建筑工程中裂缝的成因与控制

　　摘要：混凝土裂缝的控制与防治是一个综合性的问题，需要经过设计、施工、材料及使用等多方面的配合。目前，关于混凝土裂缝问题已成为许多施工企业内在的质量通病，这与目前的材料、工期、工程造价、施工水平等也都存在着一定的关联性，因为裂缝的产生有着众多的影响因素，相互推诿不是解决问题的办法，混凝土裂缝的防治与控制工作具有针对性和渐进性，要从问题产生的根源做起，有针对性地采取措施，才能有效地加以控制，逐步降低其发病率。
　　关键词：裂缝控制、设计因素、施工因素、材料因素、使用因素
　　
　　
　　裂缝问题已经成为目前较难克服的质量通病之一，尤其是近年来，一方面当今高强度、大流动、大体积、大跨度混凝土结构等不断出现，另一方面工程质量验收标准不断加强、业主建筑质量意识不断提高。特别是住宅工程的裂缝发生后，往往会引起的投诉、纠纷、以及索赔要求等。
　　在工程中常见的的裂缝大都出现在楼板面、墙体（主要是砖混结构墙体）。这些裂缝就形成原因大致可以分为以下几种情况：
　　温度裂缝[1]：由于温度变化,混凝土或墙体材料热胀冷缩而形成的裂缝,此类裂缝多集中在楼面四周阳角处、屋面层、上部楼层楼板以及屋顶层纵墙面。
　　结构裂缝[3]：由于设计原因导致构件出现的裂缝。例如：地基沉降不均、保温构件考虑不周全、建筑物设计超长、建筑物设计过于复杂等等。
　　构造裂缝：在我国工程设计中，建筑设计、结构设计、水电、暖通设计大都分开进行，就工程构造方面产生不可避免的冲突，从而引发的裂缝。例如：楼板或梁柱中预埋穿线管等等。
　　收缩裂缝[1]：混凝土在塑性收缩、硬化收缩、碳化收缩、失水收缩过程中易形成各种的各种裂缝和不同材料相接处产生的分离裂缝，均属于收缩裂缝。
　　施工裂缝：在实际施工操作过程中，由于不可避免的人为因素而产生的裂缝。例如：人的踩踏楼面负筋下陷、赶工期楼面提前加载等等。
　　使用裂缝：工程在交付使用以后，由于业主的非正常使用出现的裂缝。例如：楼面、屋面超载运行；装修过程中随意开洞、凿孔等。
　　现在我就建筑中常见的裂缝部位及成因、控制方法进行简单的分析。
　　（一）设计因素
　　因设计因素导致工程出现裂缝的几率在建筑工程占有很大的比例，例如：绝大多数构造裂缝、部分收缩裂缝、温度裂缝等，都是设计考虑不周全造成的。
　　1、目前大部分屋面在檐口、斜屋面、露台处没有隔热措施，导致顶层横墙产生阶梯性裂缝。对屋面保温材料的随意选择而不考虑减少温差的作用，也会导致裂缝的产生，部分地区设计中屋面也未设保温层,顶层楼板更会因热胀冷缩而引起开裂。
　　2、住宅长度超长：由于温差和材料变形,会造成墙体和楼板横向开裂。仅就长度而言,结构长度与应力呈非线性关系,如结构长度小于规范要求,结构内力影响很小。
　　3、目前设计院为低价中标，尽量减少甲方投入，在设计过程中设计保守度过小，导致钢筋、混凝土等主材减少，也是工程裂缝产生的重要原因之一。
　　4、墙体沉降裂缝（主要指砖混结构）：由于地基的不均匀沉降，使砖砌墙体表面产生一些不同性质的裂缝。例如：窗口两个对角裂缝、窗间墙水平裂缝、纵墙中央顶部的竖向裂缝等。
　　5、平面形状：当住宅卧室沿长度、宽度方向尺寸变化,由于楼板刚度不一致,会产生不相同变形,引起薄弱部位开裂。
