建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)出現(xiàn)裂縫的原因及對(duì)策

馬春萍

摘 要：建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的裂縫直接影響到建筑的質(zhì)量，對(duì)施工安全和居住安全都有著巨大的不利影響。這就要求對(duì)建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的裂縫給予高度的重視，深入剖析產(chǎn)生裂縫的原因，在實(shí)踐中不斷探索，研究出控制建筑結(jié)構(gòu)裂縫的有效措施，推動(dòng)我國(guó)建筑行業(yè)的長(zhǎng)遠(yuǎn)發(fā)展。

關(guān)鍵詞：建筑結(jié)構(gòu)；設(shè)計(jì)；裂縫

1 引言

近年來(lái)，隨著我國(guó)的經(jīng)濟(jì)建設(shè)不斷的發(fā)展壯大，這也帶動(dòng)了建筑業(yè)的快速、持續(xù)發(fā)展。 但隨之而來(lái)的建筑質(zhì)量安全問(wèn)題越來(lái)越嚴(yán)重，最為嚴(yán)重的問(wèn)題就是建筑混凝土結(jié)構(gòu)裂縫。因此對(duì)于出現(xiàn)的建筑混凝土結(jié)構(gòu)裂縫的問(wèn)題應(yīng)在各方面給予重視，避免裂縫的產(chǎn)生，確保整個(gè)建筑的質(zhì)量。

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

2.1 結(jié)構(gòu)裂縫

隨著施工技術(shù)的不斷完善和發(fā)展，在傳統(tǒng)建筑工程中被普遍應(yīng)用的多孔板，開(kāi)始逐漸被現(xiàn)澆板代替。這種現(xiàn)澆板由于自身?yè)碛兄己玫某休d能力、負(fù)荷能力和綜合性能，其研發(fā)推廣以后就受到建筑行業(yè)的廣泛應(yīng)用。但是，其在實(shí)際施工過(guò)程中，由于樓板與其他結(jié)構(gòu)構(gòu)件剛度不同，變形存在不協(xié)調(diào)性，進(jìn)而造成結(jié)構(gòu)構(gòu)件相交處出現(xiàn)裂縫。

2.2 溫度應(yīng)力裂縫

溫度應(yīng)力的裂縫主要產(chǎn)生的原因是混凝土澆筑之后聚集在內(nèi)部的水泥水化熱產(chǎn)生的熱量在水泥里無(wú)法得到有效的散發(fā)，而在混凝土的表面熱量散的較快，這樣就會(huì)致使整個(gè)混凝土結(jié)構(gòu)形成較大的內(nèi)外溫差，從而會(huì)使混凝土內(nèi)部出現(xiàn)壓應(yīng)力，混凝土的表面出現(xiàn)拉應(yīng)力。因此，如果在混凝土表面附近出現(xiàn)較大的溫度梯度，就會(huì)引起混凝土表面的拉應(yīng)力，然而這個(gè)時(shí)期的混凝土形成的時(shí)間比較短，抗拉強(qiáng)度很低，一旦因?yàn)闇夭钏a(chǎn)生的表面拉應(yīng)力超過(guò)了混凝土的極限抗拉強(qiáng)度，就會(huì)致使混凝土表面出現(xiàn)表面裂縫。

2.3 塑性變形裂縫

塑性變形導(dǎo)致的混凝土裂縫通常發(fā)生在其硬化之前，這是由于混凝土結(jié)構(gòu)沒(méi)有完全硬化前，一直都保持著塑性的基本狀態(tài)，而上層建筑所擁有的均勻沉陷就會(huì)在一定程度上受到限制，最終使建筑工程結(jié)構(gòu)出現(xiàn)裂縫問(wèn)題。另外，在建筑工程混凝土結(jié)構(gòu)當(dāng)中，若是混凝土自身的表面積、鋼筋直徑、骨料粒徑等超過(guò)標(biāo)準(zhǔn)范圍，混凝土結(jié)構(gòu)就會(huì)出現(xiàn)水平收縮困難，這時(shí)混凝土結(jié)構(gòu)就會(huì)出現(xiàn)裂縫，且呈現(xiàn)出一定的不規(guī)則形態(tài)。這種不規(guī)則裂縫之間的距離一般在0.3～1mm，存在形式一般為互相平行，同時(shí)這種裂縫的深度也相對(duì)較大。

