房屋建筑結構設計中現澆混凝土裂縫控制

茆祥虎 九江市規劃設計集團有限公司

1 前言

隨著混凝土在房屋建筑工程中的應用越來越多，但其裂縫問題一直沒有得到很好的解決。雖然在建筑結構中使用混凝土可以為建筑工程提供良好的環境，但是在房屋結構設計下的現澆混凝土工程中存在的一些裂縫，如果不及時處理和預防，往往會增加對施工質量的損害，從而危及房屋結構的安全以及房屋使用者的居住安全。同樣，現澆混凝土的裂縫往往會影響建筑物的正常使用壽命。由于建筑結構設計時現澆混凝土對耐久性要求較高，因此建筑結構設計時對現澆混凝土裂縫控制的研究十分重要。為了解決現澆混凝土早期裂縫問題，應合理使用相應的預防和治療措施，更好的控制混凝土裂縫，從而有效地提高混凝土工程的質量。

2 房屋建筑結構中的現澆混凝土裂縫類型

2.1 結構裂縫

房屋建筑結構設計中會涉及到現澆混凝土結構的設計工作，其中會設置多種構件，并且配置多種部件。在各個部位和構件的接觸和長期運行過程中，整體結構中的薄弱部位等區域出現裂縫的概率自然提高，其中現澆樓板作為薄弱部位，自然更容易出現裂縫。此外在結構的設計中由于這類構件的設計不合理，也可能會導致生成裂縫。如現澆板由預制的多孔板改造而成，此時墻體的剛度增加，但樓板剛度會下降，墻角作為應力集中區域，在系統運行中更加容易出現斜向的裂縫，或在樓板端出現板面的裂縫。

2.2 應力裂縫

在房屋建筑結構設計工作中，建筑中的各結構之間會處于相互影響的狀態，同時在現澆混凝土結構的施工中，在溫度、環境等因素的影響下都會生成應力，此時生成的裂縫就是所謂的應力裂縫，這類裂縫最為常見。此外在房屋建筑結構施工中，現澆混凝土結構施工后會逐漸失去水分，使現澆混凝土結構尺寸縮小，由于伸縮量不同，該結構后續運行中會生成更多的應力裂縫。

2.3 塑性裂縫

在房屋建筑現澆混凝土結構施工中，會在其中加入大量的骨料、鋼筋等結構，這類結構加入后會影響混凝土結構的沉降量，其中混凝土結構的垂直收縮量加快，而水平方向上的收縮量相比較為緩慢，會發生塑性裂縫。此外，通常塑性裂縫生成的裂縫較深，且形狀不規則，裂縫的出現時間主要是在混凝土硬化前，此時會對建筑結構的強度造成重大的影響。此外結構受力不同，會形成不同的裂縫表現，常見裂縫如圖1～圖3所示。

圖1 受彎構件的裂縫示意

圖2 受拉構件的裂縫示意

圖3 受扭構件的裂縫示意

3 房屋建筑結構中的現澆混凝土裂縫成因

3.1 設計問題

房屋建筑結構設計中，各類現澆混凝土結構的設計要符合要求，在構型、材料配置、設施安裝等方面，均要按房屋建筑結構設計要求選擇。在該結構的設計過程中，若未能對現澆混凝土結構的構型、結構和裝配位置進行科學的控制和建設，在該房屋的后續建設中則很容易發生問題，各結構之間的應力無法處理，易導致結構在后續運行中出現裂縫。此外設計中也包括強度等級、鋼結構、荷載設計等，結構設計中若未能對這類設施進行科學協調，也很容易出現裂縫。

3.2 配料問題

房屋建筑結構設計包括該結構的配料設計，配料包括骨料、砂礫、外加劑及水泥等，所有的這類材料質量都需經過分析，以防止出現混凝土裂縫。在結構的設計工作中，需保證所有的材料摻和后性能都得到提高。在該結構的施工中，對于各類配料的使用量、使用方法和使用效果不同，若未能充分考慮這類信息，會導致配料質量下降，不能提高結構完整度。

