岩土施工过程中混凝土裂缝的控制方法分析

前言

上世纪80年代初期，我国的工程勘察单位逐渐转向了岩土工程施工，发展到现在，岩土工程成为了大多数企业的支柱产业。但是岩土施工过程中混凝土的使用需要有严格的质量控制，而这一问题成为在施工过程中需要解决的首要问题。众所周知，在岩土施工过程中，各施工企业内部各种施工过程的有效管理成为混凝土裂缝控制的主要方法，内容包括混凝土使用的质量、安全、成本、工期等多种方面。所以，在施工过程中，掌握混凝土裂缝的控制方法对于建立和完善符合岩土工程施工特点的质量管理体系在工程建设中尤为重要。

一、岩土施工过程和结果的特征

在国家标准GBT50279—98岩土工程基本术语标准中对岩土工程的概念做了明确解释：土木工程中涉及岩石或土的利用、处理或改良的科学技术。作为土木工程的一个重要分支，与其他工程相比，岩土施工工程的产品成果和质量的检验都具有自己的特性。

1、岩土施工过程中产品具有隐蔽性

隐蔽性是岩土施工过程与其他生产过程区别最大地方，因为这一工程大部分是在岩体中或者在地下进行的，整个施工过程是在极其隐蔽的地方和条件下进行的，另外，其生产结果也不易被发现，从外部来看根本无法观察施工过程的整体情况。其隐蔽性要求在施工过程中严格遵循相关环节的运行，保证施工质量。

2、岩土施工过程很高的严格性

岩土工程自身的特殊性和隐蔽性的特征决定了在整个施工过程中要有很高的严格性，数据和用料等都有一定的标准，按照标准化进行，减少施工过程中的错误。

3、岩土工程施工质量检测的不完全性

岩土施工是一个特殊过程，即结果不能通过其后产品的检验和试验完全验证、其缺陷仅在使用后或后续工序中才能暴露出来的过程。岩土工程产品的问题和质量在很大程度上不能按照产品的试验和检验标准来完全检测。而且，施工结果在数量和整体结构中也不能完全用质量检测来衡量。

4、岩土工程施工的不可逆性和产品质量的一次性特征

岩土工程施工的隐蔽性、严格性和质量检测的不完全性决定了其施工过程具有不可逆性的特点，施工产品成型后就不能再加工或返修了。一旦做出来之后，很难有所改变，也没有办法来提高和改善产品本身的质量，所以对施工产品在质量上不符合要求的地方无法采取补救或返工措施。那么，就要求我们在工作中一定要有严谨的工作精神，严把质量关，将工作一次性做到位，减少在施工过程中的错误，不至于为以后的工作带来不便。

5、岩土工程施工的复杂性和工程质量的变异性

岩土在施工过程中一般都是采用大型的机械设施和许多辅助设备，而且施工现场环境因素等的制约也给工作带来影响。另外，施工技术要求十分复杂，工艺条件高，对不同的环境和条件都有不同的要求。任何一种微妙的错误都可能造成施工结果的不确定性和质量的变异。所以要求施工工作人员在工作中细心认真，在其他不能变动因素的情况下，尽可能多的减少其变异性。

二、混凝土结构中常见的裂缝问题

随着在岩土施工过程中混凝土使用的增多，各种裂缝问题也在不断增加。

1、地基方面的裂缝，建筑物由于荷载量过大造成裂缝。地基在荷载作用下，其应力和深度成正比，深度越大，则扩散越大，应力也就越大，反之亦然。地基层次结构均匀的情况下，建筑物的地基应力分布也是不均匀的，所以就在一定情况形成了盆状曲面，产生了裂缝。

2、施工方面裂缝。由于施工方面造成的裂缝有很多。施工方面造成裂缝的原因也很多，这种裂缝主要由于水泥、砂石等质量低劣，混凝土的材料配合比不精确，水分蒸发，模板结构不合理等造成的。在施工过程中，浇灌混凝土时对钢筋的不合理碰撞也可能造成混凝土开裂，引起裂缝。

3、温度变化出现的裂缝问题。温度会造成材料的热胀冷缩，这方面的裂缝也会出现在岩土施工过程中。建筑物都会产生不同的变形，一般的混凝土在空气中硬结时，随着温度的变化，体积会有所收缩，在结构内部产生拉应力。所以这种裂缝都出现在早期混凝土强度很低的时候。那么混凝土早期结构的养护就显得格外重要。