2.4 應(yīng)力裂縫

這種因素影響造成的裂縫，關(guān)鍵原因就是由混凝土結(jié)構(gòu)在進(jìn)行收縮時(shí)所導(dǎo)致的，其主要收縮包含了自身、塑性、碳化和干燥這種四種硬化過(guò)程。因?yàn)榛炷两Y(jié)構(gòu)在硬化過(guò)程中會(huì)蒸發(fā)大量的水汽，這樣就導(dǎo)致建筑工程項(xiàng)目原本所擁有的體積在持續(xù)縮小，從而出現(xiàn)明顯的收縮。但是，因?yàn)榈撞恐ё南拗?，建筑物所出現(xiàn)的收縮就會(huì)受到很大程度上的限制，而隨著收縮力度的持續(xù)增加，支座對(duì)其的限制和約束能力也會(huì)隨之上升。在這個(gè)增加和上升的過(guò)程中，混凝土板就必然會(huì)出現(xiàn)一定程度上的斷裂，而且因?yàn)槔徚α客ǔ１容^集中，這個(gè)裂縫出現(xiàn)的位置就經(jīng)常在混凝土板的中間。另外，還有一種裂縫常常發(fā)生在混凝土結(jié)構(gòu)沒(méi)有完全凝固時(shí)，就在其結(jié)構(gòu)上方放置了超過(guò)自身承載能力的物件，這也會(huì)造成建筑工程結(jié)構(gòu)出現(xiàn)裂縫。

3 建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)出現(xiàn)裂縫的控制對(duì)策

3.1 選擇優(yōu)質(zhì)的原材料

建筑混凝土澆筑的耐久性能與施工材料的質(zhì)量息息相關(guān)， 因此在原材料選擇方面，項(xiàng)目部應(yīng)嚴(yán)把原材料選擇關(guān)，盡可能選擇與工程項(xiàng)目相符且質(zhì)量過(guò)關(guān)的原材料。例如在原材料的選購(gòu)方面，對(duì)于骨料的選用，必須結(jié)合經(jīng)濟(jì)性、價(jià)格性與適宜性，根據(jù)項(xiàng)目工程的具體需要，盡量選擇較大粒徑與堅(jiān)固程度良好的砂石，減少砂石攪拌過(guò)程的水泥使用量，避免水泥攪拌時(shí)熱量快速散發(fā)，以提升混凝土的溫度應(yīng)力。在礫石方面的選取，盡量不購(gòu)買含有堿性成分的礫石，避免與其他材料攪拌后，產(chǎn)生水化熱現(xiàn)象。并且在攪拌混凝土摻合料時(shí)，還需在混凝土摻合料中添加緩凝劑和膨脹劑，減少混凝土收縮或膨脹而產(chǎn)生拉應(yīng)力。

3.2 科學(xué)設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)尺寸

造成建筑工程出現(xiàn)裂縫問(wèn)題的因素較多，其不僅包含了建筑材料自身?yè)碛械淖冃尾睿€有著溫度差異等諸多方面。尤其在那些尺寸較大的建筑結(jié)構(gòu)在進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)，材料、溫度差異對(duì)建筑工程結(jié)構(gòu)發(fā)生裂縫的作用更加明顯。針對(duì)建筑結(jié)構(gòu)裂縫發(fā)生的重要因素進(jìn)行深入分析以后發(fā)現(xiàn)，結(jié)構(gòu)自身所承受的應(yīng)力與裂縫長(zhǎng)度呈現(xiàn)出了較為明顯非線性關(guān)系。在這種情況下，相關(guān)人員在開(kāi)展建筑工程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)工作時(shí)，就應(yīng)該選擇科學(xué)合理的結(jié)構(gòu)尺寸與建設(shè)方案，進(jìn)而在是實(shí)際施工過(guò)程中，可以結(jié)合建筑工程的整體性來(lái)合理制定結(jié)構(gòu)所需要具備的標(biāo)準(zhǔn)剛度。

3.3 控制混凝土澆筑施工技術(shù)