　　6、目前不少设计人员只按单向板计算方法来设计配置楼板钢筋,支座处仅设置分离式负弯矩钢筋。由于计算受力与实际受力情况不符,单向高强钢筋或粗钢筋使混凝土楼面抗拉能力不均,局部较弱处易产生裂缝。部分设计人员对构造配筋,放射筋设置不重视或不合理,薄弱环节无加强筋；以及一味重视混凝土高强度，都导致裂缝出现的原因。
　　控制措施[4][5]
　　1、控制顶层墙体裂缝的关键是降低屋面与墙体之间的温度差。因此必须同时采用保温层和隔热层，在檐口处的保温层厚度必须满足允许温差的要求。同时，隔热层应满铺，不得在檐口处出现空档。在屋盖适当部位应设置分隔缝。
　　2、适当控制建筑物长度根据《混凝土结构设计规范》（GB50010-2002）和《砌体结构设计规范》(GB50003-2001),为避免结构由于温度收缩应力引起的开裂,宜采取设置伸缩缝,伸缩缝间距为30m～50m。多层住宅建筑控制长度建议不大于50m,高层应控制在45m以内。如果超过此长度,应设置伸缩缝。超长量不大时,可采用设置后浇带的方法,以减少混凝土楼板收缩开裂。
　　3、要求设计人员在图纸设计时能综合的、全面的考虑设计因素，在满足设计美观和正常使用极限状态的前提下，优化设计产品，降低施工成本。
　　4、对于墙体产生裂缝首先应作好观察工作，注意裂缝开展规律。对于非地震区一般性裂缝，如若干年后不再发展，则可以认为不影响结构安全使用，局部宽缝处，用砂浆堵抹即可。对于影响安全使用的结构裂缝，应进行加固处理。对于因墙体原材料强度不够而发生的裂缝，墙面可敷贴钢筋网片，并配置穿墙壁拉筋加以固定，然后灌细石混凝土或分层抹水泥砂浆进行加固。墙体裂缝的加固方法，应结合裂缝性质和严重程度，由设计部门提出（如设钢筋混凝土围套、加钢套箍等）。
　　5、住宅平面形状控制住宅平面宜规则,避免平面形状突变。当楼板平面形状不规则时,宜设置梁使之形成较规则平面。当平面有凹口时,凹口周边楼板的配筋宜适当加强。
　　6、现浇板板厚宜控制在跨度的1/30,最小板厚不宜小于110mm（厨房、浴厕、阳台板最小厚度不小于90mm）。有交叉管线时板厚不宜小于120mm；楼板宜采用热轧带肋钢筋以增加其握裹力,不宜采用光圆钢筋。分布钢筋与构造钢筋宜采用变形钢筋来增加与现浇混凝土的握裹力,对控制楼板裂缝的效果较好；设计时注意构造钢筋的布置十分重要,它对构造抗裂影响很大；现浇楼板的混凝土强度等级不宜大于C30,特殊情况须采用高强度等级混凝土或高强度等级水泥时,要考虑采用低水化热的水泥和加强浇水养护,便于混凝土凝固时的水化热释放。
　　（二）材料因素[6]
　　材料问题一直是建筑各方共同关注的重点，但是直至今日，因材料问题导致工程裂缝的事件还是甲方及业主投诉的热门之一。[!--empirenews.page--]
　　1、混凝土材料：随着商品泵送混凝土的普遍使用，对混凝土原材料的要求就不仅仅是水泥、石子、砂和水比例配合问题，粉煤灰、外加剂的掺入量也成为商品泵送混凝土浇筑质量的关键因素。
　　1）、原材料
　　a、水泥：尽量选用低热或中热水泥（如矿渣水泥、粉煤灰水泥）配制混凝土；或混凝土中掺适量粉煤灰；以减少水化热量；
