摘要：混凝土作為當(dāng)今建筑結(jié)構(gòu)中使用最廣泛、應(yīng)用量最大的一種材料，它可以配制成不同強(qiáng)度、不同性能和不同形狀的各種混凝土結(jié)構(gòu)物，并有較好的耐久性，但實踐證明，混凝土的抗拉強(qiáng)度低，是由于混凝土構(gòu)件在拉應(yīng)力很小的時候就開裂的緣故，本文主要論述了混凝土施工期間裂縫的形成原因,并給出了施工期間混凝土裂縫的處理措施。
　　關(guān)鍵詞：混凝土結(jié)構(gòu)，裂縫，成因分析，處理
　　隨著使用年數(shù)的增長，鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)及構(gòu)件的問題逐漸暴露出來，鋼筋銹蝕致使混凝土保護(hù)層開裂、剝落的現(xiàn)象到處可見，使用期十幾年的結(jié)構(gòu)或必須大修或被拆除的例子不勝枚舉，因鋼筋銹蝕造成房屋倒塌、人員傷亡的惡性事故時有發(fā)生。
　　一、 混凝土結(jié)構(gòu)性裂縫成因分析與處理
　　2．1建筑物的使用和管理問題
　　按照常規(guī)，建筑物一旦發(fā)生問題人們自然地把問題歸咎于設(shè)計人員和施工人員，很少想到使用和管理人員。實際上，使用和管理對房屋的壽命和突發(fā)事故有很大影響；合理使用，管理得當(dāng)，房屋的壽命長，事故的隱患可以得到及時的治理，事故的發(fā)生率大大下降；相反，使用不和理，管理不當(dāng)，即使是高質(zhì)量建筑物的壽命也會縮短而那些存有各種隱患的建筑物則有可能發(fā)生事故。
　�。�1）使用問題
　　使用中常見的問題是對水管理不善，通過調(diào)查發(fā)現(xiàn)，工業(yè)廠房中對水的管理極不重視，地面潮濕、泥濘的現(xiàn)象極其普遍，有的廠房地面和樓面上肆意流淌，更有甚者各種廢水從建筑物上的各種孔洞排出，如洞口、磚墻上未堵的腳手眼、樓板上鑿孔等。在這里，應(yīng)該著重說明的是：凡是受水沖淋的構(gòu)件其破損速度遠(yuǎn)比其他構(gòu)件快。
　�。�2）使用過程中的其他問題
　　人為的破壞是造成結(jié)構(gòu)使用壽命縮短的另一常見現(xiàn)象。人為破壞包括：在構(gòu)件上隨意焊接、鑿孔穿管、車輛碰撞、起吊重物碰撞及生產(chǎn)操作不當(dāng)造成構(gòu)件的破壞等。生產(chǎn)工藝變更而未增加相應(yīng)的防護(hù)措施對廠房的危害極大。常見的高溫爐體在廠房內(nèi)的位置變更，從有隔溫防護(hù)的部位移到?jīng)]有防護(hù)的部位，其后果是在高溫作用下，構(gòu)件的破損極快，甚至引發(fā)事故。舊建筑物在使用過程中存在的問題較多，這與過去對使用過程和管理的重要性認(rèn)識不夠有關(guān)，近年來，隨著舊建筑物使用和管理的標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范的出臺，這些問題逐漸得到解決。
　　2.2施工問題
　　施工質(zhì)量不好造成房屋倒塌事故的實力舉不勝舉，施工質(zhì)量對房屋的壽命影響極大，很多建筑物都存在著不同的質(zhì)量問題，嚴(yán)重影響了房屋的使用壽命。對于混凝土結(jié)構(gòu)來說，影響混凝土結(jié)構(gòu)使用壽命最普遍的問題是保護(hù)層厚度、混凝土質(zhì)量和節(jié)點處理問題。
　�。�1）保護(hù)層厚度問題
　　在混凝土結(jié)構(gòu)中，鋼筋保護(hù)層得不到保證的現(xiàn)象非常普遍特別是箍筋保護(hù)層更是如此。箍筋外露，主筋的保護(hù)層一般也達(dá)不到設(shè)計要求。設(shè)計尺寸小的構(gòu)件，對施工的要求更高，如大型屋面板，板面總厚度只有20-3Omm，設(shè)計保護(hù)層只能有10mm左右，施工時稍不注意，保護(hù)層就不能保證。調(diào)查數(shù)據(jù)表明，大多數(shù)大型屋面板保護(hù)層厚度不足10mm，約有20%的板的鋼筋保護(hù)層幾乎為零。沒有保護(hù)層的鋼筋銹蝕速度很快，影響整個結(jié)構(gòu)的安全使用。
　�。�2）構(gòu)件的節(jié)點問題
