芻議建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)出現(xiàn)裂縫的原因及控制措施

郝紅信

摘 要：本文闡述了建筑物防止裂縫出現(xiàn)重要性，對(duì)建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)出現(xiàn)裂縫的原因進(jìn)行了詳細(xì)分析，同時(shí)深入探討了建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中裂縫的控制措施，以供參考。

關(guān)鍵詞：建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)；裂縫原因；控制措施

前言

建筑結(jié)構(gòu)細(xì)節(jié)設(shè)計(jì)體現(xiàn)了建筑的整體設(shè)計(jì)質(zhì)量，而建筑出現(xiàn)裂縫不僅會(huì)影響建筑結(jié)構(gòu)細(xì)節(jié)設(shè)計(jì)的質(zhì)量，還會(huì)直接影響建筑的美觀性，同時(shí)帶來安全隱患，因此，有必要對(duì)建筑結(jié)構(gòu)的裂縫問題進(jìn)行詳細(xì)分析。

1建筑物防止裂縫出現(xiàn)重要性

伴隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)突飛猛進(jìn)的發(fā)展與進(jìn)步，建筑行業(yè)也取得迅速發(fā)展，建筑工程質(zhì)量問題也已成為人們關(guān)注的熱點(diǎn)。在建筑工程中，建筑物裂縫這一現(xiàn)象普遍存在。根據(jù)所產(chǎn)生的危害不同，將裂縫分為 3 種類型，即深層裂縫、表面裂縫與貫穿裂縫。通常情況下，貫穿裂縫是最為嚴(yán)重的裂縫，一旦出現(xiàn)該裂縫，會(huì)顯著減少建筑物的穩(wěn)定性與安全性。倘若出現(xiàn)深層裂縫，在某種程度上會(huì)對(duì)建筑物質(zhì)量造成損害。如果長(zhǎng)時(shí)間不對(duì)其進(jìn)行處理，即便是表面裂縫也會(huì)演變?yōu)樯顚恿芽p，進(jìn)而對(duì)建筑物造成不可估量的傷害。由此可見，防止建筑物裂縫出現(xiàn)具有至關(guān)重要的作用，必須予以高度重視。

2建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)出現(xiàn)裂縫的原因

2.1溫度影響

許多建筑工程的結(jié)構(gòu)裂縫都是垂直產(chǎn)生的，與墻體實(shí)際高度相當(dāng)，一般裂縫寬度不超過 0.3mm，超過 0.3mm 則容易引發(fā)結(jié)構(gòu)安全問題。從裂縫產(chǎn)生位置來看，多數(shù)出現(xiàn)在墻體中部，極少數(shù)出現(xiàn)在墻體邊界。一般在拆除模板后的一段時(shí)間是結(jié)構(gòu)裂縫集中出現(xiàn)的時(shí)間，這充分反映出，建筑混凝土結(jié)構(gòu)裂縫受溫度變化影響較大，當(dāng)混凝土結(jié)構(gòu)內(nèi)外溫差較大時(shí)，容易產(chǎn)生裂縫，對(duì)建筑美觀性和使用安全性造成影響。溫度作為混凝土結(jié)構(gòu)裂縫的首要影響因素，在澆筑完成后，內(nèi)部熱量無法及時(shí)散出，溫度較高，如果與外部溫度產(chǎn)生過大差距，則會(huì)使混凝土結(jié)構(gòu)出現(xiàn)早期裂縫。由溫差產(chǎn)生的內(nèi)外應(yīng)力不同變化，會(huì)使混凝土實(shí)際承受的拉應(yīng)力超出其抗拉能力，最終形成裂縫。

2.2塑性變形影響

建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)出現(xiàn)裂縫問題對(duì)建筑有多方面危害，首先從裂縫類型來看，可以將其分為三類：①表面裂縫，這種裂縫只存在于混凝土結(jié)構(gòu)表面，危害相對(duì)較小，但如果未對(duì)其進(jìn)行及時(shí)處理，也會(huì)逐漸加深。②深度裂縫，雖然不會(huì)對(duì)建筑結(jié)構(gòu)造成破壞，但會(huì)顯著降低建筑質(zhì)量及承載力，如果建筑受到較強(qiáng)的荷載或外力作用，容易出現(xiàn)結(jié)構(gòu)危險(xiǎn)。③危害性最高的穿透裂縫，這種裂縫容易改變結(jié)構(gòu)受力情況，進(jìn)而引發(fā)結(jié)構(gòu)坍塌、傾覆等危險(xiǎn)。這些裂縫問題都可能是由于塑性形變影響造成的，在混凝土結(jié)構(gòu)硬化前，實(shí)際處于塑性狀態(tài)，再加上鋼筋、骨料粒度等不符合標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范，容易導(dǎo)致混凝土結(jié)構(gòu)出現(xiàn)不規(guī)則裂縫，而且深度一般較大。

