高层建筑混凝土裂缝产生的原因及质量控制分析

高层建筑混凝土裂缝产生的原因及质量
控制分析
摘要:近年来，我国经济的迅猛发展带动了高层建筑的快速发展。

在高层建
筑施工中往往容易出现裂缝，裂缝的产生会影响结构受力，本文分析了高层建筑
混凝土裂缝产生的原因，并提出了在设计和施工需要采取的裂缝控制措施，为相
关实际工程提供了一定借鉴。

关键字:高层建筑；混凝土裂缝；产生原因；控制措施
随着城市人口日益增多，人均所占的建筑空间日益减少，城市用地越来越紧张，因此高层建筑应运而生，成为城市建筑的主要发展方向。

作为高层建筑的主
要材料和结构体系，钢筋混凝土是首选。

但是由于混凝土的种种缺点，如匀质性
较差，抗拉强度较低，以及膨胀收缩、徐变等特性，在实际工程中，经常会由于
设计、施工和使用不当等原因，导致混凝土构件与结构出现不同程度的裂缝，从
而影响了建筑物的正常使用，甚至会造成严重破坏。

所以，解决和防治混凝土结
构中的裂缝，保证施工质量，对于高层建筑来说是一个特别重要的问题。

一、高层建筑填充墙裂缝的分类与生成机理
（一）干缩裂缝
干缩裂缝的类型，主要有垂直裂缝、水平裂缝、阶梯形裂缝。

通常情况下，
高层建筑的混凝土结构中常用轻质砌块作为填充墙材料，已达到减轻建筑物自重，而砌块却具有随着含水量的降低产生干缩变形的特征，通常砌块成型后的1个月
内收缩变形比较大，以后渐趋稳定。

干缩后的砌块在砌筑时，遇水受潮后又发生
膨胀，然后随着砌体干燥再次干缩，砌体内部产生收缩应力，在薄弱的部位产生
拉裂缝。

这类收缩变形引起的严重开裂的部位主要位于填充墙与梁、柱及剪力墙
连接部位。

（二）结构裂缝
荷载作用下，结构构件必然产生变形。

比如梁跨较大时，会产生较大挠度；
建筑较高时，相邻竖向受力构件的竖向压缩变形必然存在差异；建筑物两部分高
差或地基变形模量差异过大，相邻部位易产生较大沉降差。

结构构件的差异变形，易导致填充墙变形不一致，使其内部产生剪切应力，当其主拉应力超过砌体抗拉
极限强度时，填充墙砌体就会沿着主拉应力迹线产生因剪切引起的拉裂缝。

（三）构造裂缝
混凝土砌块在切割过程中，表面会存在松散颗粒和灰尘附着物，抹灰时如不
清理干净，将很容易形成“两层皮”，这样日后会有空鼓开裂的隐患。

如果混凝
土砌块表面凹凸不平，抹灰不均匀，产生收缩不均匀，也会成为空鼓开裂的原因。

二、高层建筑混凝土裂缝产生的原因
（一）高强混凝土产生的裂缝
近年来C40～C60等中高强混凝土已广泛应用于高层建筑中，甚至C80～C120
的高强混凝土在具体工程中也已有应用。

由于高强混凝土采用的配合比设计多为
低水灰比、高标号水泥、高水泥用量、使用高效减水剂及掺加超细矿粉，其收缩
机制与普通混凝土就有所不同。

高强混凝土中的水泥用量大多是普通混凝土的
1．5倍～2倍，在混凝土生成过程中，更易出现收缩裂缝。

高强混凝土因采用高
标号水泥，在混凝士硬化过程中，混凝土的最高温升也将加大，从而使混凝土的
温度收缩应力加大。

综合各种原因，就可能导致温度收缩而产生裂缝。

（二）大体积混凝土基础产生的裂缝
对于高层建筑来说，经常会出现超过2m厚的基础底板。

因为基础底板是主
要的受力构件，所以对其整体性要求较高，一般采用一次性整体浇筑，而对于大
体积混凝土的浇筑来说，各种大体积混凝土裂缝主要是温度变化引起。

由于混凝
土体积大，浇筑后在升温阶段，集聚在内部的水泥水化热不易散发，导致混凝土
内部温度显著升高，而产生内部压应力，在外表面产生拉应力，由于混凝土抗拉
强度低，所以可能产生表面裂缝；在降温阶段新浇混凝土因存在较强的地基或基
础的约束而不能自由收缩，此时产生的拉应力大于升温时产生的压应力，当差值
过大时，在混凝土内部就会产生裂缝，最后有可能形成贯穿裂缝。

