命，严重的将会对结构的安全产生威胁 。近几年的统计表 温度低，形成内外温差。纵深部因积蓄的热量多而膨胀大，而表面因温 明，地下室底板出现裂缝的数量约占底板总数的１０％．而地下室外墙 度低而膨胀小，表层混凝土在内部约束下产生拉力，当拉力超过混凝 开裂的数量（外墙开裂工程数量）占（被调查工程）总数的８５％以上［２１。 土的抗拉程度时，便产生裂缝。 但在工程实践中也表明，通过设计、施工、管理、养护等措施，使结构尽 １．３沉陷引起的裂缝沉陷裂缝是由于地基承载力差异或者结构 可能不出现裂缝或减少裂缝的数量和宽度，保证工程质量是可以实现 物荷载差异而造成结构不均匀沉降所致，或者因为模板刚度不足，模 的。 板支撑间距过大或支撑底部松动等。特别是在季，模板支撑在冻土上， １．裂缝产生的原因 冻土化冻后产生不均匀沉降．致使混凝土结构产生裂缝，此类裂缝多 １．１混凝土收缩引起的裂缝混凝土因收缩引起的裂缝是最常见 为深进或贯穿性裂缝，一般沿与地面垂直或呈３０—４５角方向发展，有 的一种裂缝，根据产生原因主要可以分为干燥收缩、塑性收缩、自生收 一定的错位。另外，因化学作用也会引起混凝土裂缝，如碱一骨料反应， 缩、和碳化收缩 ．混凝土收缩裂缝的特点是大部分属表面裂缝，裂缝 因混凝土拌合后会产生一些碱性离子，这些离子与某些活性骨料产生 较细，且纵横交错．形状无规律。 化学反应并吸收周围环境中的水而体积增大，造成混凝土酥松，膨胀 干缩收缩是指混凝土结硬以后，随着表层水分逐步蒸发，湿度逐 开裂．这种裂缝一般出现在混凝土结构使用期间，一旦出现就很难补 步降低，混凝土体积减小，因混凝土表层水分损失快，内部损失慢，因 救．选用碱活性小的砂石骨料，选用低碱水泥和低碱或无碱的外加剂 此产生表面收缩大、内部收缩小的不均匀收缩，表面收缩变形受到内 可以抑制碱一骨料反应。 部混凝土的约束．致使表面混凝土承受拉力，当表面混凝土承受拉力 ２．裂缝控制的主要技术措施 超过其抗拉强度时．便产生收缩裂缝。水灰比越高，混凝土收缩越大； １）采用矿渣水泥加外加剂或粉煤灰与外加剂“双掺”技术配制混 空气湿度小、干燥．温度高，风速大，则混凝土水分蒸发快，混凝土收缩 凝土．以减少水泥用量和用水量，以降低水化热，减少温差收缩和干 越快。 缩。 塑性收缩发生在施工过程中，混凝土浇筑后４～５ｈ左右，此时水泥 ２）优化混凝土配合比，选用级配与坚固性良好的砂石料进行砼的 水化反应激烈．分子链逐渐形成．出现泌水和水分急剧蒸发，混凝土失 配制，增大混凝土密实度。 水收缩，同时骨料因自重下沉，此时混凝土尚未硬化，在骨料下沉过程 ３）采用优化的保温保湿养护方法，控制内外温差，促进硬化，提高 中若受到钢筋阻挡，便形成沿钢筋方向的裂缝，塑性收缩在竖向变截 混凝土早期抗拉能力。 面处，如Ｔ梁、梁板交界处较明显。 ４）对于大体积混凝土．可以采用分层、分块浇筑，减缓温升．尽量 自生收缩是由水的迁移引起的，混凝土硬化过程中，由于化学作 选择水化热低的水泥品种，水泥单位用量，减少骨料人模温度，降 用，混凝土内部相对湿度随水泥水化而降低，产生自干燥作用，造成毛 低内外温差，必要时采用循环冷却系统进行内部散热。 