建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)裂縫成因及控制措施探析

田曉

摘要：建筑工程中，混凝土結(jié)構(gòu)裂縫問(wèn)題較為常見(jiàn)，其主要原因在于混凝土構(gòu)件在較大結(jié)構(gòu)應(yīng)力影響下，導(dǎo)致承載力不足，產(chǎn)生結(jié)構(gòu)性破壞，其主要類(lèi)型包括表面裂縫、中等裂縫與貫穿裂縫，結(jié)構(gòu)裂縫的產(chǎn)生會(huì)影響建筑結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性與安全性，為此就需要采取有效措施實(shí)現(xiàn)對(duì)于結(jié)構(gòu)裂縫的控制，避免結(jié)構(gòu)裂縫的產(chǎn)生。

關(guān)鍵詞：建筑結(jié)構(gòu)；裂縫成因；裂縫控制措施

目前，我國(guó)在建筑結(jié)構(gòu)中應(yīng)用最為廣泛的材料是混凝土。因混凝土結(jié)構(gòu)的建筑在設(shè)計(jì)上以及其他方面的特點(diǎn)，且混凝土材料受外界影響較大，因此，就有可能會(huì)產(chǎn)生建筑結(jié)構(gòu)的裂縫，這些裂縫對(duì)建筑整體的穩(wěn)定性和安全性會(huì)產(chǎn)生巨大的影響，進(jìn)而影響到人們的人身財(cái)產(chǎn)安全。因此，相關(guān)人員必須對(duì)這些裂縫進(jìn)行處理，以提高整個(gè)建筑的安全性和質(zhì)量。接下來(lái)，本文就對(duì)這些裂縫的類(lèi)型以及成因進(jìn)行分析。

1裂縫種類(lèi)及成因

1.1水泥水化熱產(chǎn)生的裂縫

在水泥進(jìn)行灌注的時(shí)候會(huì)釋放出大量的熱，而這些熱源主要是來(lái)自水泥的水化生熱，具體的放熱速度以及放熱量的多少，都與混凝土的配合比密切相關(guān)。不同類(lèi)別水泥的使用功能不同，同時(shí)在水化生熱過(guò)程中，放熱的速度以及量的多少都是有所差異的。而裂縫的產(chǎn)生，就是因?yàn)樗嗟乃艧幔瑢?dǎo)致內(nèi)外表面存在溫度差，使內(nèi)表面產(chǎn)生壓應(yīng)力而外表面形成拉應(yīng)力，當(dāng)拉應(yīng)力的強(qiáng)度超過(guò)混凝土本身的抗拉限度之后，就會(huì)形成混凝土裂縫。

1.2溫度應(yīng)力裂縫

溫度應(yīng)力裂縫顧名思義，其主要影響因素為溫度。在實(shí)際的混凝土澆筑施工過(guò)程中，常常需要一個(gè)較長(zhǎng)的施工期，在這段時(shí)間內(nèi)，由于晝夜溫差以及室內(nèi)外溫差較大且混凝土結(jié)構(gòu)的表面散熱較快，就會(huì)對(duì)澆筑產(chǎn)生影響。當(dāng)溫差產(chǎn)生的表面拉應(yīng)力超過(guò)混凝土所能承受的拉應(yīng)力強(qiáng)度就極易形成溫度應(yīng)力裂縫，這種裂縫看上去并不明顯，但其實(shí)際對(duì)建筑物的穩(wěn)定性和安全性影響依舊不容小覷。溫度應(yīng)力裂縫主要表現(xiàn)為不同深度的表面裂縫，要防止混凝土內(nèi)外溫度差及混凝土表面梯度或者防止混凝土超冷以及防止老混凝土過(guò)冷，以減少新老混凝土間的約束。

1.3建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)不當(dāng)