3.3 環境問題

房屋建筑結構設計中，從表面上來看無須考慮環境要素，但在實際操作中，若未全面徹底地考慮環境因素，則該系統在運行階段顯然無法保證整個系統的運行質量符合標準。此外在各類自然要素的影響下，如溫度、濕度、風力參數等，環境的作用下也很可能會導致房屋建筑結構設計的現澆混凝土系統出現各類裂縫。

4 房屋建筑結構中的現澆混凝土裂縫控制方法

4.1 平面布置設計

房屋建筑結構設計中，若想避免出現現澆混凝土裂縫，需對整個建筑系統的平面布局進行控制，以防在某個區域中由于應力過大或現澆混凝土結構的施工和建設問題導致結構存在裂縫。在平面布置中，要完成以下三個方面的設計工作。

4.1.1 房屋長度控制

在房屋建筑結構設計中，需對房屋的長度加以控制，以防范由于現澆混凝土的澆筑長度過大，從而導致該結構的應力過大，使該結構出現裂縫。在長度控制中，如果確定該房屋建筑結構的長度不小于40m，就需設計后澆帶的澆筑方案，以充分提高整個系統的強度。將后澆帶參數配置在整個系統的中間部位區域，配置在樓板和梁板的1/3跨度區域處，此時可以確保最終得到的施工結構中，這兩個結構處于完全分開狀態。此外，如果房屋建筑結構的長度遠大于40m，則在設置了后澆帶的基礎上需設置變形縫，其中后澆帶的寬度參數控制在80cm~100cm，不同后澆帶的間距保持為30m。

4.1.2 外露構件控制

在房屋建筑結構設計中，會涉及大量的外露構件，在這類構件的配置中，也要控制長度參數和伸縮參數，并使這類構件處于高水平運行狀態。其中常見的外露構件包括雨篷、掛板及女兒墻等，在專業設計中如果發現水平方向上的強度已經超過了規定的范圍，則需在構件的配置和設計中設置伸縮縫，以保證這類構件在完成裝配后可以正常運行。此外在設計過程中也要控制外露構件水平長度參數，其中按現有的建筑行業工程施工規范，外露構件的水平長度需最大限度控制在12m范圍內。

4.1.3 建筑高度控制

房屋建筑結構設計工作中，一些建筑會以建筑群的形式存在，此時在各類建筑結構的設計中，需控制所有建筑的高度參數，要采用現澆混凝土結構的科學控制方法，充分提高該系統的設計科學性。其中在專業設計過程中，如果確定在現有的施工中，發現主樓的高度與裙房的高度之間具有過大的差值，則在現有的設計基礎上，會提高現澆混凝土結構裂縫發生的概率，因此在這類結構設計過程中，需加入專業性的后澆帶結構，同時也要科學設置專業性的沉降縫結構。

4.2 強度等級確定

在房屋建筑結構設計中，整個結構的設計方法和混凝土結構的設計方案均會影響裂縫的發生概率?；炷恋膹姸仍礁?，水灰比的參數越大，消耗的水泥總量必然會增加，通過對現澆混凝土結構的分析可確定，如果水泥的使用量增加，則整個結構發生裂縫的概率也會增加。

因此在現澆混凝土結構的設計過程中，需根據專業性的研究規范，確定現澆混凝土板材的混凝土強度等級為C30，同時在各個相互接觸的結構上，要求這類結構的強度和材料需保持一致，如對于房屋建筑結構中的墻體和柱體的澆筑混凝土，兩者的混凝土級別需保持一致，同時現澆板和樓板的等級也需相同設置，如發現最終制作和設計的現澆混凝土級別要明顯低于柱體與墻體的混凝土級別，則需提高核心部位的混凝土結構強度。

4.3 強化配筋設計

在房屋建筑結構設計中會涉及現澆混凝土結構的配筋設計工作，對于配筋方案來說，配筋率和配筋的區域都會從根本上決定該構件的強度參數，而對于該結構的強度參數來說，也會從根本上影響構件的裂縫參數。