细孔中的水分饱和而产生负压，从而引起收缩。自生收缩发生在混凝 ５１可以通过设计措施，设计滑动层．减少外界因素对混凝土的约 土体内各处，变形幅度不大，水灰比越小，其变形幅度越大，在大体积 束应力。通过设置“后浇带”来控制由于混凝土温差和收缩引起的裂缝 混凝土里，其与温度收缩相叠加，增大混凝土内部应力，将促使裂缝生 发展，并达到不设永久性伸缩缝的目的。 成。 ３．工程实例： 碳化收缩是指混凝土水泥浆中的氢氧化钙与空气中的二氧化碳 工程概况：福建省融信三期工程．结构体系为混凝土框剪结构，地 作用生成碳酸钙．引起表面体积收缩．受到结构内部未碳化混凝土的 下１层，地下建筑面积９１２０ｍ ，地上由四幢１１层小高楼组成．基础采 约束而导致表面发生龟裂，在空气相对湿度较小（３０％一５０％）的干燥 用预应力混凝土管桩，基础底板长２２８ｍ。宽度为４０ｍ，整个基础２条后 环境中最为显著。有时在密闭不通风的地方，使用火炉加热保温产生 浇带，基础底板厚１．５ｍ，混凝土强度等级Ｃ３０，基础底板浇筑混凝土总 大量二氧化碳，常会在混凝土表面加快碳化，造成裂缝。避免过度振捣 商量为１３６８０ｍｉ 混凝土，不使表面形成砂浆层，同时加强养护，提高表面强度；避免在 根据本工程特点，工程部、监理部、施工单位及设计单位代表，对 不通风的地方采用火炉加热保温，可以预防碳化收缩裂缝的产生。 如何预防地下室底板，外墙、顶板混凝土裂缝的产生进行专题讨论，讨 １．２温度变化引起的裂缝混凝土是一种脆性材料．其抗拉强度 论结果除采用设后浇带等设计措施外．同意通过采用矿渣水泥和粉煤 是抗压强度的１／１０左右 。当外部环境或结构内部温度发生变化。混 灰与外加剂“双掺”技术，优化混凝土配合比，加强人员管理、设备、混 凝土构件内部形成非线性分布的温度梯度．局部变形受到约束即产生 凝土供应等措施保证施工连续浇捣，加强养护，预防和减少混凝土裂 应力，当应力超过混凝土抗拉强度时产生裂缝，结构形状过长或不规 缝的产生 则，更容易出现温度裂缝，引起温度裂缝的主要因素有： ３．１材料措施通过比选，结合当地原材料供应情况，本工程采用 自然界温差、日照、季温差、骤然降温等会在混凝土构件内部造成 低水化热的海螺牌散装４２５号矿渣硅酸盐水泥，水泥用量为３７５ｋｇ／ 非线性分布的温度梯度，局部变形受到约束将产生应力 当应力超过 ，以降低混凝土的水化热。采用华能Ⅱ级磨细粉煤（下转第１Ｏ２页１ １２２ 科技信息 ０建筑与工程０ ＳＣＩＥＮＣＥ＆ＴＥＣＨＮＯＬＯＧＹ ＩＮＦＯＲＭＡＴＩＯＮ ２００８年第２３期 地基承载力由些岩土工程师不能合理应用造成工程较大的浪费 优先选用天然地基方案。另外在基础底面５—１０米以下有低压缩性的 和出现一些不必要的风险．地基承载力分基本值、标准值、设计值、使 下卧土层时，应进行人工地基与天然地基的比较，根据作者工程实践 用值。它们之间有着密切的关系。地基承载力基本值系指现场原位测 证明上述情况采用人工地基短桩处理后比天然地基又快、又省、又好。 试中单个荷载实验所确定的承载力值，当三个荷载试验地基承载力基 （２）ＡＳＪｌｇ基处理深度选定。