　　裝配整體式結(jié)構(gòu)的節(jié)點也是容易出現(xiàn)施工質(zhì)量問題的部位，如北京石景山電廠冷卻塔，72個梁柱的節(jié)點只有3個基本完好，38個節(jié)點鋼筋潰銹，其余節(jié)點鋼筋外露有不同程度的銹蝕，結(jié)構(gòu)使用年數(shù)約17年，其原因是節(jié)點混凝土強(qiáng)度偏低，約lOMpa.應(yīng)該說節(jié)點區(qū)一般是結(jié)構(gòu)受力的關(guān)鍵部位，但通常也是容易出現(xiàn)問題的部位。
　　（3）混凝土的質(zhì)量問題
　　提起混凝土的質(zhì)量，強(qiáng)度總是要放在首位，但是對于混凝土結(jié)構(gòu)的耐一久性來說，其密實性與強(qiáng)度有同等的重要性。建研院的調(diào)查表明：在混凝土設(shè)計強(qiáng)度相同，環(huán)境情況相同的前提下，大躍進(jìn)時期成型的混凝土的碳化速度約為其他時期混凝土碳化速度的1.45-1.77倍�；炷�土的質(zhì)量對其耐一久性能有很大影響。低質(zhì)量的混凝土抗碳化、抗腐蝕的能力差，構(gòu)件的壽命低。
　　2.3設(shè)計問題
　　設(shè)計是保證建筑物質(zhì)量的第一道防線，設(shè)計一旦出了問題，要想徹底的補(bǔ)救是非常困難的，造成的經(jīng)濟(jì)損失是比較大的。目前有所謂“五倍定律”（設(shè)計過程中糾正偏差所消耗的費(fèi)用是1，在施工過程中糾偏所耗的費(fèi)用為5）的說法形象的說明了設(shè)計的重要性。
　　（1）安全度
　　我國的設(shè)計規(guī)范都有結(jié)構(gòu)或構(gòu)件的抗力大于或等于作用效應(yīng)的規(guī)定（R；S）。設(shè)計者往往取R略大于S，甚至R等于S。這樣做無疑可在當(dāng)時使結(jié)構(gòu)的造價略有下降，取得了經(jīng)濟(jì)效益。但是隨著設(shè)計規(guī)范的改進(jìn)，這些當(dāng)時比較經(jīng)濟(jì)的結(jié)構(gòu)，用現(xiàn)在的規(guī)范去校核，其安全度一般都不滿足，可以說我國有一大批舊的建筑物屬于這種類型。
　�。�2）耐久問題
　　過去一段時間的設(shè)計是不大重視結(jié)構(gòu)的耐久性的，結(jié)構(gòu)構(gòu)件的設(shè)計都是以抗力為主并考慮穩(wěn)定等性能。構(gòu)件的尺寸小，混凝土強(qiáng)度低，抗腐蝕和侵蝕的能力極低，加上施工偏差，使用管理不當(dāng)?shù)纫蛩氐挠绊懀�這些構(gòu)件破損的速度極快，使用壽命較短。混凝土強(qiáng)度偏低是我國鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計中普遍存在的問題。因此，適當(dāng)提高混凝土的設(shè)計等級是一個極為重要的問題。
　　三、混凝土非結(jié)構(gòu)性裂縫成因分析及處理
　　3.1收縮裂縫
　　混凝土施工中，為保證混凝土澆搗的和易性，混凝土中加入的水分往往比水泥水化作用需要的水分要多4-5倍。這部分游離水蒸發(fā)后，在混凝土內(nèi)部留下許多毛細(xì)孔，混凝土?xí)�產(chǎn)生體積收縮，一般稱為游離水蒸發(fā)收縮。另外水泥水化作用也會引起混凝土體積的收縮。稱為混凝土自收縮（或稱混凝土干縮）。后者是前者的1/5-1/10。所以說混凝土本身存在肉眼看不見的細(xì)微裂縫是它固有的一種特性。
　�。�1）塑性收縮裂縫
　　一般在干熱或刮風(fēng)天氣易于出現(xiàn)，裂縫多為中間寬，兩端細(xì)且長短不一，互不連慣。裂縫產(chǎn)生原因是由于混凝土在塑性狀態(tài)時，剛開始終凝，而由于天氣炎熱，陽光直射，刮大風(fēng)，使混凝土表面水分蒸發(fā)過快，混凝土表面產(chǎn)生急劇的體積收縮，此時混凝土尚未有強(qiáng)度，而致使混凝土表面出現(xiàn)龜裂。為控制塑性收縮的產(chǎn)生，可采取以下防治措施：首先要嚴(yán)格控制混凝土配合比、水灰比和砂率，宜摻加高效減水劑來增加混凝土的坍落度和和易性；同時將基層和模板澆水均勻濕透；再次混凝土澆灌后及時覆蓋，終凝后盡早進(jìn)行養(yǎng)護(hù)；當(dāng)如遇風(fēng)季，需設(shè)置擋風(fēng)設(shè)施。
　�。�2）沉降收縮裂縫
