混凝土結(jié)構(gòu)構(gòu)件不做表層裝飾，直接以清水混凝土作為藝術(shù)元素，已有60多年歷史了。近年來，許多高端建筑和標志性建筑越來越多地采用清水混凝土。
受彎或受拉鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)構(gòu)件多是在有縫狀態(tài)下工作的，即構(gòu)件表面混凝土被拉裂之后，鋼筋才“吃勁”。但清水混凝土構(gòu)件不僅是結(jié)構(gòu)構(gòu)件，還有藝術(shù)責任，一旦出現(xiàn)裂縫，會影響建筑藝術(shù)效果；也影響使用者對結(jié)構(gòu)安全的信心；室外構(gòu)件的表面裂縫還容易滲進水，導致鋼筋銹蝕，影響結(jié)構(gòu)的耐久性。因此，避免裂縫是清水混凝土工程必須認真對待的課題。
本文討論現(xiàn)澆清水混凝土裂縫問題。關(guān)于預制清水混凝土構(gòu)件的裂縫請參考筆者第4期專欄的文章。

1. 因設(shè)計不當導致的清水混凝土裂縫

智利著名建筑師亞力杭德羅·阿拉維納是2016年普利茲克獎獲得者，他設(shè)計的智利天主教大學UC創(chuàng)新中心是清水混凝土建筑（如圖1所示），2014年建成。UC創(chuàng)新中心的形體是整體感很強的混凝土大方塊，局部有凸出塊體，四面混凝土墻體閉合成口字型，整體現(xiàn)澆。

墻體豎向裂縫一般是水平作用所致。整體圍合墻體的水平作用主要是墻體變形受到兩端與之垂直的墻體的約束，產(chǎn)生了變形拉應(yīng)力，將混凝土拉裂。具體原因有兩種可能：

（1）墻板澆筑后，混凝土早期收縮變形受到約束，產(chǎn)生拉應(yīng)力。

（2）因溫度變化產(chǎn)生的收縮變形受到約束，產(chǎn)生拉應(yīng)力。

若要避免此類裂縫，應(yīng)在墻體設(shè)置豎向變形縫。但建筑師從美學效果考慮，要的是整體的混凝土塊狀感，不愿意或未考慮設(shè)置變形縫。

筆者在國內(nèi)看過一個前兩年新建的美術(shù)館，長長的整體清水混凝土墻體，出現(xiàn)了多處豎向裂縫（如圖3所示），室外室內(nèi)都有，原因與UC創(chuàng)新中心一樣，是變形應(yīng)力所致。避免辦法也一樣，應(yīng)設(shè)置豎向變形縫。 



2. 因保護層過厚或過薄導致的清水混凝土裂縫

紐約公園大道432號公寓樓是極簡主義風格建筑，高426米，清水混凝土（如圖4所示），2016年建成。該公寓是曼哈頓很貴的公寓，但竣工不久底部柱子就出現(xiàn)了橫向裂縫（如圖5所示）。建筑非常高，在風荷載作用下，底部柱子受彎，柱子外側(cè)拉應(yīng)力較大，把混凝土表面拉裂后鋼筋才受力，由此出現(xiàn)橫向裂縫。如此重要的超高層建筑，結(jié)構(gòu)計算應(yīng)當對裂縫寬度進行控制，不應(yīng)出現(xiàn)如此明顯的裂縫。

我注意到，出現(xiàn)裂縫的部位周圍有出于藝術(shù)效果考慮的凹入表面的分格縫，鋼筋保護層凈厚度應(yīng)當從分格縫凹槽底算起。如此，無縫部位混凝土表面距受力鋼筋的距離，也就是保護層厚度，就相對加厚了，是正常保護層厚度加上分隔縫的深度。

保護層厚了，混凝土裂縫達到一定寬度后鋼筋才受力，裂縫看上去比較明顯。432號公寓柱子橫向裂縫或是設(shè)計構(gòu)造考慮不細所致，或受力鋼筋在施工時位置內(nèi)移所致，都與保護層加大了有關(guān)。

前面提到的國內(nèi)美術(shù)館，清水混凝土樓板底面也出現(xiàn)了裂縫（如圖6所示）。應(yīng)當也與保護層厚度有關(guān)：或因保護層過厚，混凝土開裂至一定寬度后鋼筋才受力；或因保護層過薄，混凝土未對鋼筋形成有效握裹，鋼筋受力后局部混凝土與之疏離。從現(xiàn)場看，樓板底面能隱約看到鋼筋網(wǎng)痕跡，表明混凝土保護層過薄的可能性大。


現(xiàn)澆清水混凝土時，確保保護層厚度符合規(guī)范要求，是預防裂縫非常關(guān)鍵的環(huán)節(jié)。

3. 因混凝土耐久性不好導致的清水混凝土裂縫

貝聿銘設(shè)計的紐約基普斯灣公寓結(jié)構(gòu)柱梁和墻板是清水混凝土，該公寓1962年建成，已經(jīng)使用56年了，大多數(shù)清水混凝土表面較好，局部混凝土表面出現(xiàn)了龜裂現(xiàn)象。已經(jīng)風吹日曬凍融了半個多世紀的混凝土表面出現(xiàn)龜裂是正?，F(xiàn)象，但此工程多數(shù)混凝土表面沒有龜裂，說明局部混凝土耐久性有問題，具體原因包括：

（1）水灰比大。

（2）混凝土塌落度大。

（3）混凝土振搗不密實。

（4）養(yǎng)護不好。