总的设计思想是以变形控制为原则， 本值的极差ｆ极差是指三个试验桩承载力基本值的平均值与最大的基 当建筑物计算变形值超过容许变形值时地基应进行人工地基处理，而 本值之差１不超过３０％Ｈ￣，三个基本值的平均值为地基承载力的标准 处理深度决不要太深，有些设计者，往往一旦地基处理，就把地基处理 值，同一土层标准值是唯一的。当地基承载力标准值在具体工程设计 的很深，使变形值减少到接近零．这是没有必要的，投资也太大，是浪 某项基础时．经过基础宽度和基础埋置深度修正后，确定的地基承载 费的。合理的地基处理深度是经地基处理的地基计算变形值比容许变 力为设计值．而设计值每个建筑物是不同的。当设计值通过变形计算 形值小百分之五十左右即可，这个设计指导原则的推广对减少桩基工 后，其计算变形值比容许变形值偏大或偏小，此时应把地基承载力的 程投资是有现实意义的。 设计值降低或提高，来满足变形容许值的要求，既为地基承载力的使 （３）桩型的选择。根据我国的国情劳动力便宜地方材料又丰富，桩 用值。 型选择建议如下 应当着重指出是计算的承载力不超过地基承载力设计值，不等于 当地基处理深度在１０米以内．无地下水时宜优先选用水泥土夯 说把地基承载力用足．或者说用的合理了。究竟用多少就要根据地基 实桩和强夯法处理地基，以及多分支承力刚性盘桩。 变形计算结果来确定。当变形计算结果远小于变形的容许值，地基的 当地基处理深度１０—２０米，有地下水时，若以消除地基液化为主， 承载力使用值可以超过设计值使用，但超过的值不宜太大应满足国家 应选用振冲碎石桩处理地基：若为减少变形提高地基强度为目的时可 “地基规范”按抗剪强度指标确定的地基承载力，一般提高２０％一３０％。 选水泥搅拌桩．振冲桩，ＣＦＧ桩或压力混凝土灌注桩。 当变形计算结果大于变形的容许值，地基承载力设计值应降低使用， 当地基处理深度为４０—６Ｏ米时宜采用预应力钢筋混凝土管桩、钢 只有通过变形计算后．在满足容许变形值条件下，采用的地基承载力 筋混凝土灌注桩。 设计值才是合理的。所以同一地基的地基承载力设计值是不同的，使 当地基处理深度大于６０米时宜采用钢管桩或Ｈ型钢桩。 用值也是不同的，合理使用地基承载力是一个非常重要的设计指导原 对于以抗拔、抗倾复为主的桩基宜选用多分支承力刚性盘桩。 则。 五、人工地基桩型的选择 作者简介：常红霞，女，３３岁，系中国长城铝业公司建设公司职工，１９９６年 任何一种人工地基都不是万能的，因此同一种地基础处理应做多 参加工作至今，曾参与中国铝业有限公司河南分公司、中州分公司、平果分公 方案的人工地基方案技术经济比较。 司、重庆分公司、遵义分公司等单位氧化铝、电解铝Ｉ程的投标编制工作。 ｆ１１天然地基与人工地基的界限。 建筑地基是否需要处理，主要取决于主要建筑的沉降计算结果， ［责任编辑：张艳芳］ 当计算变形值在容许变形以内，而且在压缩层范围内土层较均匀时应 （上接第１１０页】３－４．４坚决改正少数单位习惯于使用沥青用量过 题，在路面施工技术日新月异的今天，诸多新方法、新工艺被应用到施 大的混合料。有些人认为沥青用量越大，裹覆矿料的沥青膜越厚，沥青 工中，大大的延长了沥青路面的使用寿命，保证了车辆安全、舒适、经 混合料的粘结力就越大。