　　b、砂：采用中砂并靠上限；可减少用水量及降低水泥用量，因而降低了水泥水化热和砼温升和收缩；
　　c、石：选用天然连续级配的碎石或卵石，使混凝土具有较好可泵性；
　　d、粉煤灰、外加剂和水：泵送砼水泥用量较多，在砼中掺入一定数量优质的粉煤灰后，不仅能替代部分水泥，而且可起到润滑作用，改善混凝土拌合物的流动性、粘聚性和保水性；
　　2）、配合比
　　a、砼配合比应根据工程结构特点和要求、输送距离和高度、气温条件、泵机性能及原材料的特性等情况进行设计。
　　b、砼应根据工程需要和泵送砼的要求确定砼的坍落度；须严格控制及测定坍落度损失值，以满足工程的要求，确保工程质量。
　　c、泵送砼水泥用量≥300kg／m3；水灰比宜为0.4~0.6；砂率宜为35%～45%；粉煤灰掺量≤20％。
　　2、砌筑材料[6]：目前工程中常见的墙体砌筑材料主要是粘土烧结砖（正在逐渐淘汰）、水泥砖、混凝土小型砌块、蒸压砂加气混凝土砌块、陶粒砖…。由于各种材料对温度的敏感性不同，砌筑的方式不尽相同、对砌筑砂浆及周围环境的要求不同…，因此对不同材料的搭配砌筑要特别注意。
　　砌筑材料的质量是决定工程质量的决定性因素，我们在假定质量合格的情况下，解释砌筑材料对建筑工程裂缝的影响。由砌筑材料因素导致的裂缝中大多数是温度裂缝。
　　（三）施工因素[4]
　　目前建筑工程中近半数以上的裂缝是由于施工不当引起的。因此，我们对于施工前的准备工作、施工过程中的控制工作、施工后的养护工作要格外的控制。现在存在的问题主要有以下几种现象：
　　1、钢筋在楼面砼板中的抗拉受力，起着抵坑外荷载所产生的弯矩和防止砼收缩和温差裂缝发生的双重作用。在实际施工中，楼面下层的钢筋网在受到砼垫块及模板的依托下保护层比较容易正确控制。与此相反，楼面上层钢筋网的有效保护，一直是施工中的一大较难问题。其原因为：板的上层钢筋一般较细较软，受到人员踩踏后就立即弯曲、变形、下坠；钢筋离楼层模板的高度较大，无法受到模板的依托保护；各工种交叉作业，造成施工人员众多、行走十分频繁，无处落脚后难免被大量踩踏；上层钢筋网的钢筋小撑马设置间距过大，甚至不设（仅依靠楼面梁上部钢筋搁置和分离式配筋的拐脚支撑）；浇筑混凝土前，将基层和模板浇水湿润。砖砌体在砌筑前对砖块的湿润工作、基层的清理工作等也是控制裂缝重要步骤。
　　2、混凝土在浇筑过程中，由于砼工再次在钢筋上面频繁踩踏（尤其是利用地泵浇筑），板面上层钢筋再次变形、下坠，使得钢筋保护层厚度得不到控制；有些在浇筑过程中为浇筑方便随意加水，致使水灰比过大…砌筑工作中，砂浆的拌合工作过于随意；施工接茬的留设和处理不合要求；梁下墙体不留施工间歇时间直接砌筑到顶…都是裂缝出现的隐患。
　　3、混凝土浇筑完毕后，砼的保湿养护对其强度增长和各类性能的提高十分重要，特别是早期的妥善养护可以避免表面脱水并大量减少砼初期伸缩裂缝发生。但实际施工中，由于抢赶工期和浇水将影响弹线及施工人员作业，因此楼面砼往往缺乏较充分和较足够的浇水养护延续时间，出现收缩裂缝；此种裂缝宽度较细、纵横交错没有规律；
　　4、目前在主体结构的施工过程中，普遍存在着质量与工期之间的较大矛盾。在砼养护期间，超负荷工作，出现裂缝。并且这些裂缝一旦形成，就难于闭合，形成永久性裂缝。
　　控制措施