　　該裂縫一般多沿主筋通長方向，在混凝土表面出現(xiàn)，常在澆灌后發(fā)生，硬化后停止。裂縫產(chǎn)生原因是混凝土澆搗后骨料顆粒沉落，水泥漿上浮，受到鋼筋或大骨料的阻擋，而使混凝土互相分離。另外混凝土本身組成材料沉落不均勻造成開裂，防治措施如下：（1）可采用稠度適當(dāng)?shù)牡土鲃有曰炷�土；�?）加強(qiáng)混凝土振搗，不能漏振：（3）對于斷面相差大的結(jié)構(gòu)物和混凝土剪力墻孔洞處，先澆灌較深部位，靜止1-2h，讓混凝土沉落后，在與斷面或孔洞上部混凝土一起澆注；（4）初凝前兩次振搗和兩次抹壓混凝土表面。
　　（3）干燥收縮裂縫
　　多在混凝土養(yǎng)護(hù)完畢一段時間后才出現(xiàn)，為表面性的較淺較細(xì)裂縫，多沿短方向分布。裂縫產(chǎn)生的原因主要是混凝土養(yǎng)護(hù)不周，受風(fēng)吹日曬，表面水分散失過快，而混凝土內(nèi)部濕度變化小，表面干縮變形受到混凝土內(nèi)部的約束，而產(chǎn)生較大拉應(yīng)力后產(chǎn)生裂縫。另外如后張法預(yù)應(yīng)力構(gòu)件，在露天堆放過久，不進(jìn)行張拉也會出現(xiàn)次類裂縫。防治措施如下：（1）嚴(yán)格控制混凝土配合比提高混凝土抗裂度；（2）加強(qiáng)混凝土構(gòu)件的早期養(yǎng)護(hù)和覆蓋，適當(dāng)延長養(yǎng)護(hù)時間；（3）采取密封保水養(yǎng)護(hù)措施；（4）長期露天堆放的混凝土構(gòu)件，應(yīng)經(jīng)常適當(dāng)澆水養(yǎng)護(hù)；（5）后張法預(yù)應(yīng)力構(gòu)件及時張拉；（6）素混凝土結(jié)構(gòu)每6m設(shè)置1條收縮縫；（7）發(fā)現(xiàn)混凝土結(jié)構(gòu)有微小裂縫，應(yīng)馬上撒水養(yǎng)護(hù)。
　　3.2溫度裂縫
　�。�1）內(nèi)約束裂縫
　　由于混凝土內(nèi)外溫差過大而引起的。例如，混凝土養(yǎng)護(hù)期間受寒流侵襲，使混凝土表面急劇降溫超過7-10℃就有可能引起混凝土表面裂縫，但其裂縫深度一般只有30mm左右，表層以下仍保持結(jié)構(gòu)完整性。
　　（2）外約束裂縫
　　由于混凝土體積過大，混凝土絕熱溫度與澆灌溫度之差超過25℃以上而引起的。當(dāng)混凝土結(jié)構(gòu)厚度超過20m以上時，混凝土在硬化期間放出大量水化熱，內(nèi)部溫度上升很快，一般在混凝土澆注后72h達(dá)到最高溫度（可達(dá)800C左右），由于混凝土內(nèi)部散熱慢而混凝土表面散熱快，這種溫差在混凝土表面引起拉應(yīng)力。而后期均勻降溫冷卻時，受到基巖或老混凝土墊層約束，又會在混凝土內(nèi)部出現(xiàn)拉應(yīng)力。當(dāng)拉應(yīng)力超過混凝土的抗拉強(qiáng)度時，混凝土產(chǎn)生溫度裂縫。外約束裂縫多發(fā)生在施工后2-3各月或更長時間，多在結(jié)構(gòu)中部出現(xiàn)。裂縫為較深或貫穿性的，破壞結(jié)構(gòu)的整體性。
　　3.3沉陷裂縫
　　裂縫多為深進(jìn)或貫穿性的，其位置與沉陷方向一致。較大的沉陷裂縫，往往有一定的錯位，裂縫寬度與沉降值成正比。裂縫產(chǎn)生的原因是結(jié)構(gòu)構(gòu)件落在未經(jīng)處理的回填土或松軟地基上�；炷�土澆灌后，因地基侵水引起不均勻沉降而導(dǎo)致裂縫。特別是平臥生產(chǎn)的鋼筋混凝土構(gòu)件（如薄腹梁），由于側(cè)向剛度差，配筋少，最易引起弦、腹桿或梁的側(cè)面產(chǎn)生裂縫。另外因模板剛度不足，模板支撐間距過大或支撐底部松動以及過早拆模，也常導(dǎo)致此類沉降裂縫出現(xiàn)，對次類裂縫防治措施如下：（1）避免在松軟土或填土上制作構(gòu)件，如確實需要，必須經(jīng)夯實處理后再作預(yù)制場地；（2）保證模板有足夠的強(qiáng)度和剛度，支撐牢固。并使地基受力均勻；（3）防止混凝土澆注過程中地基被水侵泡。
　　總之，在工程結(jié)構(gòu)領(lǐng)域中混凝土結(jié)構(gòu)裂縫問題一直是該領(lǐng)域探討的重點。從橋梁、路面等交通設(shè)施到沿海的海港工程；從民用建筑、商業(yè)建筑到一些化工、冶金工業(yè)建筑，開裂問題極其廣泛，因此，迫切需要深入開展混凝土結(jié)構(gòu)開裂問題，混凝土結(jié)構(gòu)加固等方面問題的研究。
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