但实际情况恰恰相反，包覆矿料的沥青膜越 济的运行，但是寻找合理的筑路材料、工艺和方法是我们坚持不懈的 薄．沥青混合料的粘结力就越大。 努力方向。 ４．结束语 综上探讨可以看出．沥青路面的常见病害处治是个不容忽视的课 ［责任编辑：张艳芳］ （上接第１２２页）灰，掺量为６０ｋｇ／ｍ ，利用粉煤灰的滚珠效应、火山灰 １４天。 效应和微集料填充效应以达到减少水泥用量和用水量，以降低水化 从工程实践表明，采用设计、施工、养护等措施．通过严格的管理， 热，减少温差收缩和干缩。外加剂采用ＦＤＮ减水剂，掺量为水泥用量的 精心组织，融信三期地下室结构在模板拆除时及后期的检查中．均未 ０．６％，另外粗骨料选用级配与坚固性良好的砂石料进行砼的配制．提 发现有不允许产生的结构性裂缝，地下室顶板、底板、外墙均未发现有 高砼的密实性。 渗漏水现象，混凝土外观质量良好，工程质量受到一致好评。 ３．２施工措施精心安排，科学组织，因本工程混凝土量较大，浇 ４．结语 筑面积大，采用了分段分层踏步式推进的浇筑方法。整个基础划分成 通过对以上混凝土裂缝产生的原因进行分析，由工程实践表明：只 三块，由东向西先浇捣Ａ块，再浇捣Ｂ块和Ｃ块．每块混凝土浇捣均 要严格采用控制混凝土的水泥用量，选用低水化热水泥，掺加合适的矿 由东向西推进，采用５台泵车齐头并进，保证连续浇灌，加快浇灌速 物材料和外加剂，优化混凝土配合比，提高混凝土搅拌、运输质量，合理 度，不使混凝土产生冷缝。每一分块采用按斜面分层，薄层浇灌．循序 选用浇筑时间，完善浇筑工艺，提高浇筑振捣和平仓等操作质量．加强 推进，一次到顶的浇筑方法，减少混凝土的暴露面积．从而减少在白天 外界气温下的冷量损失。每台泵车硬管出料口布置振动机４台，２台 养护工作等措施，是完全可以控制和减少混凝土产生裂缝。《 振动机在卸料点，另２台布置在坡角处，最下一皮振动时，操作人员置 【参考文献Ｊ 于底板内，确保下皮振捣密实。在振捣时振动棒快插慢拔，插点形式为 ［１］王铁梦．工程结构裂缝控制（第一版）［Ｍ］．北京．中国建筑工业出版社，１９９７． 行列式，插点距离６００ｒａｍ左右，上下层振动搭接５０ｍｍ～１００ｒａｍ，每点 ［２］鄢睿，楼跃清．地下室裂缝的成因与控制．广东建材２００６ ２（３）３６—３８． 振捣时间２０ｓ～３０ｓ，避免漏振，少振。在混凝土浇捣至设计标高时，专门 ［３］游宝坤．混凝土建筑结构裂缝控制的技术措施［Ｍ］ｌｔ京．中国建筑工业出版社 安排泥工用长括尺括平多余浮浆，初凝前用铁筒来回滚压２遍～３遍 ２０ｏ２． 后，再用木楔打平，以减少表面收缩裂缝。 ［４］冯乃谦．实用混凝土大全．科学出版社，２００１，０２ ３－３养护措施本工程底板采用铺塑料薄膜和覆盖麻袋法进行保 温保湿养护，在浇筑混凝土后６ｈ内覆盖，养护时间不少于７天。地下 作者简介：何祖兴，男，福建人，Ｉ程师。 室外墙利用模板进行保温保湿养护，控制好拆模时间．内外模板同时 协调拆除，保证结构变形一致，模板拆除后喷水养护再用外挂湿麻袋 ［责任编辑：张新雷］ 的方法进行养护。地下室顶板采取覆盖湿麻袋养护．养护时间不少于 １Ｏ２
