建筑結(jié)構(gòu)裂縫產(chǎn)生的原因及防治

高衛(wèi)

摘 要 建筑物的裂縫影響建筑結(jié)構(gòu)的整體性和使用功能，也會給用戶造成不安全感，然而建筑結(jié)構(gòu)的裂縫在沒有危機結(jié)構(gòu)安全和使用的時候常常被人忽視。在某些特定情況下，比如地震或者突然撞擊時，建筑物往往容易引起前提破壞，因此在建筑設(shè)計和施工過程中應(yīng)采取相應(yīng)的預(yù)防措施，使裂縫得到有效的控制。本文從建筑結(jié)構(gòu)裂縫產(chǎn)生的原因和防治做簡要闡述。

關(guān)鍵詞 建筑結(jié)構(gòu)；裂縫；原因；防治

隨著國民經(jīng)濟的高速增長，帶動了建筑業(yè)的快速、持續(xù)的發(fā)展。建筑物的安全和美觀越來越受到人們的重視，建筑物的裂縫影響建筑結(jié)構(gòu)的整體性和使用功能，也會給用戶造成不安全感，但是只要裂縫在不危及結(jié)構(gòu)安全和使用時卻容易被人們忽視。然而有裂縫建筑物在地震荷載等隨機載荷的作用下，往往容易引起前提破壞，因此在建筑設(shè)計和施工過程中應(yīng)采取相應(yīng)的預(yù)防措施，使裂縫得到有效的控制。

1.建筑結(jié)構(gòu)裂縫的成因

混凝土是 由水泥、骨料、水及一些氣泡組成的多相非均勻復(fù)合材料。由于各種材料的力學(xué)性能存在差異，在混凝土硬化過程中，混凝土內(nèi)部產(chǎn)生粘著細(xì)微裂縫，包括骨料與水泥漿粘結(jié)面上裂縫、水泥漿裂縫和骨料自身裂縫。這些裂縫呈現(xiàn)不規(guī)則分布，一般情況下不貫通。微觀裂縫的存在是材料固有的物理性質(zhì)，是不可以避免的。民用建筑中，一般認(rèn)為寬度小于005毫米的裂縫無危害，故通常假定裂縫小于005毫米的結(jié)構(gòu)為無裂縫結(jié)構(gòu)。鋼筋混凝土構(gòu)件在使用過程中，鋼筋和混凝土一起承受荷載，兩者的彈性模量E不同，導(dǎo)致變形不同。如果混凝土承受的拉應(yīng)力大于混凝土的抗拉強度，這些細(xì)微裂縫會相互貫通，裂縫寬度迅速增大，當(dāng)裂縫寬度超過005二時，便產(chǎn)生了肉眼可以看見的宏觀裂縫。鋼筋混凝土可見裂縫的生和展開，是混凝土與鋼筋之間不能再保持變形協(xié)調(diào)而出現(xiàn)相對滑動的結(jié)果。

1.1 沉降

裂縫產(chǎn)生的原因是因為混凝土所使用的原材料受到外界的影響而產(chǎn)生的。這種裂縫大多出現(xiàn)在混凝土早期強度起來前，混凝土尚處在塑性狀態(tài)，表面失水后產(chǎn)生裂縫，原因是混凝土塌落度過大所致。另外在施工過程中如果模板支設(shè)的不到位、支撐不牢靠時也會出現(xiàn)此類裂縫。

1.2 收縮

裂縫產(chǎn)生的原因是混凝土澆筑后，早期強度表面沒有被及時覆蓋，混凝土表面水分蒸發(fā)過快所造成的。裂縫多在混凝土表面出現(xiàn)，多半呈現(xiàn)出龜裂形狀。

1.3 溫度

產(chǎn)生的原因是由于混凝土澆筑后，混凝土內(nèi)部的水泥水化熱不容易散發(fā)，造成混凝土的內(nèi)部溫度升高，表面散熱快，形成較大的內(nèi)外溫差，導(dǎo)致混凝土內(nèi)部與表面產(chǎn)生不同應(yīng)力，造成表面出現(xiàn)裂縫。

