高层建筑混凝土结构裂缝的预防与处理技术

引言

随着高层建筑向更高、更复杂方向发展，混凝土结构裂缝的防控难度进一步增加。冻胀裂缝，冬季施工，没有使混凝土达到受冻临界强度导致后期强度没有达到要求强度。混凝士受冻临界强度指遭受冻结其后期抗压强度损失在 5% 以内的预养强度值。部分施工企业对裂缝预防的重视不足，未在材料选择、配合比设计、施工工艺等环节采取针对性措施；对已出现的裂缝，缺乏科学的检测与评估，盲目采用表面修补等简单处理方式，难以从根本上解决问题，导致裂缝再次扩展。因此，深入研究高层建筑混凝土结构裂缝的预防与处理技术，对推动高层建筑工程质量提升、延长建筑使用寿命具有重要现实意义。

一、高层建筑混凝土结构裂缝的主要类型与成因

（一）裂缝的主要类型

高层建筑混凝土结构裂缝按成因与形态可分为四类。一是收缩裂缝，多出现于混凝土浇筑后早期，表现为表面不规则的细小裂纹，常见于楼板、墙体等平面构件，此类裂缝主要由混凝土干燥收缩与塑性收缩引发，若未及时养护，裂缝会逐渐加深加宽；二是温度裂缝，因混凝土浇筑后水化热释放导致内部温度升高，与表面形成温差，产生温度应力，当应力超过混凝土抗拉强度时，便会出现裂缝，多分布于梁、柱等大体积混凝土构件，裂缝走向多与构件长度方向平行；三是荷载裂缝，由结构承受的竖向荷载、水平荷载或地震作用引发，裂缝形态与荷载类型相关，如受弯构件的底面出现垂直于构件轴线的正裂缝，受剪构件的侧面出现斜向裂缝，此类裂缝若不及时处理，会随荷载作用持续扩展，影响结构安全；四是沉降裂缝，因高层建筑基础沉降不均，导致结构产生附加应力，引发裂缝。

（二）裂缝产生的核心成因

高层建筑混凝土结构裂缝的产生是多因素共同作用的结果，主要包括材料、施工、环境与设计四类因素。材料因素方面，混凝土原材料质量不佳是重要诱因，如水泥强度等级过高、水化热释放量大，易加剧温度裂缝；骨料级配不合理、含泥量过高，会降低混凝土的密实度与抗拉强度，增加收缩裂缝风险；外加剂选型不当，可能导致混凝土凝结时间异常，引发早期裂缝。

施工因素方面，配合比设计不合理会直接影响混凝土性能，如水泥用量过多、水灰比过大，会增加混凝土收缩量与水化热；混凝土浇筑过程中振捣不密实，会在内部形成孔洞与薄弱区域，成为裂缝萌生源；浇筑后养护不及时或养护方式不当，会加速水分蒸发，加剧干燥收缩，导致表面裂缝产生；模板拆除过早，混凝土强度未达到设计要求，无法承受自身重量与施工荷载，易出现裂缝。

环境因素方面，高层建筑施工周期长，混凝土结构长期暴露于自然环境中，温度变化与湿度波动会持续作用于结构，如夏季高温导致混凝土表面水分快速蒸发，冬季低温使混凝土内部水分结冰膨胀，均会引发或加剧裂缝；此外，沿海地区的氯离子侵蚀、工业环境中的化学介质，会破坏混凝土结构，间接诱发裂缝。

二、高层建筑混凝土结构裂缝的预防技术

（一）优化材料选择

科学选择原材料与优化配合比，是预防裂缝的基础。在材料选择上，优先选用低热矿渣水泥或粉煤灰水泥，降低水泥水化热释放量，减少温度裂缝风险；选择连续级配的骨料，控制骨料含泥量在规定范围内，提升混凝土的密实度与抗裂性能；选用缓凝型减水剂，延长混凝土凝结时间，减少塑性收缩，同时降低水灰比，减少混凝土干燥收缩量。

