建筑工程結構裂縫控制技術分析

盤方鳳

【摘要】 普遍存在的房屋裂縫問題，已引起有關單位及各級領導的高度重視。該工程雖然結構超長，但考慮到建筑物的整體性及美觀性等原因，整個結構不設永久伸縮縫，只能部分設置后澆帶。因此，必須采取合理的技術措施，避免超長結構因環境氣溫變化、水泥水化熱以及混凝土收縮變形等因素造成的混凝土結構開裂。另外，本工程結構形狀復雜，在變截面部位收縮拉應力會產生應力集中，極易造成開裂。鑒于工程的復雜性和技術難度，本工程采用補償收縮混凝土等綜合技術措施，來控制結構有害裂縫的產生。

【關鍵詞】 建筑工程；結構裂縫控制；成因與對策

一、工程概況

該工程建筑面積41667.2m2， 高度44.8m， 地面以上十一層，采用鋼筋混凝土框架- 抗震墻結構，梁板平面最大邊緣尺寸為154.7m×37.4m，梭形辦公樓部分最大尺寸為141.45m，后辦公樓最長為128m，為超長鋼筋混凝土結構。

二、裂縫的成因與對策

混凝土構筑物開裂是一種普遍現象，它是長期困擾建筑工程技術人員的世界性難題。近代科學關于混凝土的宏觀、微觀的研究和工程實踐都說明：混凝土開裂是絕對的，不裂是相對的。雖然開裂難以完全避免，但它卻是能夠控制的，采取一些技術措施完全可以將裂縫的危害控制在一定范圍。

混凝土結構開裂的原因很多，但歸納起來有兩類：變形引起的裂縫和受力（荷載）引起的裂縫。變形裂縫其實也是應力導致開裂，起因是結構首先要求變形，當變形得不到滿足才引起應力，應力超過混凝土強度才會開裂。據國內外的調查資料，建筑工程中混凝土的開裂，由變形變化（溫度、收縮、不均勻沉降等）引起的開裂約占總數的80% 以上，由荷載引起的裂縫不足20%。在變形引起的開裂中，最主要的因素是溫度的變化（如環境氣溫變化、水泥水化熱、太陽輻射等）、混凝土收縮（自身收縮、失水干燥干縮、碳化收縮、塑性收縮等）和地基變形（如膨脹地基、濕陷地基、地基差異沉降等）。

由此可見，本工程主要應解決變形性、重點是伸縮性的開裂。在變形中最重要是解決收縮問題。因為混凝土是一種脆性材料，拉壓強度比很低，即抗壓強度較高，而抗拉強度很低，在受到鋼筋或鄰位結構限制的情況下，混凝土膨脹時內部受壓，不易開裂，而在收縮時內部受位，很容易開裂。

本工程為超長鋼筋混凝土結構，梁板最大邊緣尺寸為154.7m，不設伸縮縫，且結構形式復雜，梁板處于地上，由于氣候（溫度、濕度）變化，混凝土結構的熱脹冷縮、干燥收縮以及水泥水化熱所產生的溫度應力都很大，如何控制因冷縮和干縮產生的拉應力造成的結構開裂，將成為施工技術的關鍵。

根據本工程的特點，針對開裂不同的成因采取相應的技術措施：

1、混凝土收縮

混凝土收縮包括混凝土自身隨齡期的收縮、失水干縮、碳化收縮、塑性收縮等，針對于此。（1）采用補償收縮混凝土技術，即在普通混凝土中摻加一定比例的膨脹劑。膨脹劑在水化過程中產生適度膨脹，在鋼筋及鄰位的約束下，在混凝土中建立一定的預壓應力，這一應力可部分抵消混凝土在收縮時產生的拉應力，從而防止或減少混凝土構件的開裂。

（2）設置一定數量的膨脹加強帶、后澆帶、膨脹加強帶與主體結構同時澆筑，后澆帶在主體結構封頂、且主體結構澆筑完畢42 天之后澆筑。

（3）從材料角度入手，嚴格控制混凝土原材料的質量和技術指標，選用低收縮原材料，如C3A 較高的水泥、較低含泥量的砂石以及合理的砂石級配、高減水的外加劑，降低用水量和水泥用量，配制出自身收縮較小的混凝土。