（三）大截面钢筋混凝土梁的施工裂缝
高层建筑由于上部结构型式和下部不同，一般存在转换层。

对于高层建筑结
构来说转换层是整个结构的关键部位，在设计上一般都要求混凝土二次浇筑，转
换层梁承担着巨大荷载。

另外对跨度有较大要求的公共建筑如也存在着相当数量
的大截面混凝土梁，这些梁在截面上同高层建筑转换层大梁相比稍微小一些，但
其长度较长且跨数多，在混凝土的浇筑施工中极有可能产生沉降裂缝、收缩裂缝
及温度裂缝。

（四）施工不当产生的裂缝
钢筋混凝土构件产生裂缝主要有以下几方面原因：1）钢筋位置的不准确；2）由泵机运输的混凝土由于装载不当等原因造成的裂缝；3）没有按规范要求搭设
模板、模板支撑体系的刚度偏小和过早拆除模板导致产生裂缝。

三、混凝土裂缝预防措施
（一）采用合理的设计方案
可以用来控制混凝土裂缝的设计方案主要有以下几个方面：按全截面对称配
置小直径、小间距的钢筋；尽量采用双层双向的配筋方式，并对楼板阳角等容易
产生裂缝的部位采取加强措施；对楼板中管线直径较大的或较集中的部位采取有
针对性的处理，如架设钢筋网片等；对于大体积混凝土表面配置钢筋。

（二）采用合理的施工方案
可以用来控制混凝土裂缝的施工方案主要有以下几个方面：设置后浇带分段
施工；建设施工方案应主要确定某些灌注量，施工缝间距，位置和结构，浇注时间，运输和振动等；一次浇筑长度施工由垂直施工缝分割，最好安排在变截面或
能承受拉伸、剪切、弯曲应力小的部分；层次定位应该是在变截面，或远距离受
拉伸钢筋混凝土受压区中的位置；浇注时间应尽量避免日夜温差大时施工。

（三）改善工艺，减少收缩
1）控制混凝土温度升高值。

在混凝土硬化过程中，控制水泥水化热引起的
温度升高值，其目的是为了减小在降温阶段的温度变化，从而可以对降低温度应力、防止裂缝起到基础性作用。

2）延缓混凝土降温速率。

混凝土浇筑后，为了防止裂缝产生，应对混凝土
进行保温和保湿养护。

可在终凝后，在表面蓄一定深度的水，起到一定的保温隔
热作用，可以延缓内部水化热的降温速率，缩小内外温差，控制裂缝开展。

3）对浇筑后的混凝土进行二次振捣，排除水份和空隙，提高对钢筋的握裹力，防止混凝土沉落出现的裂缝，减少内部微裂，增加密实度，可以使混凝土抗
压强度提高10％～20％提高抗裂性。

（四）混凝土浇筑后养护的控制
刚浇筑后的混凝土水化速度较快，首先，采用覆盖保湿的办法创造适宜的潮
湿条件防止混凝土表明脱水而产生干缩裂缝。

其次，保温养护是混凝土施工的关
键环节，其目的主要是降低大体积混凝土浇筑体的内外温差值以降低混凝土块体
的自约束应力，达到防止或控制温度裂缝的目的。

再次，适当提高养护环境温度
有利于减少内外温差、缓解降温速度，从而减小温度应力，也有利于混凝土强度
增大和应力松弛发挥作用，可以避免混凝土因表面干裂而产生的塑性收缩。

养护
期间混凝土表面温度与其中心温度之差不大于25℃。

最后，加强现浇板浇捣的养
护工作。

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而产生裂缝，尤其在高温下施工，更应经常浇水养护，这样
既可减少因温度产生的裂缝，也可降低由于混凝土的收缩而产生的约束应力，有
效控制裂缝。

结语：
对高层建筑，混凝土裂缝的防止更为重要。

本文通过对混凝土裂缝的产生原
因和防治措施进行分析研究，为今后高层建筑结构混凝土裂缝的控制提供了依据。

随着高层建筑的普遍应用以及混凝土施工技术的日益提高，高层建筑混凝土裂缝的防止工作也会得到不断发展提高的。

参考文献：
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