摘要：在钢筋混凝土结构工程中，超过控制范围的墙、板裂缝是导致地下室及水池渗漏的主要原因，影响了建、构筑物的耐久性，造成了质量问题。本文主要从材料、构造、施工等方面对裂缝形成的原因加以分析，并提出如何预防裂缝的产生。
关键词：混凝土墙板、裂缝、预防
Abstract: in the reinforced concrete structure engineering, more than control range of wall, board cracks in the basement and pool of water leakage is the main reason of the building, the impact of the durability of the structures, caused the quality problems. This article mainly from the material, structure, construction of the causes of the formation of crack analyzed, and puts forward how to prevent the creation of cracks.
Keywords: concrete wallboard, crack, prevention
中图分类号：TU37文献标识码：A 文章编号：
钢筋混凝土水池、地下室等，是石油化工行业中比较常见的构筑物，而水池、地下室等是由钢筋混凝土墙、板（以下简称钢筋混凝土构件）围合而成。在钢筋混凝土工程中，构件的质量缺陷之一就是裂缝问题，在很多工程实例中，经常遇到钢筋混凝土构件在强度设计、变形设计、构造要求均满足规范要求，甚至配钢筋量很大，但钢筋混凝土构件裂缝依然无法满足使用要求，产生漏水等现象，影响了正常使用和安全生产。引起钢筋混凝土构件裂缝的原因有很多，如荷载变化、构造设计、建材选择、施工技术、温度变化、环境因素等。单纯从某个环节考虑而采取单项措施，无法预防裂缝，必须综合考虑，有针对性地采取措施，预防裂缝超过控制范围。因荷载变化、不均匀沉降等引起的裂缝，本文称荷载裂缝；由构造设计、建材因素、施工技术、温度环境因素产生的裂缝，本文称变形裂缝。荷载裂缝与变形裂缝是相对划分，实际都是混凝土内应力过大开裂，荷载与变形共存。本文针对变形裂缝，从成因到各环节措施，结合实践经验和典型案例谈一下产生裂缝的原因及应采用的预防措施。
1.产生裂缝的原因：
荷载裂缝是在使用过程中，因构件受力、变形（荷载变化）形成缺陷和裂缝。包括中心受拉、中心受压、受弯、受剪、受冲切等荷载引起的裂缝。在钢筋混凝土构件设计中,拉应力主要是由钢筋承担,混凝土只是承受压应力。在钢筋混凝上构件的边缘部位如果结构内出现了拉应力,则须依靠混凝土自身承担。对水池、地下室等构件，一般设计中均要求不出现拉应力或者只出现很小的拉应力。但是混凝土在凝固过程,多种因素引起较大的拉应力而产生裂缝。这种裂缝主要通过结构计算来减小到规范允许范围。此类裂缝主要为以下三种情况：（1）由外荷载（如动、静荷载）的直接应力，即按常规计算的主要应力引起的裂缝。（2）由外荷载作用，结构次应力引起的裂缝。（3）由变形变化引起的裂缝。结构由温度、收缩和膨胀、不均匀沉降等因素引起的裂缝。
变形裂缝是在混凝土构件成型的硬化过程中，混凝土收缩等原因引起的裂缝，主要是由混凝土自身特性引起的，裂缝可通过建材质量、设计构造、施工成型环节有效控制和减少。这种裂缝产生的主要种类和原因如下：
1.1干缩裂缝：混凝土材料在硬化过程中，由于水化作用、水分蒸发、胶凝作用、水泥干缩等，使混凝土体积减小，产生收缩变形，导致裂缝的产生；这种裂缝多在表面，形状不规则，长短宽窄不一，呈龟裂状，缝中间宽两端窄。