1.4 施工質(zhì)量

在混凝土結(jié)構(gòu)構(gòu)件制作、澆筑、運輸、安裝過程中，若工人操作不當(dāng)，施工質(zhì)量不能滿足規(guī)范要求，可能產(chǎn)生各種裂縫，見的有。鋼筋混凝土保護(hù)層不符合規(guī)范要求，或是工人在綁扎鋼筋的時亂踩綁扎好的鋼筋，使承受負(fù)彎矩的鋼筋保護(hù)層加厚，導(dǎo)致構(gòu)件的有效高度減小，形成與受力鋼筋垂直方向的裂縫。混凝土在澆筑過程中，由于混凝土振搗不密實、不均勻油現(xiàn)蜂窩、麻面、空洞等現(xiàn)象，導(dǎo)致鋼筋銹蝕或形成其它荷載裂縫。混凝土攪拌、運輸時間長，水分蒸發(fā)過多引起混凝土塌落度過低，在操作過程中再振搗速度慢，使混凝土表面出現(xiàn)不規(guī)則的收縮裂縫。氣候原因，混凝土在澆筑完后氣溫變化，使混凝土早期受凍，使構(gòu)件表面出現(xiàn)裂紋。在混凝土工程施工時，由于模板剛度不夠、支撐體系不穩(wěn)，容易造成在澆筑混凝土?xí)r，因壓力的作用使得模板嚴(yán)重變形，使混凝土產(chǎn)生與模板變形一致的裂縫。混凝土工程施工后拆模過早，N度達(dá)不到拆模要求，使得混凝土構(gòu)件在自重或施工荷載作用下產(chǎn)生裂縫。

1.5 材料質(zhì)量

是由水泥 、砂子、石子、水及外加劑構(gòu)成。混凝土所采用原材料的好壞直接影響到質(zhì)量。砂石含泥量超過規(guī)定，對于混凝土的耐久性有較大的影響，不僅降低混凝土的強度和抗?jié)B性，還會使混凝士干燥時產(chǎn)生不規(guī)則的網(wǎng)狀裂縫。

1.6 結(jié)構(gòu)設(shè)計欠周

如截面不夠、梁的跨度過大、高度偏小，或者由于計算錯誤，受力鋼筋截面偏小或板太薄、配筋位置不當(dāng)、節(jié)點不合理、結(jié)構(gòu)構(gòu)件斷面突變或因開洞、留槽引起應(yīng)力集中，構(gòu)造處理不當(dāng)，現(xiàn)澆主梁在擱次梁處如沒有設(shè)附加箍筋，或附加吊筋以及各種結(jié)構(gòu)縫設(shè)置不當(dāng)?shù)纫蛩鼐菀讓?dǎo)致混凝土開裂。

2.建筑結(jié)構(gòu)裂縫的防治

2.1 沉降裂縫預(yù)防

保證混凝土均質(zhì)性，盡量減少混凝土的運輸和現(xiàn)場停留時間，攪拌運輸卸料前先高速運轉(zhuǎn)20-30秒，然后反轉(zhuǎn)卸料;施工過程中應(yīng)經(jīng)常觀察模板的支撐體系和混凝土振搗的密實情況，不能漏振、過振使混凝土離析分層;施工過程中嚴(yán)禁隨意加水。

2.2 收縮裂縫預(yù)防

此類裂縫預(yù)防的措施如下4冼工單位在澆注混凝土后要及時夜蓋養(yǎng)護(hù)，增加環(huán)境濕度；商品混凝土公司在滿足可泵性、和易性的前提下盡量減小出機塌落度、降低砂率、嚴(yán)格控制骨料的含泥量。

2.3 溫度裂縫預(yù)防

采用改善骨料級配、摻混合料、或加引氣劑塑化劑等措施以減少混凝土中的水泥用量，在混凝土拌合時可在水中加冰塊，或?qū)⑺槭鋮s后再拌合以降低混凝土的澆筑溫度;熱天澆筑時應(yīng)減少澆筑厚度，利用澆筑層面散熱?？稍诨炷林新袢肜鋮s管，通入冷水降溫。合理規(guī)定拆模時間，不得為趕工期而提前拆模;當(dāng)氣溫降低幅度大時應(yīng)進(jìn)行表面保溫，防止混凝土內(nèi)外溫差過大。

2.4 施工質(zhì)量控制

加強地基的檢查與驗收工作，基坑開挖后及時通知勘察及設(shè)計單位到現(xiàn)場核查驗收。對較復(fù)雜的地基，設(shè)計方在基坑開挖后應(yīng)要求勘察補鉆探。當(dāng)探出有不利地質(zhì)情況時，必須先對其采取加固處理，并經(jīng)驗收后，方可進(jìn)行下一步施工。開挖基槽時，要注意不擾動其原有基底結(jié)構(gòu)。合理安排施工順序。相鄰建筑物間距較近時，一般應(yīng)先施工較深基礎(chǔ)，以防止基坑開挖破壞已建基礎(chǔ)的地基。

