蔣楠 方利壘

摘 要：建筑工程項(xiàng)目建設(shè)中混凝土裂縫是常見的一種現(xiàn)象，在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)階段，設(shè)計(jì)人員應(yīng)該對裂縫出現(xiàn)的原因進(jìn)行分析，并采取合理的設(shè)計(jì)策略，降低結(jié)構(gòu)裂縫的產(chǎn)生。

關(guān)鍵詞：建筑結(jié)構(gòu)；結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)；裂縫控制；結(jié)構(gòu)裂縫

引言

房屋建筑構(gòu)造是否能達(dá)到應(yīng)有的建筑穩(wěn)定性，其在根本上決定于混凝土材料的各項(xiàng)基本性能。在目前看來，現(xiàn)澆混凝土已經(jīng)可以適用于當(dāng)前的各類房屋建筑的，而與之有關(guān)的建筑總體性能也實(shí)現(xiàn)了突顯的轉(zhuǎn)變與優(yōu)化。但是與此同時(shí)，現(xiàn)澆混凝土一般來講都很難徹底杜絕混凝土開裂，其中包含塑性裂縫、應(yīng)力裂縫以及結(jié)構(gòu)裂縫等。因此針對上述不同種類的混凝土裂縫而言，應(yīng)當(dāng)明確裂縫根源并且著眼于綜合性的裂縫控制。

1 裂縫對房屋建筑的影響

結(jié)構(gòu)裂縫的產(chǎn)生對建筑本身會產(chǎn)生使用、耐久性及安全方面的影響，同時(shí)使用者會產(chǎn)生感官上的恐慌，如不及時(shí)有效的處理，裂縫開展會隨時(shí)間的推移而加劇。第一，使用方面的影響。結(jié)構(gòu)外墻、底板、頂板產(chǎn)生的貫通裂縫會使建筑產(chǎn)生滲水、漏水現(xiàn)象，造成室內(nèi)積水、裝修發(fā)霉或脫落，嚴(yán)重影響建筑的正常使用和維護(hù)，此類情況在日常最為普遍，且較難處理徹底。第二，耐久性方面的影響。結(jié)構(gòu)裂縫一旦產(chǎn)生，特別是與水土直接接觸的結(jié)構(gòu)面，會使混凝土中鋼筋的受侵蝕程度加劇而產(chǎn)生銹蝕，鋼筋與混凝土的握裹性能降低及鋼筋的有效截面減少，從而導(dǎo)致鋼筋混凝土構(gòu)建使用壽命縮短。第三，強(qiáng)度及安全方面的影響。隨著結(jié)構(gòu)裂縫的開展，特別是穿透型裂縫和深度裂縫，會明顯降低結(jié)構(gòu)的整體剛度，抗剪、抗彎、抗拉強(qiáng)度也會受到明顯的影響，同時(shí)整體結(jié)構(gòu)由于裂縫的產(chǎn)生，會出現(xiàn)應(yīng)力重分布，改變原設(shè)計(jì)的結(jié)構(gòu)受力及傳導(dǎo)模式，從而導(dǎo)致結(jié)構(gòu)的受力及安全性能降低。

2 房屋現(xiàn)澆混凝土出現(xiàn)裂縫的根本原因

2.1 欠缺最優(yōu)的材料配比

從混合物的角度來講，混凝土本身含有相應(yīng)比例的砂礫、骨料、外加劑與水泥等。在此前提下，針對混凝土包含的上述各類成分都要將其限定于相應(yīng)配比，如此才能致力于杜絕裂縫的頻繁出現(xiàn)。然而不應(yīng)忽視，現(xiàn)澆混凝土如果并沒能達(dá)到最優(yōu)的各類材料配比，則會顯著減損其固有的綜合性能。因此為了根除混凝土裂縫，則需首先致力于優(yōu)化其中的各項(xiàng)配比因素并且妥善監(jiān)管配料質(zhì)量。

