建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中的裂縫控制措施探討

文/蔡永濤、劉士英、狄聚寶 中建八局第二建設(shè)有限公司設(shè)計研究院 山東濟南 250000

現(xiàn)如今，建筑領(lǐng)域的不斷進步，對于混凝土結(jié)構(gòu)來講，在施工中取得了明顯的效果，和其他建筑材料相比較的話，混凝土材料有著比較好的可塑性以及化學(xué)性能，所以，需要按照建筑施工的實際情況出發(fā)，以此設(shè)計出不同形狀以及不同類型的構(gòu)件，從而滿足對施工建設(shè)的需求。

1、建筑結(jié)構(gòu)裂縫成因

1.1 首先混凝土是一種混合物，它是由水泥作為膠凝材料，碎石和砂作為填充物的混合體，質(zhì)量良好的碎石和砂具有很好的水穩(wěn)定性，遇水后體積不發(fā)生變化，而水泥作為膠凝材，其主要成分是硅酸鹽礦物C3S、C2S(一般占比75%)，鋁酸鹽(一般占比22%)C3A、C4AF以及其他礦物(1%)組成，水泥水化機理則是C3S(硅酸三鈣)、C2S(硅酸二鈣)，C3A(鋁酸三鈣)、C4AF(鐵鋁酸四鈣)與水反應(yīng)，生成如CaSiO3·nH2O的水化物，而這些水化物的宏觀表現(xiàn)則是硬化的水泥。那么從微觀上來說，一開始由多個硅酸鹽分子和游離水分子構(gòu)成的混合物，發(fā)生水化反應(yīng)后合并成一個較大的分子，分子間距離縮短。體積自然收縮，產(chǎn)生裂縫。這種裂縫的特點是無明顯方向性，不規(guī)則，內(nèi)外都有，裂縫大小與水泥摻量有關(guān)(較小的摻量意味著較少的水化反應(yīng)引起較小的體積收縮)，與水泥種類有關(guān)。

1.2 如果配合比不當(dāng)或現(xiàn)場任意加水，則混凝土中的游離水除了滿足水化反應(yīng)的需求外尚有剩余，剩余的游離水表面的直接蒸發(fā)，內(nèi)部的游離水通過毛細孔道經(jīng)過較長一段時間后也會蒸發(fā)而留下細小的空洞，如在混凝土硬化的過程中，表面漿液張力大于其強度，則表面張力將這些空洞拉扯貫通，在混凝土表面形成不規(guī)則的龜裂紋。在工程實踐中澆筑完混凝土后，如果結(jié)構(gòu)物表面有一層浮漿未及時清除，則待浮漿凝固后會產(chǎn)生網(wǎng)狀裂紋就是因為上述原因。

1.3 水泥在水化反應(yīng)過程中會放熱，這里有一個熱脹冷縮的過程，且在溫度較高時，混凝土因為水化反應(yīng)已經(jīng)形成固體，因此溫度回落時，混凝土體內(nèi)部和表面會隨著溫度下降而產(chǎn)生的裂縫。這種裂縫的特點是無明顯方向性，不規(guī)則，內(nèi)外都有，且與混凝土溫度變化密切相關(guān)。

2、建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中的裂縫控制措施

2.1 嚴格控制混凝土配合比

建筑工程施工中針對裂縫問題，需要采取有效的預(yù)防措施，其中需要對混凝土材料的配合比進行嚴格的把控。這是確保施工質(zhì)量最基礎(chǔ)的一步，禁止一些不合格的材料進入到施工的現(xiàn)場影響到工程的施工質(zhì)量。這一過程中首先需要根據(jù)工程的使用要求結(jié)合施工材料的性質(zhì)選擇性價比最高的施工材料，從材料的廠家源頭對材料的質(zhì)量進行控制。其次，在材料的運輸過程中也要嚴格的控制質(zhì)量，材料運輸?shù)绞┕さ默F(xiàn)場不能夠隨意的堆放，要集中的進行儲存，尤其是一些水泥與骨料等，這些材料由于受到雨水的影響，會出現(xiàn)嚴重的質(zhì)量問題，因此要注重存放的環(huán)境，還要安排專業(yè)的人員進行看管。