2.5 建筑設(shè)計措施

要做好建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的前期工作，綜合分析建筑物的結(jié)構(gòu)類型、承載基礎(chǔ)及地基類型，使結(jié)構(gòu)布置盡量合理。橫墻的間距不宜超過建筑物高度的1.5倍，建筑物的長高比一般宜控制在2.5以下。高度、荷載差異較大的部位容易產(chǎn)生由于地基的不均勻沉降導(dǎo)致的裂縫，因此在適當(dāng)?shù)牟课粦?yīng)設(shè)置沉降縫。為了避免溫度裂縫的產(chǎn)生，要從設(shè)計上采取預(yù)防措施，對于總長超過45m的長條形建筑應(yīng)設(shè)置溫度伸縮縫；非承重墻的厚度，宜設(shè)為240墻，以加強內(nèi)墻對溫差的抗變能力。屋面承受的溫度變化最大，產(chǎn)生溫度應(yīng)力也最大的，在設(shè)計過程應(yīng)采取加強措施。

2.6 結(jié)構(gòu)設(shè)計措施

（1）減少地基的不均勻沉降，除了前述的措施外，在基礎(chǔ)設(shè)計中可以采取調(diào)整基礎(chǔ)的埋深度，不同的地基計算強度和采用不同的墊層辱度等方法，宋調(diào)整地基的不均勻變形。

（2）限制伸縮縫間距。對體形復(fù)雜、地基不均勻沉降值大的建筑物更應(yīng)嚴(yán)格控制，同樣，也可以和其它結(jié)構(gòu)縫合并使用。

（3）正確地設(shè)置沉降縫。沉降縫位置和縫寬的選定應(yīng)合適，構(gòu)造要合理，可以和其結(jié)構(gòu)縫合并設(shè)置。

（4）層層設(shè)置圈梁、構(gòu)造柱，可以增加建筑物的整體性，提高磚石砌體的抗剪、抗拉強度，防止或減少裂縫，即使出現(xiàn)了裂縫，也能阻止其進(jìn)一步發(fā)展。

（5）部分窗臺砌體應(yīng)加強。對寬大的窗臺下部宜設(shè)置鋼筋混凝土梁，以適應(yīng)窗臺的變形，防止窗臺處產(chǎn)生豎直裂縫。

（6）適當(dāng)加強基礎(chǔ)有剛度和強度。

（7）合理地調(diào)整各部分承重結(jié)構(gòu)的受力情況，使荷載分布均勻，盡量防止受力過于集中。

（8）控制建筑物有長高比：長高比越小，整體剛度越大，調(diào)整不均勻沉降的能力越強。

（9）合理布置縱橫墻，縱墻開洞應(yīng)盡可能小。

（10）建筑平面選型時在滿足使用功能要求的前提下，力求簡單，平面復(fù)雜的建筑物，容易產(chǎn)生扭曲等附加應(yīng)力而造成墻體及樓板開裂。

3.結(jié)語

綜上分析，鋼筋混凝土一旦出現(xiàn)裂縫就不容易根治[4]。因此，鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)裂縫應(yīng)針對成因，貫徹預(yù)防為主的原則，加強設(shè)計施工及使用等方面的管理，確保結(jié)構(gòu)安全和避免不必要的損失，要控 制 建 筑物的裂縫，必須雙管齊下，除了在設(shè)計中采取相應(yīng)的措施外，施工過程也很關(guān)鍵，只有兩者同時結(jié)合，建筑物裂縫的控制才能取得滿意的效果。

參考文獻(xiàn)：

[1] 朱建新. 淺談混凝土結(jié)構(gòu)裂縫成因及預(yù)防措施[J]. 科協(xié)論壇，2007（6）：378-378.

[2] 李小波. 淺談混凝土裂縫的成因及防治[J]. 科協(xié)論壇，2007（7）：14-18.

[3] 呂琴. 淺談混凝土結(jié)構(gòu)裂縫原因及防治[J]. 石河子科技，2007（2）：40-41.

[4] 張萬清. 建筑工程混凝土結(jié)構(gòu)裂縫淺析[J]. 黑龍江科技信息，2006，26（1）：258-258