建筑工程施工中，混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)不當(dāng)，也會(huì)導(dǎo)致混凝土結(jié)構(gòu)裂縫的產(chǎn)生，影響混凝土建筑質(zhì)量與使用壽命，例如，混凝土結(jié)構(gòu)構(gòu)件截面設(shè)計(jì)不合理、混凝土梁跨度過(guò)高等。混凝土結(jié)構(gòu)構(gòu)件計(jì)算不當(dāng)，會(huì)導(dǎo)致混凝土受力鋼筋截面較小，當(dāng)高度不足的情況下，截面板厚度不合理、配筋不當(dāng)、節(jié)點(diǎn)設(shè)置不當(dāng)?shù)纫蛩兀紩?huì)影響混凝土結(jié)構(gòu)構(gòu)件質(zhì)量，加快混凝土結(jié)構(gòu)裂縫形成，影響建筑安全。

2裂縫控制措施

2.1控制混凝土材料質(zhì)量

混凝土建筑材料的選用，需要嚴(yán)格遵循相應(yīng)的設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)與技術(shù)規(guī)范，禁止采用質(zhì)量不合格的建筑材料，以避免產(chǎn)生混凝土結(jié)構(gòu)裂縫。混凝土工程所使用的鋼筋材料，需要選用正規(guī)廠家生產(chǎn)的，在材料進(jìn)場(chǎng)時(shí)，進(jìn)行抽樣檢測(cè)，禁止不合格的材料進(jìn)場(chǎng)。水泥材料的選用，需要做好材料質(zhì)量控制，控制好水化熱的程度，避免由于溫度應(yīng)力導(dǎo)致結(jié)構(gòu)裂縫產(chǎn)生。混凝土材料骨料的選用，要盡量采用堿含量在0.6%左右的材料，避免由于骨料質(zhì)量導(dǎo)致混凝土材料整體質(zhì)量受到影響。強(qiáng)度較高的水泥材料，可以減少混凝土配比中的水泥含量，并且更好地發(fā)揮混凝土膨脹劑及減水劑的效果，可以結(jié)合復(fù)合型外加劑，提高材料性能。同時(shí)，從混凝土結(jié)構(gòu)構(gòu)件規(guī)格泵送效果的角度考量，選用粒徑合理的碎石材料，減少裂縫問(wèn)題，并提高混凝土結(jié)構(gòu)構(gòu)件的承載能力。混凝土材料施工技術(shù)是否規(guī)范合理，會(huì)影響混凝土構(gòu)件結(jié)構(gòu)裂縫的產(chǎn)生。根據(jù)建筑工程的實(shí)際需求，了解具體工程概況，包括混凝土構(gòu)件環(huán)境、結(jié)構(gòu)類(lèi)型與鋼筋布置等，合理采用普通混凝土或高性能混凝土，并設(shè)計(jì)相應(yīng)的配合比。

2.2嚴(yán)把設(shè)計(jì)關(guān)

在設(shè)計(jì)時(shí)，要統(tǒng)籌考慮多種可能遇到的因素。另一方面，應(yīng)當(dāng)重點(diǎn)考慮建筑物混凝土結(jié)構(gòu)的整體剛度，以提升整個(gè)建筑的荷載能力。此外，還需要考慮到建筑物可能發(fā)生的不均勻沉降問(wèn)題。當(dāng)不均勻沉降發(fā)生時(shí)，會(huì)產(chǎn)生相應(yīng)的壓應(yīng)力與拉應(yīng)力，且會(huì)導(dǎo)致建筑結(jié)構(gòu)在溫度應(yīng)力的抵抗上能力下降，因此，在對(duì)建筑的設(shè)計(jì)時(shí)需要準(zhǔn)確的計(jì)算建筑的荷載能力并對(duì)可能發(fā)生的意外以及不可控因素進(jìn)行預(yù)判，增加設(shè)計(jì)的科學(xué)性與合理性。