2.2 嚴格控制施工溫度

在建筑工程的施工中由于溫差的變化也會導(dǎo)致裂縫的出現(xiàn)。所以在工程施工過程中，需要對溫度進行嚴格的控制，保證混凝土攤鋪工作順利的完成，之后還要注重對攤鋪器材的使用，選擇適當(dāng)?shù)臋C械設(shè)備對工程的施工具有重要的影響，一般情況下會選擇使用攤鋪機，這設(shè)備具有具備良好的耐高溫性能。從而對混凝土材料的施工起到積極的推動作用。除此之外，還會選擇使用多款設(shè)備同時工作的方法，從而提高了工程的施工效率、縮短了工程的工期、節(jié)約施工成本等等。在施工的過程中需要注意的是設(shè)備之間的使用距離一定要做到合理的掌握，不然就會適得其反。

2.3 對不均勻沉降產(chǎn)生裂縫的控制辦法

對于不均勻沉降產(chǎn)生的裂縫在整體的控制過程中，除了在施工中進行控制之外，還應(yīng)當(dāng)在設(shè)計中進行一定的控制，其中主要在設(shè)計中進行控制的辦法以下幾點：在設(shè)計過程中增加設(shè)置沉降縫，避免由于建筑物的沉降而導(dǎo)致最終建筑出現(xiàn)相應(yīng)的裂縫。同時，對于上部結(jié)構(gòu)而言，在整體的設(shè)計過程中應(yīng)當(dāng)對其中的上部結(jié)構(gòu)的剛度和抗拉強度進行一定的提升。使得其中在運行過程中各個部分的能夠承受一定的壓力，避免不均勻的沉降對上部結(jié)構(gòu)造成破壞。同時，在設(shè)計過程中也可以采取一定的措施。對建筑物的上部結(jié)構(gòu)，以及容易產(chǎn)生裂縫的點進行構(gòu)造加強。對這部分的設(shè)計進行一定的控制。

2.4 加強養(yǎng)護管理工作

對混凝土的養(yǎng)護管理對于建筑工程是十分重要的，施工單位與相關(guān)部門須給予充分的重視。相關(guān)部門須優(yōu)化和完善有關(guān)制度體系，為施工單位對建筑工程進行更加有效的管理維護奠定基礎(chǔ)，并積極發(fā)揮監(jiān)督作用，保障管理維護工作的順利進行。施工單位應(yīng)提升工程技術(shù)人員綜合素質(zhì)，定期進行培訓(xùn)并積極開闊員工眼界，加強現(xiàn)場混凝土養(yǎng)護意識，并建立工作監(jiān)督機制，保證養(yǎng)護工作質(zhì)量。

2.5 具體裂縫處理方法

2.5.1 修補法

修補法適用于民用建筑結(jié)構(gòu)的小面積混凝土裂縫處理，修補法的操作又快又簡單，因此影響結(jié)構(gòu)性能的裂縫一般不采用修補法，一般只應(yīng)用于影響觀感質(zhì)量的裂縫，并且施工人員很快就能完成修補，還不會影響建筑工程的整體承載力，是比較常用的裂縫處理辦法。

2.5.2 加固法

加固法的施工人員都會有相對較高的技術(shù)，在施工過程中，施工技術(shù)人員需要提前制定出完整的施工方案，在經(jīng)過嚴格的審核后，才可使用甲骨法。通常情況下，整體的對混凝土結(jié)構(gòu)進行處理，在混凝土結(jié)構(gòu)周邊添加加固指點，給混凝土結(jié)構(gòu)增設(shè)預(yù)應(yīng)力鋼筋，修補澆筑混凝土等方式，對裂縫起到加固的作用?；炷亮芽p，采用加固法進行修補，能提升混凝土結(jié)構(gòu)整體的抗拉抗剪能力，使得建筑結(jié)構(gòu)的安全性能得到了提高，還能延長了建筑的使用年限。因此加固法不僅對裂縫有修補作用，對工程的整體質(zhì)量還有加強的作用。

結(jié)語：

隨著市場經(jīng)濟的發(fā)展，建筑企業(yè)之間的競爭更加激烈，對裂縫的控制能力一定程度上反映了建筑企業(yè)對工程質(zhì)量的管控水平，因此對裂縫產(chǎn)生的原因進行正確分析，從設(shè)計到施工等多個方面采取措施，避免出現(xiàn)裂縫，從而造就高品質(zhì)建筑，意義重大。