　　1、尽可能合理和科学地安排好各工种交叉作业时间，在板底钢筋绑扎后，线管予埋和模板封镶收头应及时穿插并争取全面完成，以减少板面钢筋绑扎后的作业人员；安排足够数量的钢筋工在砼浇筑前及浇筑中及时进行整修；重视砌筑前的准备工作，加大监管力度。
　　2、砼工在浇筑时对裂缝的易发生部位和负弯矩筋受力最大区域，应尽力避免上层钢筋受到重新踩踏变形，尽量采用泵车浇筑以减少砼浇筑的人数；加强现场监督工作，严格控制砼的水灰比；混凝土应振捣密实，并注意对板面进行抹压，可在混凝土初凝后、终凝前进行二次抹压，以提高混凝土抗拉强度，减少收缩量；严格控制砂浆的拌合比，要不定时的对现在使用砂浆进行抽查；墙体马牙槎的留设必须符合规范要求；不同材料的结合处，必须设置一定的施工间歇时间和做必要的加强处理。
　　3、浇筑混凝土后，表面应及时洒水或覆盖（有条件的可进行蒸汽养护）加强混凝土早期养护，并适当延长养护时间。
　　4、主体结构的施工速度不能强求过快，楼层砼浇筑完后的必要养护（一般不宜≤24小时）必须获得保证；科学安排楼层施工作业计划，在必要养护过程中，可限于做测量、定位、弹线等准备工作，最多只允许暗柱钢筋焊接工作，不允许吊卸大宗标材料，避免冲击振动；在模板安装时，吊运（或传递）上来的材料应做到不得过多地集中堆放，以减少楼面荷重和振动。
　　（四）使用因素[2]
　　工程交付使用后，装修工作大都是业主按照自己的意愿进行。而目前我国的装修队伍水平参差不齐，大都没有原建筑图纸作为参考，施工装修又过于随便，就不可避免的使某些薄弱部位产生二次裂缝；业主随意改变建筑用途，而不采取加固措施；、
　　控制措施
　　聘请专业的施工队伍进行装修工作；从物业处得到所住房屋的建筑、结构图纸，避免损伤建筑内部管线及减少对结构薄弱点的破坏；尽量不要改变房屋用途，随意拆除墙体或增加楼面荷载，如必须改变，先请专业人员进行核准同意后，再进行更改加固。
　　综上所述，混凝土裂缝的控制与防治是一个综合性的问题，需要经过设计、施工、材料及使用等多方面的配合。目前，关于混凝土裂缝问题已成为许多施工企业内在的质量通病，这与目前的材料、工期、工程造价、施工水平等也都存在着一定的关联性，因为裂缝的产生有着众多的影响因素，相互推诿不是解决问题的办法，混凝土裂缝的防治与控制工作具有针对性和渐进性，要从问题产生的根源做起，有针对性地采取措施，才能有效地加以控制，逐步降低其发病率。[!--empirenews.page--]
　　
　　
　　参考文献：
　　1、《工程结构裂缝控制》黄铁梦中国建筑工业出版社2006年3月；
　　2、《建筑工程质量及事故问答》钱胜化学工业出版社2007年1月；
　　3、高性能复合砂浆钢筋网（HPF）加固混凝土结构新技术卜良桃中国建筑工业出版社2007年3月；
　　4、建筑物渗漏水原因与防治措施叶琳昌、叶筠中国建筑工业出版社2008年1月；
　　5、建筑结构裂缝及加层加固疑难问题的处理——附实例李国胜中国建筑工业出版社2007年1月；
　　6、建筑工程材料钱晓倩浙江大学出版社2009年2月

《建筑工程中裂缝的成因与控制》

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