2.2 溫差會產(chǎn)生裂縫

在施工期間，由于大體積混凝土產(chǎn)生的大量水化熱，大氣溫度的變化以及環(huán)境中的高環(huán)境溫度，可能發(fā)生溫度變化導(dǎo)致裂縫的產(chǎn)生。大部分建筑物由磚石和混凝土組成。在固化過程中，由于水化作用，混凝土的溫度在短時(shí)間內(nèi)上升，并且磚石的溫度不會改變，導(dǎo)致混凝土和磚石之間出現(xiàn)溫差。由于房屋的結(jié)構(gòu)有一定的限制，混凝土和磚石屬于兩種不同的材料，線膨脹系數(shù)不同，一旦溫度變化，屋頂和墻壁就會產(chǎn)生溫度變化與內(nèi)部壓力成正比。一旦建筑物部件的溫度負(fù)荷高于拉伸強(qiáng)度或剪切強(qiáng)度，就會出現(xiàn)裂縫。此外，建筑物在使用過程中暴露在陽光下，特別是在夏天天氣炎熱時(shí)，日照時(shí)間較長，建筑物的耐熱性降低，導(dǎo)致地板與墻壁之間出現(xiàn)間隙，存在溫差，進(jìn)而導(dǎo)致溫度裂縫。

2.3 結(jié)構(gòu)不合理產(chǎn)生裂縫

混凝土澆筑分塊較大也會產(chǎn)生裂紋，世界上沒有理想的剛體，受力后發(fā)生變形是普遍存在的，無論是多高承載力的地基，彈性變形和非彈性變形總是客觀存在的，因此，當(dāng)澆筑混凝土對相應(yīng)基礎(chǔ)施加壓力時(shí)，如果基礎(chǔ)不均勻沉降和變形發(fā)生在部分混凝土已固結(jié)之后，由于這部分混凝土早期強(qiáng)度不足，往往局部應(yīng)力超出當(dāng)時(shí)混凝土的強(qiáng)度，則這部分混凝土?xí)a(chǎn)生裂縫。這種裂縫的特點(diǎn)是大致方向垂直于基礎(chǔ)，由一條或幾條主裂縫構(gòu)成，根據(jù)地基沉降及變形的大小，裂縫寬度不等。

3 建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中控制裂縫的有效措施

3.1 提高混凝土配比水平

第一，合理調(diào)整配合比，減少水泥用量，適當(dāng)?shù)牟捎梅勖夯掖嫠嗟哪z凝作用。使混凝土主要靠粗骨料之間的機(jī)械咬合和接觸來提高承載力，水泥盡量只起到膠合作用，水化反應(yīng)總量減少了，水化反應(yīng)引起的干縮就會相應(yīng)減少。以此來達(dá)到減小第一種裂縫的目的。第二，另外一方面可以通過摻加適量微膨脹劑使?jié)仓蟮幕炷谅晕⑴蛎洠缘窒糠质湛s，工程實(shí)踐中預(yù)應(yīng)力管道注漿，箱梁頂板人洞的封口混凝土，連續(xù)剛構(gòu)橋的合龍段混凝土都需要摻加部分微膨脹劑來抵消收縮變形。第三，選用安定性好的水泥作為膠凝材料。水泥安定性中重要的指標(biāo)就是體積安定性，安定性好的水泥收縮較小。