（二）规范施工工艺与过程管控

施工工艺的规范执行是预防裂缝的关键环节。混凝土浇筑前，需对模板与钢筋进行检查，确保模板支撑牢固、缝隙密封严密，钢筋位置与保护层厚度符合设计要求，避免因模板变形或钢筋偏移导致混凝土受力不均；浇筑过程中，控制浇筑速度与布料方式，避免混凝土堆积过高产生离析，同时采用高频振捣器分层振捣，确保混凝土密实，振捣时间以表面泛浆、无气泡逸出为宜，避免过振或漏振。

混凝土浇筑后，及时开展养护工作，根据构件类型与环境温度选择适配的养护方式。对大体积混凝土构件，采用覆盖保温材料与洒水养护结合的方式，控制内外温差在合理范围，延缓降温速度，减少温度应力；对楼板、墙体等平面构件，浇筑完成后立即覆盖塑料薄膜，防止表面水分蒸发，待初凝后再覆盖麻袋或土工布，洒水保持湿润，养护时间不少于规定天数。

三、高层建筑混凝土结构裂缝的处理技术

（一）裂缝的检测与评估

处理裂缝前需开展科学的检测与评估，明确裂缝的性质、深度与危害程度。采用外观检查与仪器检测结合的方式，通过肉眼观察记录裂缝的位置、长度、宽度与形态；利用裂缝宽度仪测量裂缝宽度，判断是否超过规范允许限值；对疑似贯穿或深度较大的裂缝，采用超声波检测仪或钻芯法检测裂缝深度，评估是否影响构件截面承载力。

（二）针对性的裂缝处理方法

根据裂缝的评估结果，采用差异化的处理方法。对表面无害裂缝，采用表面修补法，先清理裂缝表面的灰尘、浮浆，再涂刷水泥基渗透结晶型防水涂料或环氧砂浆，形成封闭层，防止水分侵入；对较宽的表面裂缝，可采用骑缝凿槽法，沿裂缝走向凿出V 型槽，清理干净后填充聚合物砂浆，增强修补层与混凝土的结合力。

对可修复的中深度裂缝，采用注浆法处理，根据裂缝宽度选择适配的注浆材料，如裂缝宽度较小选用环氧树脂浆液，宽度较大选用水泥浆液；先在裂缝两侧钻设注浆孔，安装注浆嘴，采用低压慢速注浆方式，将浆液注入裂缝内部，直至浆液从相邻注浆嘴溢出，待浆液固化后拆除注浆嘴，对表面进行修补。注浆过程中需控制注浆压力与速度，避免压力过大导致裂缝扩展。

四、结语

高层建筑混凝土结构裂缝的预防与处理是一项贯穿设计、施工、使用全过程的系统工程，需从源头控制裂缝产生，对已出现的裂缝采取科学处理措施。当前高层建筑混凝土结构裂缝防控中存在的问题，本质是对裂缝成因认知不足、预防措施缺乏针对性、处理方法与裂缝性质不匹配。通过优化材料选择与配合比设计、规范施工工艺、强化结构设计，可有效预防裂缝产生；通过科学检测评估、采用差异化处理方法，能精准解决已出现的裂缝问题。

未来，随着建筑材料技术与施工工艺的发展，需进一步探索新型抗裂混凝土材料的应用，如自修复混凝土、纤维增强混凝土，提升混凝土本身的抗裂性能；结合BIM 技术与监测传感器，实现混凝土结构施工全过程的温度、应力实时监测，提前预警裂缝风险。只有持续创新裂缝防控技术，才能不断提升高层建筑混凝土结构质量，为高层建筑的安全稳定运行提供保障。

参考文献

[1]王铁梦.工程结构裂缝控制[J].土木工程学报,2020.

[2]赵顺波,王晓伟.高层建筑混凝土结构裂缝预防技术研究[J].建筑结构学报,2019.

[3]李悦,刘刚.大体积混凝土温度裂缝的控制与处理[J].施工技术,2021