2.3控制混凝土施工質(zhì)量

2.3.1混凝土攪拌

在混凝土攪拌階段，需基于工程需要，合理選用攪拌機(jī)。可選擇強(qiáng)制式攪拌機(jī)，保證混凝土的拌和效果，可以將裝料容積控制在攪拌機(jī)物理容積的13～12之間。需要根據(jù)混凝土類(lèi)型來(lái)控制攪拌時(shí)間，如果為輕骨料混凝土，則需要較長(zhǎng)的攪拌時(shí)間；如果混凝土的坍落度較大，則攪拌時(shí)間較短。攪拌時(shí)，如果選用自落式攪拌機(jī)，會(huì)導(dǎo)致混凝土材料在重力影響下產(chǎn)生離析現(xiàn)象，而強(qiáng)制式攪拌機(jī)則有效避免這一缺陷，且混凝土材料攪拌所需時(shí)間更短。

2.3.2混凝土振搗

混凝土的振搗工作，需要明確具體的振搗范圍，并保證振搗的均勻性與密實(shí)度，避免出現(xiàn)過(guò)振及漏振現(xiàn)象。振搗時(shí)，要保證混凝土無(wú)下沉、無(wú)氣泡，并開(kāi)始泛漿。振搗棒的使用，要按照垂直振搗、快插慢拔的方式，避免混凝土振搗中留下空隙，振搗時(shí)間限定在30s左右，避免由于振搗時(shí)間過(guò)長(zhǎng)混凝土分層離析現(xiàn)象，導(dǎo)致混凝土質(zhì)量受到影響。混凝土振搗時(shí)，要禁止振搗棒與模板、鋼筋及預(yù)埋件相接觸，模板附近的混凝土振搗，應(yīng)在振搗同時(shí)在模板上用木錘輕輕敲擊；存在密集鋼筋與預(yù)埋件的位置，可以采用鐵釬進(jìn)行搗實(shí)。通過(guò)混凝土振搗工作，避免混凝土材料分層離析而導(dǎo)致的混凝土構(gòu)件斷裂或者裂縫問(wèn)題的產(chǎn)生。

2.4加強(qiáng)施工后期的混凝土養(yǎng)護(hù)

工程混凝土施工中的一個(gè)重要環(huán)節(jié)就是進(jìn)行混凝土的保溫養(yǎng)護(hù)，進(jìn)行保溫養(yǎng)護(hù)主要是為了降低大體積混凝土的內(nèi)外溫度差以此來(lái)降低混凝土塊的自約束應(yīng)力，還可以降低混凝土澆筑時(shí)的降溫速度，以此來(lái)防止溫度差造成混凝土裂縫的產(chǎn)生。溫度差是形成混凝土裂縫的一個(gè)重要原因，所以我們要去重視混凝土的保溫養(yǎng)護(hù)工作，給予混凝土最為有效的保護(hù)，就是給工程的施工質(zhì)量帶來(lái)足夠的保障，給我們施工人員的安全帶來(lái)足夠的保護(hù)。

3結(jié)語(yǔ)

建筑結(jié)構(gòu)裂縫的控制，可以從混凝土材料質(zhì)量控制、混凝土構(gòu)件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與混凝土施工三個(gè)層面進(jìn)行討論，并嚴(yán)格遵循科學(xué)的設(shè)計(jì)理念與設(shè)計(jì)方法，保證結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的合理性；在混凝土工程施工中，也需要基于建筑工程的實(shí)際情況，按照技術(shù)應(yīng)用規(guī)程進(jìn)行施工作業(yè)，做好混凝土養(yǎng)護(hù)工作。

參考文獻(xiàn)：

[1]田志翔.建筑結(jié)構(gòu)混凝土控制裂縫技術(shù)探究[J].產(chǎn)業(yè)與科技論壇，2016（4）：51～52.

[2]徐大榮.混凝土建筑結(jié)構(gòu)裂縫控制的技術(shù)分析[J].中國(guó)科技投資，2016（11）.

（作者單位：河北省水利水電勘測(cè)設(shè)計(jì)研究院）