在強化配筋的設計過程中，需對現澆混凝土結構進行有效控制，以確保該結構的施工質量符合要求。此外在樓面板的澆筑和結構設計中，要對配筋的方案進行相應的設計，同時考慮到配筋的方案會對房屋建筑結構的重量、應力參數造成影響，則在該系統的施工過程中，也要對配筋的總量、分配方法、配置密度等參數進行控制，從而使配筋的設計質量符合要求。

4.4 控制構件厚度

在房屋建筑結構設計過程中，都需對構件的厚度進行控制，從而讓所有構件參數可有效控制該結構生成的各類裂縫。在實際設計過程中，如果各類構件的厚度過小，在實際運行中，這類構件將無法有效抵抗存在的應力，此時構件出現裂縫的概率較高。

為防范出現裂縫，在建筑結構設計中，需協調構件的厚度，方可提高該結構的抗裂縫等級。對于民用建筑，在樓板結構的設計中，厚度參數不可小于10cm，同時在該建筑的設計中，由于使用的構件不同，因此最終構造的房屋建筑結構參數也會發生一定變化。在計算現澆混凝土板的跨度設計中，需對該系統的設計方案和各類設施的作用做出限制，從而對這類設施進行科學建設，其中對于現澆混凝土板材來說，要求厚度通常不小于L30～L35。

4.5 施工工藝、方法與管理等控制措施

現澆鋼筋混凝土樓板出現裂縫與材料、結構以及施工環境等因素都有很大的關系，但是大量的實踐和研究證實，改進鋼筋混凝土工藝以及做好施工管理是避免現澆鋼筋混凝土樓板產生裂縫的有效手段。

4.5.1 對模板支撐體系施工進行完善和規范

在進行施工以及驗收的過程中，需要嚴格按照相關的施工標準、規范以及施工方案進行全方位的驗收。支模系統立桿的間距要保證符合規范的要求，同時還需要把控支撐立桿上下層間的垂直度，在立桿的底部需要按照需求合理地放置墊塊，保證支撐肋的尺寸和間距，確保垂直支撐面與模板的貼合，保證模板支撐系統具有足夠的強度與剛度。在澆筑過程中對模架體系進行監測，防止模板及支架有過大變形量。后澆帶區域的模架系統按要求支立成獨立的模架系統。

4.5.2 規范拆模

施工過程中準備滿足規范要求與施工進度的模板、木方及鋼管等周轉材料。混凝土強度未達到規范要求時，不要過早拆模，特殊情況需早期拆模時，在進行具體的施工中就需要積極使用和落實早拆體系，在完成拆模后，還需要設立豎向的支撐。

4.5.3 避開高溫時段施工

現澆鋼筋混凝土樓板在施工過程中，還需要對混凝土入模的溫度以及周圍環境溫度進行控制，盡可能避免在高溫時段施工，從而控制和減少溫差應力以及變形情況的發生，減少產生裂縫。

4.5.4 完善混凝土施工工藝與方法

在現澆鋼筋混凝土樓板澆筑施工前，需要對模板進行潤濕處理，確保在混凝土的澆筑過程中不會大量吸水；在澆筑期間，還需要對混凝土振搗進行管理和控制，避免由于振搗不充分而出現蜂窩麻面的情況，同時也要避免出現泌水的問題；在完成澆筑后，還需要及時進行抹平壓光處理，為了避免細骨料浮在混凝土表面，還需要采取合理的控制措施。

5 結束語

在房屋建筑結構設計中，需充分考慮現澆混凝土構件在制造中是否會導致該結構出現裂縫，因此要分析常見的裂縫類型，包括應力裂縫、結構裂縫、塑性裂縫等。各結構的專業性設計過程涵蓋的設計項目包括構件厚度、平面布置、強度等級和配筋方案，并實現各類結構的科學協調。