淺談混凝土結(jié)構(gòu)裂縫的分析及控制

　　混凝土工程中材料的特性決定了結(jié)構(gòu)較易產(chǎn)生裂縫，從實踐中來看施工中混凝土出現(xiàn)裂縫的概率也是很大的，相當(dāng)一部分裂縫對建筑物的受力及正常使用無太大的危害，但裂縫的存在會影響到建筑物的整體性、耐久性，會對鋼筋產(chǎn)生腐蝕，是受力使用期應(yīng)力集中的隱患，應(yīng)當(dāng)盡量在各方面給予重視，以避免裂縫的出現(xiàn)或把裂縫控制在許可的范圍之內(nèi)。

　　1 高層建筑施工中幾個特殊部位的裂縫分析
　　1.1 大體積基礎(chǔ)混凝土板
　　高層建筑中隨著高度的不斷增加，地下室愈做愈深，底板也愈來愈厚，厚度在3m以上的底板已屢見不鮮。高層建筑中基礎(chǔ)底板為主要的受力結(jié)構(gòu)，整體要求高，一般一次性整體澆筑。國內(nèi)外大量實踐證明，各種大體積混凝土裂縫主要是溫度變化引起。大體積混凝土澆筑后在升溫階段由于體積大，集聚在內(nèi)部的水泥水化熱不易散發(fā)，混凝土內(nèi)部溫度將顯著升高，這樣在混凝土內(nèi)部產(chǎn)生壓應(yīng)力，在外表面產(chǎn)生拉應(yīng)力，由于此時混凝土的強度低，有可能產(chǎn)生表面裂縫。在降溫階段新澆混凝土收縮因存在較強的地基或基礎(chǔ)的約束而不能自由收縮。升溫階段快，混凝土彈性模量低，徐變的影響大，所以降溫時產(chǎn)生的拉應(yīng)力大于升溫時產(chǎn)生的壓應(yīng)力。差值過大時，將在混凝土內(nèi)部產(chǎn)生裂縫，最后有可能形成貫穿裂縫。為解決上述二類裂縫問題，必須進(jìn)行合理的溫度控制。

　　混凝土溫度控制的主要目的是使因溫差產(chǎn)生的拉應(yīng)力小于同期混凝土抗拉強度的標(biāo)準(zhǔn)值，并有一定的安全系數(shù)。為計算溫差，就要事先計算混凝土內(nèi)部的最高溫度，它是混凝土澆筑溫度、實際水化熱溫升和混凝土散熱溫度的總和?；炷羶?nèi)部的最高溫度大多發(fā)生在澆筑后的3～7天。

　　通過大量實際施工案例，經(jīng)分析后，為避免裂縫出現(xiàn)，可采用合理選用材料，降低水泥水化熱，優(yōu)化混凝土集料的配合比，控制水灰比，減少混凝土的干縮等措施加以控制。如有可能，減少澆筑長度，增加養(yǎng)護(hù)時間，減少降溫速率對控制貫穿裂縫也有一定的意義。

　　1.2 地下室混凝土墻板及樓板的裂縫分析
　　地下室墻板的裂縫產(chǎn)生與基礎(chǔ)大體積混凝土裂縫產(chǎn)生的原因有相同之處，即混凝土在硬化過程中由于失水會產(chǎn)生收縮應(yīng)變，在水泥水化熱產(chǎn)生的升溫達(dá)到最高點以后的降溫過程會產(chǎn)生溫度應(yīng)變。但又有其特點：一是墻板受到基礎(chǔ)、外圍樓板受到地下室外墻的極大約束，這種約束遠(yuǎn)大于樁基對基礎(chǔ)的約束，產(chǎn)生貫穿裂縫的機(jī)率大。二是內(nèi)墻板及樓板受環(huán)境溫度影響較大。三是內(nèi)外溫差小，產(chǎn)生表面裂縫的機(jī)率小。四是養(yǎng)護(hù)困難，散熱快、降溫速率大，混凝土的松馳徐變優(yōu)勢難以利用，在氣溫驟變季節(jié)尤應(yīng)注意。