1.2材料质量引起的裂缝：混凝土的质量（水泥含量、水胶比、强度、杂质、级配等）和性能的差异，直接影响混凝土裂缝是否产生；目前商品混凝土（称商混）得到普及，混凝土质量有了一定保证，但商混的某些特性（例如塌落度大、骨料粒径小）使用时采取措施不当也会产生裂缝。
1.3施工因素裂缝：施工违反操作规程形成缺陷和裂缝。塑性混凝土下沉,被顶部钢筋所阻,形成沿钢筋的裂缝;混凝土振捣不密实,出现蜂窝,易形成各种受力裂缝的起点;混凝土搅拌、运输时间过长,使水分蒸发,引起混凝土浇注时坍落度过低,使得在混凝土体积中出现不规则的网状裂缝;混凝土初期养护时急剧干燥使得在混凝土与大气接触面上出现不规则的网状裂缝;过早拆模,混凝土尚未建立足够强度,构件在实际施加与自身的重力荷载作用下,容易发生各种受力裂缝等。
2.避免裂缝的主要措施：
2.1在构造设计方面：
2.1.1满足规范在构造设计方面的要求，在钢筋面积相同的情况下，采用减小钢筋直径，加密钢筋间距的方法。可以有效地减少裂缝的产生。
2.1.2适当缩短伸缩缝间距，合理设置后浇带，有利于减少混凝土收缩和内力释放。当混凝土构件收缩或者温度变化较大时可降低裂缝的出现。两者都对尺寸较长构件的裂缝预防非常重要。
2.2在建材因素方面：
2.2.1 调整混凝土配合比，减少水泥用量，尽可能不采用强度等级32.5的复合水泥（用量较大，水化热高），可改用强度等级42.5普通水泥。
2.2.2选用优质的原材料，要求混凝土骨料级配良好，严格控制杂质含量（包括含泥量和针片含量），降低水胶（参加水化的胶合材料）比，减小坍落度。
2.2.3尽量选用低热水泥，对于较大体积构件，为防止水化热过高，应尽可能选用低热水泥，如矿渣水泥，粉煤灰水泥等；如选用普通水泥的情况下，也可适量添加优质粉煤灰（但添加过多导致裂缝），不但能代替部分水泥，而且由于粉煤灰颗粒呈球状，起到润滑作用，可改善混凝土流动性、粘聚性和保水性，使混凝土密实度增加，收缩变形减小，裂缝减少。
2.2.4添加剂（缓凝型、减水剂、膨胀剂、防水剂等）的使用，间接或直接有利于防止裂缝。合理地使用添加剂，可有效地改善混凝土的性能，尤其是膨胀剂在后浇带中的使用，能有效的控制裂缝。
2.3在施工技术方面：
2.3.1加强混凝土养护与防风。混凝土在硬化期间，需要保证一定的温度和湿度。根据现场气候，采取不同措施，例如在混凝土表面覆盖塑料薄膜、挂麻袋淋水、喷养护剂等，既可保证强度又利于减少裂缝，有条件采用蒸汽养护更好；由于风速大小直接影响混凝土中水分的蒸发，尤其是夏天，可采用塑料薄膜在混凝土凝固前帖覆。
2.3.2规范施工。支模要牢固，模板拼接要严密，以免发生漏浆，产生蜂窝麻面或孔洞等不利现象； 延迟模板拆除时间，让混凝土充分固化，防止干缩和扰动开裂。混凝土振捣质量的高低也是影响混凝土强度和是否出现裂缝的关键因素，混凝土振捣应严格按照操作规程，振捣要密实，增加混凝土的密实度，减少裂缝。
2.3.3适当延长搅拌时间，正常情况下延长30秒左右，保证混凝土的和易性，这样可以有提高砂石表面的结合力；控制好混凝土的塌落度，如果混凝土的塌落度太大，混凝土固化的时候收缩就越大，所以塌落度应该在满足施工条件的情况下越小越好，一般现场搅拌混凝土的塌落度在7~9cm，预拌混凝土的塌落度12~14cm。
3.工程实例：
例1：某污水处理厂，二期扩建污水池两个，长48m，宽30m，高3.6m，池壁厚度350mm，埋入地下1.8m，伸缩缝间距24m。采用钢模板，C35商混。由于钢筋供货原因，施工时有一面长边池壁的水平构造配筋φ12@150，采用等量代换成φ10@100。竣工投用前检查裂缝，发现钢筋代换的池壁无裂缝而其他池壁有少量轻微裂缝（后期还要做防腐涂层）。
例2：某住宅区住宅8¬#楼、9#楼，图纸相同，现浇楼板长42m，宽12.6m，层数11层，混凝土采用C35商混泵送，分别由两个项目部施工。在春季同时浇筑3层楼板，8#楼及时采用塑料薄膜覆盖，9#楼初凝后盖无纺毯，质量巡检发现， 9#楼楼板除出现大面积龟裂外，中部还有较长的贯穿裂缝。经查找原因发现,（1）当天气温28℃，大风，塑料薄膜覆盖防止混凝土水分过快蒸发，避免混凝土表面龟裂。（2）8#楼浇筑混凝土时预留了两条后浇带，避免产生中部贯穿裂缝。9#楼未留后浇带，并且有漏浆现象。