2.3使用結(jié)構(gòu)影響

在混凝土結(jié)構(gòu)施工過程中，由于施工工藝和技術(shù)的不斷進(jìn)步，目前施工形式越來越多，傳統(tǒng)多孔板施工方式逐漸被現(xiàn)澆施工所代替。現(xiàn)澆結(jié)構(gòu)的優(yōu)勢(shì)是承載力高、綜合性強(qiáng)，因此已經(jīng)在建筑功能過程中得到了較為廣泛的應(yīng)用。但是在實(shí)際施工過程中，可能因現(xiàn)澆結(jié)構(gòu)的剛性增加問題，導(dǎo)致現(xiàn)澆板與建筑墻體結(jié)構(gòu)無法保持一致，在這種情況下，混凝土裂縫容易出現(xiàn)在墻體剛度薄弱環(huán)節(jié)。因此，在混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)過程中，還要充分考慮工藝選擇以及可能產(chǎn)生的影響。

2.4應(yīng)力影響

應(yīng)力也是混凝土結(jié)構(gòu)裂縫的主要影響因素之一，比如混凝土結(jié)構(gòu)如果出現(xiàn)異常收縮，包括因塑性、干燥、碳化等硬化過程引發(fā)的應(yīng)力不均勻分布，容易造成局部開裂現(xiàn)象。在混凝土結(jié)構(gòu)硬化過程中，水汽會(huì)不斷蒸發(fā)，導(dǎo)致澆筑完成時(shí)的體積出現(xiàn)收縮，在基座底部限制下，隨著結(jié)構(gòu)收縮的增加，支座約束力也會(huì)增加，最終高導(dǎo)致混凝土板發(fā)生斷裂。在拉鋸力量過于集中的情況下，混凝土板會(huì)從中間位置出現(xiàn)開裂，而且混凝土結(jié)構(gòu)中還有未完全凝固的部分，也會(huì)導(dǎo)致裂縫的出現(xiàn)。因此，應(yīng)力變化對(duì)混凝土結(jié)構(gòu)裂縫的影響較大。

3建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中裂縫的控制措施

3.1使用有效的溫度裂縫控制方法

針對(duì)上述建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)可能出現(xiàn)的裂縫問題，首先要對(duì)混凝土結(jié)構(gòu)進(jìn)行合理選擇，根據(jù)工程實(shí)際情況及相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)要求，確定工藝形式，做好細(xì)節(jié)控制。在此基礎(chǔ)上，需要全面考慮各方面影響因素，提前采取有效的應(yīng)對(duì)措施。首先對(duì)于對(duì)結(jié)構(gòu)裂縫影響較大的溫度裂縫問題，在結(jié)構(gòu)規(guī)劃布局過程中，設(shè)計(jì)人員應(yīng)遵循簡(jiǎn)單實(shí)用的原則，避免出現(xiàn)較多的不規(guī)則結(jié)構(gòu)，包括結(jié)構(gòu)凹凸變化等。如果存在不規(guī)則結(jié)構(gòu)，在溫度影響下，更容易出現(xiàn)裂縫。同時(shí)應(yīng)合理設(shè)計(jì)混凝土結(jié)構(gòu)每部分的尺寸，在保證滿足設(shè)計(jì)規(guī)范要求的基礎(chǔ)上，盡可能減小溫度伸縮和建筑結(jié)構(gòu)長(zhǎng)度的差距，使材料變形控制在一定范圍內(nèi)，避免因溫差引起的拉應(yīng)力導(dǎo)致材料變形過大，產(chǎn)生結(jié)構(gòu)裂縫。