　　2 裂縫的控制措施
　　2.1 嚴(yán)格控制混凝土原材料的的質(zhì)量和技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，選用低水化熱水泥，粗細(xì)骨料的含泥量應(yīng)盡量減少(1%～1.5%以下)。

　　2.2 細(xì)致分析混凝土集料的配比，控制混凝土的水灰比，減少混凝土的坍落度，合理摻加塑化劑和減少劑。

　　2.3 澆筑時間盡量安排在夜間，最大限度降低混凝土的初凝溫度。白天施工時要求在沙、石堆場搭設(shè)簡易遮陽裝置，或用濕麻袋覆蓋，必要時向骨料噴冷水?；炷帘盟蜁r，在水平及垂直泵管上加蓋草袋，并噴冷水。

　　2.4 根據(jù)工程特點，可以利用混凝土后期強度，這樣可以減少用水量，減少水化熱和收縮。

　　2.5 加強混凝土的澆灌振搗，提高密實度。

　　2.6 混凝土盡可能晚拆模，拆模后混凝土表面溫度不應(yīng)下降15℃以上。

　　2.7 采用兩次振搗技術(shù)，改善混凝土強度，提高抗裂性。

　　2.8 對于高強混凝土，應(yīng)盡量使用中熱微膨脹水泥，摻超細(xì)礦粉和膨脹劑，使用高效減水劑。通過試驗摻入粉煤灰，摻量15%～50%。

　　3 混凝土裂縫限制標(biāo)準(zhǔn)
　　混凝土裂縫是不可避免的，其微觀裂縫是本身物理力學(xué)性質(zhì)決定的，但它的有害程度是可以控制的。有害程度的標(biāo)準(zhǔn)是根據(jù)使用條件決定的，如從結(jié)構(gòu)耐久性要求、承載力要求及正常使用要求，最嚴(yán)格的允許裂縫寬度為0.1mm。近年來，許多國家已根據(jù)大量試驗與泵送混凝土的經(jīng)驗將其放寬到0.2mm。

　　如果結(jié)構(gòu)所處的環(huán)境正常，保護(hù)層厚度滿足設(shè)計要求，無侵蝕介質(zhì)，那么混凝土裂縫寬度可放寬至0.4mm；在溫氣及土封號為0.3mm；在海水及干濕交替中為0.15mm。當(dāng)沿裂縫有害程度高時，必須處理。

　　近年來，由于房屋產(chǎn)權(quán)體制的改變及生活水平的提高，對房屋質(zhì)量要求更加嚴(yán)格，雖然經(jīng)鑒定認(rèn)為沒有影響安全的有害裂縫，但從美觀和精神作用的要求，應(yīng)用適當(dāng)?shù)脑试S范圍；當(dāng)觀察人距離結(jié)構(gòu)20～50cm時，可看清0.05mm寬度的裂縫，是最嚴(yán)格的要求；距離1～2cm時可看清0.1～0.2mm的裂縫，是一般要求；距離5～10cm時可看清0.5～1.0mm的裂縫，是必須修補的裂縫，有時雖然裂縫不寬，但是呈網(wǎng)狀密布，給人一種精神上的不愉快的感覺，需要修補；對有滲水的任何寬度裂縫必須處理。上述這類裂縫經(jīng)處理后滿足正常使用要求，不應(yīng)據(jù)此降低評定等級。

　　結(jié)語
　　混凝土結(jié)構(gòu)的施工，絕對安全是不可能達(dá)到的，但在可接受的概率水平上可以得到保證，該水平可以通過可靠性理論的應(yīng)用得到。當(dāng)前，可靠性理論應(yīng)用于混凝土結(jié)構(gòu)施工期質(zhì)量控制的基礎(chǔ)工作，是開展與施工期荷載、抗力有關(guān)的參量統(tǒng)計參數(shù)的觀測調(diào)查和統(tǒng)計分析，以獲取基于全國范圍數(shù)據(jù)的分析結(jié)果。