在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)階段還要注明混凝土的實(shí)際澆筑順序，除此之外，還要注明混凝土的澆筑方案以及在此過(guò)程中需要注意的事項(xiàng)，這樣就能夠?qū)τ诹芽p的產(chǎn)生起到阻礙作用，澆筑施工對(duì)于建筑工程來(lái)說(shuō)是相對(duì)比較復(fù)雜的環(huán)節(jié)，在澆筑施工的過(guò)程中需要考慮很多方而的影響因素，對(duì)其最基本的要求就是需要施工相關(guān)人員的施工技術(shù)要過(guò)關(guān)，因此，施工相關(guān)的企業(yè)應(yīng)該針對(duì)澆筑施工的人員進(jìn)行專業(yè)的培訓(xùn)活動(dòng)，保障施工相關(guān)人員的技術(shù)得到一定的提升，這樣也能夠保障建筑工程的實(shí)際施工質(zhì)量。首先，我們必須嚴(yán)格控制混凝土澆筑的溫度，一般不能超過(guò)35℃，若超過(guò)35℃，則應(yīng)停止?jié)仓?，待溫度降到合理范圍?nèi)方可繼續(xù)；其次，我們必須選擇合理的澆筑時(shí)間，在混凝土溫度上升速度最慢的時(shí)間段內(nèi)進(jìn)行澆筑；最后，我們還需掌握先進(jìn)的澆筑工藝，熟練掌握混凝土澆筑順序，最大程度控制混凝土內(nèi)部的溫度，防止建筑結(jié)構(gòu)出現(xiàn)裂縫。

3.4 嚴(yán)格控制混凝土入模的環(huán)境

混凝土入模的環(huán)境對(duì)混凝土內(nèi)外的溫度也有重要的影響，因此，為了控制建筑結(jié)構(gòu)中裂縫的產(chǎn)生，我們必須對(duì)混凝土入模的環(huán)境進(jìn)行嚴(yán)格控制。第一，保證入模在無(wú)陽(yáng)光的環(huán)境下進(jìn)行，避免由于陽(yáng)光的照射而導(dǎo)致混凝土或模型溫度升高；第二，借助一些制冷劑降低入模環(huán)境的溫度；第三，保證混凝土入模時(shí)環(huán)境保持通風(fēng)，以便模內(nèi)熱量能及時(shí)散發(fā)出外；第四，為了避免水化熱量在混凝土內(nèi)部過(guò)于聚集，可以加入一些緩凝劑?？傊?，混凝土入模是一個(gè)重要的環(huán)節(jié)，稍微不注意就有可能導(dǎo)致混凝土內(nèi)部溫度升高，使得建筑結(jié)構(gòu)出現(xiàn)裂縫。

3.5 做好混凝土澆筑的養(yǎng)護(hù)工作

做好混凝土澆筑的養(yǎng)護(hù)工作，有利于控制混凝土水分快速蒸發(fā)，保證混凝土的濕度， 避免裂縫的形成。因此在混凝土澆筑結(jié)束后，施工單位需要依據(jù)設(shè)計(jì)圖紙規(guī)定混凝土保養(yǎng)的時(shí)間，安排專人在12h內(nèi)對(duì)混凝土進(jìn)行保濕、保溫。對(duì)于混凝土養(yǎng)護(hù)的時(shí)間設(shè)定，還需依據(jù)混凝土摻合料與建筑項(xiàng)目所在的區(qū)域來(lái)設(shè)定，然后使用薄膜來(lái)覆蓋混凝土的表面， 并做好定期灑水養(yǎng)護(hù)，避免混凝土水分的散發(fā)。此外，為了避免裂縫的形成，還需定期做好測(cè)量的工作，保證混凝土的濕度與溫度在允許值內(nèi)，并詳細(xì)記錄在冊(cè)。

4 結(jié)束語(yǔ)

雖然在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的過(guò)程中， 混凝土結(jié)構(gòu)出現(xiàn)裂縫問(wèn)題難以避免，但是在進(jìn)行建筑施工的過(guò)程中，只要施工人員加強(qiáng)對(duì)建筑工程設(shè)計(jì)的質(zhì)量管控， 根據(jù)施工設(shè)計(jì)圖紙與方案來(lái)施工，選擇優(yōu)質(zhì)的原材料，嚴(yán)把混凝土澆筑關(guān)，加強(qiáng)對(duì)施工過(guò)程的質(zhì)量管控，做好混凝土澆筑的養(yǎng)護(hù)工作，就能有效預(yù)防與控制裂縫問(wèn)題的形成，提高建筑整體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的質(zhì)量。

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