三、混凝土结构出现裂缝的危害及原因

在我国，建筑裂缝比较普遍，而且种类繁多，形态各异，对建筑的危害也比较大，造成建筑漏水，影响建筑美观等。严重的会降低建筑结构的承载力，影响建筑实用寿命。

岩土施工过程中出现的混凝土裂缝是极不规则的，在荷载作用下随着进一步的温度变化，裂缝也会不断扩展。一开始的裂缝可能会很细微，但是时间长了就会变成宏观裂缝，肉眼能明显看到。这样的裂缝将对整个岩土工程产生危害，岩土工程的结构承载力、防火性、抗渗性和抗化学物质腐蚀性等耐用性能受到了严重的影响。建筑的美观造成不良影响不说，而且会缩短使用寿命。

因此，要高度重视岩土工程中混凝土裂缝问题，准确把握其产生的原因，并在实际工作中进行有效预防，采取必要措施，运用合理的裂缝控制方法才能保证岩土工程的高质量。

据国内外调查资料表明，工程结构产生属于变形变化引起的裂缝约占80%；属于荷载引起的裂缝约占20%。要解决岩土工程裂缝问题，必须对其原因进行深入分析与研究。

目前在岩土施工过程中，混凝土产生裂缝的原因主要分为内外两大类：第一、外因指的是非荷载原因，如温度裂缝，干缩作用造成的混凝土开裂等；第二、混凝土本身在使用时的缺陷，在混凝土的初期硬化时，内部会充满气体，在气穴、气孔的作用下产生微小的裂缝，这属于内部原因。

1、非荷载因素

混凝土的抗拉强度非常小，所以当结构中某一部分受到外部环境的影响而产生作用时，就会产生裂缝。因此混凝土在荷载和非荷载情况下，都可能产生裂缝。荷载作用下的裂缝可以通过合理的设计来避免裂缝的产生，而非荷载作用如温度、干缩等作用下，混凝土会产生内部拉应力。

2、混凝土的初始缺陷

由于混凝土是一种用砂石、水泥、水和其他材料等混合而形成的一种材料，在混凝土初始硬化阶段，会因为一系列原因造成里面充满气孔，这就是我们通常所说的混凝土初始缺陷。虽然只是微小的裂缝，通常这种无害裂缝不会对混凝土的承重、防渗及其他重要功能产生太大的危害作用。但是随着混凝土慢慢的扩张，会在以后形成比较大的肉眼可以看到的裂缝，这就变成了混凝土施工过程中常见的裂缝，这将会对岩土工程混凝土的结构产生极大危害，其耐性和永久性将受到威胁。

四、混凝土裂缝的控制措施

岩土施工过程中混凝土裂缝的控制方法可以从施工设计和施工操作两方面具体着手。

1、施工设计方面

为了对混凝土裂缝采取有效控制措施，在设计方面对结构的要求比较严格，只有完全处于自由变形无约束状态下的结构才符合要求，这样才能保证充足的变形余地，采取必要措施对混凝土裂缝进行防治。

（1）设计中要做到避免结构断面突然变化带来的应力集中状况。

（2）积极采用补偿收缩混凝土技术减少裂缝。

目前常见的混凝土裂缝主要是由于混凝土收缩造成的，为了减少混凝土收缩造成的裂缝，在混凝土使用者就要求掺用膨胀剂来进一步弥补混凝土的收缩。而且经过验证，这种方法效果非常明显。

（3）选材和配料比方面的设计也要到位。

根据不同岩土结构的要求进行合理的选择混凝土，在选用过程中要搭配优良的砂石原料，而且其中的含泥量要符合标准。此外，可以采用混凝土外加剂和掺合料等来合理分配材料的配比。

2、施工操作方面

施工操作主要包括浇捣、混凝土养护等问题，在这些过程中，一定要严格把关，不容许出现任何差错。浇捣时，要根据不同混凝土的特性把握时间和力度，避免混凝土内部产生水分和气泡。

混凝土养护也是施工过程中混凝土裂缝控制的有效方法，合理养护混凝土可保证混凝土在早期减少收缩，从而避免裂缝的发生。

值得注意的是，在浇捣和养护时要特别注意温度的变化，因为这些必须在低温情况下才能进行，必要时候会添加冰块来降低混凝土的温度，所以在夏季的时候要尤其注意这一点。

结语

裂缝是岩土施工过程中混凝土结构产生的一种常见的现象，但是这种现象却对建筑物产生巨大的影响。所以要采取必要的措施进行补救。在施工过程中，要对混凝土裂缝进行深入的研究，对裂缝进行有效分析，区别对待裂缝形成原因，采用合理的措施，这样才能保证岩土施工工程的有效进行和建筑物的稳定。