（4）梁、板裂縫的主要原因是混凝土收縮，因此對這些部位重點做好保溫、保濕養護，降低失水干縮，具體措施：麻袋片覆蓋并澆水養護，避免混凝土過早失水造成干縮開裂。

（5）混凝土的塑性收縮發生在早期，在終凝前其表面用木抹子和鐵抹刀搓壓，防止或減少龜裂現象的產生。

2、環境溫度變化

（1）在超長梁板混凝土澆筑后，外圍采用臨時或永久遮蓋措施，表面覆蓋保溫，降低熱脹冷縮，減少溫度裂縫的產生。

（2）外露的主體結構在施工階段暴露在空氣中的最大長度滿足規范的要求。（3）屋頂設置保溫隔熱層。屋面層鋼筋混凝土結構適當提高配筋率，細而密的鋼筋配置有利于抵抗溫度應力并防止開裂。

3、水泥水化熱

本工程首層梁板施工正直盛夏，再加上水泥水化熱引起的溫升，混凝土內部溫度將會很高。這樣梁板結構固化后隨著環境氣溫降低，將會產生極大的降溫收縮，極易產生裂縫。

結合本工程特點，采取以下技術措施：

（1）水泥水化熱造成溫升，這樣固化后的混凝土降溫過程中會產生較大的冷縮和溫差拉應力，而混凝土抗拉強度低、變形能力小，很容易開裂。在混凝土中摻入膨脹劑，使其產生適度的膨脹，用以抵消混凝土結構的部分冷縮，從而可以減輕或避免溫差裂縫的出現。

（2）在混凝土中摻入適量的緩減水劑，目的是為了延遲水泥水化熱的釋放速度，同時熱峰也會有所降低；而且此類減水劑還可提高混凝土的流動性，有利于運輸和泵送；同時能夠避免連續澆筑混凝土過程中的冷接縫問題，降低滲漏隱患；另一方面，減水作用可以節約水泥用量，從而降低造價，且水泥用量越少，水化熱就越低，溫差裂縫就越少。

（3）摻入粉煤灰或礦渣等活性混合材，取代部分水泥，可以降低水泥水化的發熱量，減少溫度應力，減輕裂滲的出現。

4、不均勻沉降

地基變形諸如膨脹地基、濕陷地基、地基差異沉降等通過打樁加以解決。

5、荷載引起的開裂

通過結構力學計算，采用適宜的配筋措施和混凝土標號來解決。

6、后澆帶、膨脹加強帶的設置：本工程自首層至屋頂設置兩條后澆帶，寬度1000mm。從平面結構圖來看，后澆帶將結構分為3 段，中段長度達58.8m，兩側每段長度47.95m。

在施工期間，對于每段樓板，由于干縮和冷縮，造成樓板內部產生拉應力，其內應力沿樓板長度方向的分布是不均勻的，端部（即靠近后澆帶的部位）內應力最小，位移量最大；越靠近樓板中部收縮拉應力越小，收縮拉應力最大的是變形不動點處的樓板，對于對稱結構，該點位于樓板的中部。

據此，膨脹加強帶的設置如下：

中段（2-6 和2-18 之間）58.8m，膨脹加強帶中心線位于2-12 軸跨中1/3 處，其寬度2～3 米，帶兩側架設密孔鐵絲網，目的是為防止兩側混凝土流入加強帶。施工時，帶外側用小膨脹混凝土（外側摻ZY 膨脹劑8-10%），澆筑到加強帶時改用大膨脹混凝土（“加強帶”內摻10-12%），到加強帶另一側時，又改為小膨脹混凝土澆筑。

一些特殊部位按后澆膨脹加強帶處理，如：前后樓連廊、2-1 軸左側、2-23 軸右側等一些變截面部位、這些部位待兩側混凝土結構澆筑完畢7 天以后用大膨脹混凝土回填，終凝后加強帶保濕保溫（蓋麻袋澆水）養護14 天以上。

三、結束語

該工程主體結頂后，由建設、設計、施工、監理、質檢、建材院等有關單位對該工程共同進行了驗收，未發現任何有害裂縫。說明采用ZY混凝土超長結構無縫施工新技術應用是成功的。它取消了永久伸縮和雙墻雙柱結構，保證了結構的整體性，增加了有效空間，使大樓更加美觀大方、宏偉壯觀，大大簡化了施工工藝，縮短了工期，保證了工程質量，結構不裂不滲，達到了預期目標，受到工程各方的一致好評。

參考文獻

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[2] 張紅星；修恩勇；建筑結構設計及施工中如何控制房屋裂縫的產生[J]. 黑龍江科技息，2009 年16 期