3.2控制施工材料的質(zhì)量

在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)過程中，必須對(duì)混凝土原材料進(jìn)行合理選擇，并對(duì)原材料質(zhì)量進(jìn)行嚴(yán)格控制。但是從工程實(shí)踐情況來看，原材料質(zhì)量往往是一個(gè)容易出現(xiàn)問題的環(huán)節(jié)。在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)過程中，需要對(duì)原材料質(zhì)量作出明確規(guī)定，并將設(shè)計(jì)要求落實(shí)到實(shí)際施工過程中的材料管理環(huán)節(jié)。嚴(yán)禁施工企業(yè)為降低施工成本，選擇廉價(jià)、劣質(zhì)的材料。不僅要在現(xiàn)場(chǎng)管理過程中加強(qiáng)材料質(zhì)量檢查，在設(shè)計(jì)階段，也應(yīng)明確其搭配品種和規(guī)格。特別是對(duì)于混凝土性能有直接影響的水泥、砂石骨料等原材料，必須經(jīng)過嚴(yán)格審核，并盡可能使用優(yōu)質(zhì)的材料，比如低水化熱水泥，降低材料自身可能引發(fā)的裂縫問題幾率。通過做好材料質(zhì)量控制，能夠有效控制因塑性形變引發(fā)的結(jié)構(gòu)裂縫。在材料質(zhì)量檢查過程中，需要滿足相應(yīng)的抽樣檢查要求，采取合適的試驗(yàn)檢查方法，并對(duì)結(jié)果進(jìn)行記錄，落實(shí)材料檢查責(zé)任。

3.3確保結(jié)構(gòu)尺寸設(shè)計(jì)的科學(xué)合理性

以往在工程實(shí)踐活動(dòng)中，出現(xiàn)結(jié)構(gòu)裂縫問題的主要原因是前期的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)不合理。設(shè)計(jì)人員沒有按照要求，到施工現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行考察，對(duì)使用的材料也不夠了解，單方面的按照相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范要求進(jìn)行設(shè)計(jì)。在這種情況下，建筑結(jié)構(gòu)尺寸與現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際限制條件不符，一方面容易影響施工的正常進(jìn)行，另一方面也容易因盲目施工而引發(fā)結(jié)構(gòu)質(zhì)量問題。因此，在工程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)活動(dòng)中，需要盡可能詳細(xì)的采集現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)，到實(shí)地進(jìn)行考察和測(cè)量，合理建立筑結(jié)構(gòu)標(biāo)準(zhǔn)剛度體系，根據(jù)實(shí)際情況設(shè)計(jì)各部分的尺寸。在外，在實(shí)際施工過程中，也需要按照設(shè)計(jì)要求，控制好混凝土澆筑順序。特別是對(duì)于體量較大、比較復(fù)雜的混凝土工程施工過程中，需要考慮多方面影響因素，對(duì)施工工藝進(jìn)行改進(jìn)，并重視施工人員專業(yè)培訓(xùn)，使建筑混凝土結(jié)構(gòu)施工質(zhì)量能夠得到持續(xù)性改善。

3.4加強(qiáng)對(duì)混凝土澆筑后的養(yǎng)護(hù)

在完成混凝土澆筑施工后，應(yīng)及時(shí)做好養(yǎng)護(hù)工作，這是減少混凝土結(jié)構(gòu)應(yīng)力變化的主要途徑。在正常情況下，需要在混凝土澆筑后 12h 內(nèi)采取相應(yīng)的養(yǎng)護(hù)措施，控制混凝土表面的溫濕度條件。具體養(yǎng)護(hù)措施的選擇，則要充分考慮環(huán)境影響因素，在保溫和保濕的同時(shí)，也應(yīng)根據(jù)施工地區(qū)的氣候特點(diǎn)，做好防雨、防凍等方面的措施，并設(shè)計(jì)具體的養(yǎng)護(hù)時(shí)間。在養(yǎng)護(hù)過程中，需要安排專門人員到現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行看管和記錄，避免因人員方面的破壞，導(dǎo)致養(yǎng)護(hù)措施失效。在觀測(cè)過程中，如果發(fā)現(xiàn)裂縫問題，需要對(duì)其及時(shí)進(jìn)行處理，分析產(chǎn)生問題的原因，不斷積累經(jīng)驗(yàn)，促進(jìn)混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)水平的提升。

4結(jié)束語

綜上所述，建筑結(jié)構(gòu)出現(xiàn)裂縫不僅會(huì)影響建筑質(zhì)量，還會(huì)給建筑增加許多安全隱患，對(duì)居住者的生命財(cái)產(chǎn)安全造成威脅。因此，相關(guān)建筑單位應(yīng)在在明確裂縫出現(xiàn)原因的基礎(chǔ)上，優(yōu)化建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，從而提升建筑的穩(wěn)固性與耐久性，降低裂縫發(fā)生概率，保證建筑質(zhì)量。

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