3.2 加強(qiáng)配筋力度

結(jié)合建筑工程實(shí)際，合理選擇配筋的設(shè)置，能在很大程度上避免混凝土裂縫的問題。在建筑不同部位的建筑構(gòu)件中，配筋率往往會不同，有一定的差別。因此，以下主要從板、梁、后澆帶方面進(jìn)行分析：在進(jìn)行板配筋設(shè)計(jì)中，應(yīng)嚴(yán)格把控配筋的數(shù)量，不能夠過多，如果配筋數(shù)量超出設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，也經(jīng)常會在施工階段出現(xiàn)混凝土裂縫；在進(jìn)行梁側(cè)受拉鋼筋配置設(shè)計(jì)，需要在建筑磚混結(jié)構(gòu)的樓面板上適當(dāng)增設(shè)圈梁，還需要在屋面的跨中上部等特殊部位，結(jié)合規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)要求加設(shè)雙向鋼筋網(wǎng)；結(jié)合實(shí)際工程，提前做好后澆帶預(yù)先設(shè)計(jì)。兩側(cè)混凝土完成收縮后，在進(jìn)行后澆帶的混凝土澆筑，能夠在很大程度上避免混凝土裂縫問題。在混凝土中加入外加劑，混凝土內(nèi)部密實(shí)度會顯著增加，混凝土的內(nèi)部結(jié)構(gòu)有所增強(qiáng)，因混凝土收縮產(chǎn)生的裂縫問題也會減少。而在配筋設(shè)計(jì)過程中需求遵循“抗放結(jié)合”的原則，即當(dāng)裂縫出現(xiàn)時(shí)增設(shè)受拉鋼筋控制裂縫，而到受拉鋼筋作用不明顯時(shí)可適量減少受拉鋼筋的設(shè)計(jì)比例，改用沉降縫、伸縮縫、滑動層、添加膨脹劑、增設(shè)膨脹加強(qiáng)帶等模式，預(yù)先設(shè)計(jì)后澆帶，當(dāng)混凝土收縮完成之后再進(jìn)行后澆，然后促使混凝土裂縫現(xiàn)象得到良好的改善，而添加膨脹劑及膨脹加強(qiáng)帶則是通過增加混凝土密實(shí)度來減少收縮裂縫。

3.3 防止溫度應(yīng)力裂縫的措施

在溫度應(yīng)力裂縫中，建筑物頂部和底部的內(nèi)外縱壁上的斜裂縫是相對頻繁且具有代表性的。預(yù)防措施主要包括以下內(nèi)容：第一，在治理裂縫工作的實(shí)施中，預(yù)防應(yīng)該是主要方面：規(guī)劃和選材。施工應(yīng)根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行，并進(jìn)行全面規(guī)劃。應(yīng)根據(jù)施工項(xiàng)目所在的區(qū)域選擇屋面保溫層，以充分保證保溫層的施工質(zhì)量，以減少屋頂與屋面之間的溫差。進(jìn)行砌筑并避免溫差過大，防止結(jié)構(gòu)擴(kuò)張和收縮的出現(xiàn)。同時(shí)，伸縮縫應(yīng)按照有關(guān)要求和規(guī)定進(jìn)行布置和設(shè)計(jì)，以進(jìn)一步減弱因溫度變化引起的墻體變形。第二，在施工過程中，除了要進(jìn)行較長的凝固時(shí)間外，在選擇水泥時(shí)應(yīng)該存在較低程度的水化熱。將水泥施加到其溫度時(shí)應(yīng)小心。且在混凝土攪拌過程中，在炎熱的夏季天氣應(yīng)使用低溫水混合。一旦混凝土達(dá)到初始強(qiáng)度，應(yīng)嚴(yán)格控制水分和溫度固化條件，以確保充分保證混凝土表面的溫度和濕度，并完全避免表面裂縫的形成。當(dāng)加入混合物時(shí)，應(yīng)合理控制劑量。

3.4 選擇最佳的施工強(qiáng)度等級

混凝土裂縫在根本上關(guān)乎現(xiàn)有的強(qiáng)度等級，與此同時(shí)，水灰比等數(shù)值也直接決定于現(xiàn)有的混凝土基礎(chǔ)強(qiáng)度。在某些施工情形下，如果有必要添加更多的水泥，那么也會顯著增大目前現(xiàn)存的裂縫可能性，對此應(yīng)當(dāng)予以更多關(guān)注。由此可見，針對施工強(qiáng)度等級應(yīng)當(dāng)保障其符合最佳的等級限度，尤其是關(guān)于柱體與墻體而言。此外，關(guān)于某些特殊性較強(qiáng)的混凝土部位還需適當(dāng)優(yōu)化現(xiàn)有的混凝土級別，并且限定于C30的最低混凝土等級。

4 結(jié)語

混凝土作為常規(guī)建筑材料已經(jīng)應(yīng)用到建筑工程的方方面面，控制好混凝土裂縫，提高構(gòu)件的耐久性是一個(gè)關(guān)系到結(jié)構(gòu)安全和建設(shè)投資的大事，本文意在拋磚引玉，希望在將來能夠看到更多的好的裂縫防治措施出現(xiàn)在工程實(shí)踐中。

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