4.工程比较分析：
上述（例1）二期污水池是套用一期污水厂图纸，因为发现一期污水池从施工到投用裂缝问题严重（一期污水池的裂缝有些将刚性涂层拉裂，多次修补），所以有意通过二期的的构造、材料、施工等环节加以控制；同样在（例2）的后期施工，为控制裂缝，从防护和施工技术等环节采取了措施。
4.1小直径密分布的配筋方式。将池壁分布钢筋加密至φ10mm@100mm，取得了比较好的效果，竣工投用到如今已多年，未发现有裂缝出现。用HRB400钢筋效果更好，又可降低建安成本。
4.2缩短了水池伸缩缝、后浇带间距。将原24m改为16m，使混凝土后期凝固过程中热胀冷缩产生的内力合理释放，避免了构件贯穿开裂；8#楼后浇带合理设置，避免了裂缝的产生，并且后期每层施工除设置了后浇带，也添加了微膨胀剂，与前期和类似工程相比，防止裂缝产生效果显著，说明后浇带的有效作用。
4.3调整混凝土配合比。原配合比拟采用强度等级325普通水泥430kg/m3,考虑到水泥用量较大，水化热高，实际施工中改用强度等级425普通水泥，并掺加10%的粉煤灰，降低水胶比，适当加大粗骨料粒径；考虑混凝土浇筑不需要泵送和提升，减小坍落度到100mm以下。
4.4选用优质材料。在上述（例1）中选用商混保证了混凝土的质量和稳定统一（一期污水池混凝土现场搅拌，并且采用了含土量较高的淄河沙，混凝土质量受到较大影响）。在上述（例2）为满足商混的泵送性（塌落度大等）7层以后，商混出厂前要求添加适量了减水剂、粉煤灰，控制含水量。
4.5加强混凝土养护与防风。在上述（例1）中，由于添加了适量粉煤灰，混凝土早期强度低，为使混凝土充分固化和保湿，延迟了模板拆除时间，并且在混凝土达到80%强度后再拆模；减少了裂缝的产生；在上述（例2）住宅楼板施工，不但说明防风的重要性，也说明养护的必要性。（根据有关资料记载：风速为16m/s时，混凝土的蒸发速度为无风时的4倍；湿度10%时混凝土的蒸发速度为湿度90%时的9倍以上）。针对淄博地区的气象特点，这一点更为重要。应结合当地环境气候条件，采用挂麻袋淋水、喷养护剂等养护，冬季还要保温蓄热。
4.6规范技术。施工的规范性是控制裂缝的重要环节，模板支护（模板发生漏浆也是裂缝产生原因之一）、混凝土养护质量都是裂缝产生的直接影响因素，在（例1）中，由于混凝土塌落度较小，浇筑时有意加强振捣从而增加了混凝土密实度，保证了混凝土强度，避免了蜂窝、裂缝出现的可能；
4.7合理搅拌时间。目前商混使用普及，但许多厂家从成本角度考虑，一般在混凝土配比时，控制水泥用量，以达到设计标号为原则，考虑运输和施工过程中的各种因素和不同差异不全面，因此正常情况下适当延长搅拌时间，有利于保证混凝土的和易性，提高骨料表面粘接性，改善流动性，调整塌落度。但此项措施不能超过规范（GB50164-92）的要求。为良好的泵送，骨料下沉，商混入泵前，商混车可快速搅拌3min。
5.结束语
随着施工技术的发展和新材料的出现，经过不断总结经验，在构造设计、材料选择、施工管理等各环节的采取有效措施，就能够有效的预防和控制钢筋混凝土墙板裂缝的出现。
[ 参考文献：]
《混凝土结构设计规范》GB50010-2010
《混凝土质量控制标准》GB50164-92
《混凝土泵送施工技术规程》JGJ10/.T-95
《混凝土结构工程施工及验收规范》GB50204-2002
《混凝土工手册》 李立权 中国建筑工业出版社
《建筑工程质量缺陷事故分析及处理》罗福午武汉大学出版社
作者简介：闾威，男，1962年6月出生，国家一级注册建筑师，1987年至今一直从事工民建工程设计和工程管理工作。
注：文章内所有公式及图表请以PDF形式查看。