浅谈对钢筋混凝土结构裂缝的有效控制
关键词:钢筋混凝土结构，裂缝，原因分析，防治措施，裂缝处理
近年来,随着钢筋混凝土结构的长大化和复杂化,以及商品混凝土的大量推广和混凝土强度等级的提高,结构裂缝出现机率大大增加,有些已危及结构的安全性和耐久性,有的地下工程裂渗已影响其使用功能。笔者根据长期的科学研究和大量工程实践,提出钢筋混凝土结构裂缝原因及控制、防治措施。
一、结构裂缝产生的主要原因
钢筋混凝土结构裂缝产生的原因很多，主要可分为以下3点：
1、外荷载的直接应力产生裂缝。这种作用力应是按照常规说计算的主要应力，结构受力状态与设计一致。
2、外荷载作用产生结构次应力引起的裂缝。任何一个结构设计均有计算模型，当计算模型与实际工作状态有较大差异时，在外荷载作用下结构必然产生次应力。
3、结构变形产生的裂缝。钢筋混凝土结构受温度影响引起收缩与膨胀、不均匀产生的应力收起的裂缝。
二、裂缝的防治措施
裂缝的控制主要通过设计及施工过程来解决：
1、设计构造控制措施。结构设计时充分考虑到结构计算的模型尽可能与实际工作状态贴近，同时应采取相适应的结构措施保证结构构件的裂缝宽度小于按环境类别、裂缝控制等级所规定的最大裂缝宽度。主要措施有：
（1）建筑平面造型在满足使用要求的前提下，力求简单。平面布置复杂的建筑物，容易出现扭曲等附加应力而使墙体及板裂缝。
（2）控制建筑物的长高比例，长高比例越小，整体刚度越大，调整不均匀沉降的能力就越强。
（3）设计计算过程中，要认真调整各部分承重结构的受力情况，使荷载均匀分布，尽量不使受力集中。
（4）在基础设计中可采取调整基础的埋置深度。不同的地基计算强度采用不同的垫层厚度等措施来调整地基的不均匀变形，减少地基的不均匀沉降量，并适当加强基础的刚度。
（5）正确设置沉降缝，对缝的宽度和位置要选定合适，构造合理，和其它缝合并设置；限制伸缩缝的间距，尤其对体形复杂、沉降值大的更应限制，同样可以与其它缝结合设置。
2、施工技术控制措施。施工控制可以分为前期控制、过程控制、裂缝处理3个阶段。依据裂缝产生的原因，提出裂缝在施工3个阶段的综合防治措施与方法。
2.1前期预控
前期预控主要是认真审阅图纸、充分理解设计意图，提出图纸设计疏漏，使设计部门尽可能完善施工图。主要从两主面控制：
（1）做好图纸会审工作。在图纸会审过程中，重点注意设计中容易忽略且易造成裂缝的地方：一是构造设计不明确、没有考虑结构收缩变形和后浇带、伸缩缝设置不明和不合理、后浇带无加强设计措施等。二是设计中结构断面突变处或易导致应力集中处，而设计未采取相应的构造措施。三是设计构造钢筋配置过少或过粗，易出现楼板和墙板等薄壁构件。四是大体积混凝土的配筋量小于最小配筋率，缺乏相应措施。
（2）科学合理地编制施工组织设计。施工组织设计编制时应充分体现钢筋混凝土施工工艺及控制措施，结合结构特点有针对地制定钢筋混凝土裂缝控制措施。
2.2过程控制
（1）混凝土采用材料的控制
（a）材料的选择。要选择水化热较低的水泥，检验安定性不合格的水泥绝对不用；粗骨料粒径级配合理、空隙小、质地坚硬、无碱性反应的有害杂质；含黏土、砂粘岩片状均小于1%以下的粗糙石；细骨料应选用中砂，粒径粗、空隙较小、含泥量极少的干净砂；建议加外掺料，如粉煤灰、膨胀剂、减水剂等改善混凝土工作度、降低用水量、减少收缩开裂。严格控制砂的粒径及含泥量。
（b）材料配比。配合比要采用低水灰比。减少用水量，使混凝土减少收缩开裂；混凝土在浇筑过程中不允许任意加水；原材料配料准确，搅拌均匀。
（c）钢筋的制作加工必须按图进行，要高度重视钢筋的品种、数量、规格的核对。若遇改变、代换钢筋，要经过有关技术人员核算之后才能施工。
（d）模板使用。混凝土结构的外观质量主要由模板质量来决定。
模板构造要合理，特别是支撑和侧模的加固，必须防止下沉和膨胀变形、松动等现象，拆模时间不能过早，躲过混凝土水化热峰值，以减少混凝土内外温差引起的裂缝。
（2）加强施工控制和现场养护
（a）混凝土的浇筑。浇筑进料混凝土拌合物不允许有离析现象，振捣适度均匀；严禁踩踏钢筋和任意扯拉钢筋，防止钢筋移位，确保钢筋位置的正确；在气温高，湿度低，风速大的环境下要及时洒水养护，早期养护至关重要，要延长养护时间。
（b)加强浇捣后的养护。混凝土养护是整个施工中必不可少的环节，忽视对混凝土的养护，既会降低混凝土的强度，又易使其在硬化过程中失水得不到及时补偿产生裂缝，尤其在高温下施工，更应经常浇水养护，这样既可以减少温度产生的裂缝，也可以降低混凝土的收缩而产生的约束应力，有效控制裂缝。同时，对水泥砂浆地面也要严格按照施工顺序操作，并加强养护，经常使地面处于湿润状态，也能有效抑制地面裂缝的产生。
（c)严格控制板面负筋的保护层厚度。现浇板负筋一般放置在支座梁钢筋上面，与钢筋应绑扎在一起。另外，采用铁架子或混凝土垫块等措施来固定负筋的位置，保证在施工过程中板面钢筋不再下沉，从而可以有效控制保护层，避免支座负筋下沉，保护层厚度变化从而产生裂缝，板的保护层厚度不应大于1.5cm。
（d)预埋线管处的裂缝防治。预埋线管，特别是多根线管的集中处容易出现裂缝。当预埋线管直径较大，开间宽度较大、且线管的铺设走向重合时，很容易发生楼面裂缝。因此对于较粗的管线或多根管线的集中处须加强。根据经验，建议增设抗裂短钢筋，采用Φ6-Φ8钢筋，间距＜100。
（e)施工缝和后浇带。施工缝、后浇带处理不好也容易造成混凝土的裂开。施工缝应严格按照要求清凿干净、润水铺设同比砂浆，确保两次混凝土交接处密实、小夹渣。后浇带施工认真领会设计意图，严格按照要求设置附加钢筋混凝土，后浇带施工前不得拆除后浇带两边支撑，使梁板形成悬臂，造成变形。后浇带施工时，接缝处应凿毛铺砂浆，混凝土应掺入膨胀剂，确保混凝土施工质量。
