建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的裂縫控制措施探討

蔡永濤 劉士英 狄聚寶

【摘要】混凝土是建筑工程施工中十分重要的材料，起到了至關(guān)重要的作用。其中最常見質(zhì)量問題就是裂縫病害，在建筑工程中對(duì)于混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和施工過程中由于各種因素的影響，很可能導(dǎo)致裂縫危害的發(fā)生，從而對(duì)整個(gè)工程的質(zhì)量產(chǎn)生不良的影響。另外對(duì)于人們的生活產(chǎn)生嚴(yán)重的威脅。因此，需要提高重視的程度，防止這一病害的發(fā)生，從而確保建筑工程的施工效率。

【關(guān)鍵詞】建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì);裂縫;控制措施

現(xiàn)如今，建筑領(lǐng)域的不斷進(jìn)步，對(duì)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(shí)際情況出發(fā)，以此設(shè)計(jì)出不同形狀以及不同類型的構(gòu)件，從而滿足對(duì)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(jī)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(gè)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(gè)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(diǎn)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(chǎng)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(xì)孔道經(jīng)過較長(zhǎng)一段時(shí)間后也會(huì)蒸發(fā)而留下細(xì)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(qiáng)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(shí)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(shí)清除，則待浮漿凝固后會(huì)產(chǎn)生網(wǎng)狀裂紋就是因?yàn)樯鲜鲈颉?/p>

1.3水泥在水化反應(yīng)過程中會(huì)放熱，這里有一個(gè)熱脹冷縮的過程，且在溫度較高時(shí)，混凝土因?yàn)樗磻?yīng)已經(jīng)形成固體，因此溫度回落時(shí)，混凝土體內(nèi)部和表面會(huì)隨著溫度下降而產(chǎn)生的裂縫。這種裂縫的特點(diǎn)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(jì)中的裂縫控制措施

2.1嚴(yán)格控制混凝土配合比

建筑工程施工中針對(duì)裂縫問題，需要采取有效的預(yù)防措施，其中需要對(duì)混凝土材料的配合比進(jìn)行嚴(yán)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(jìn)入到施工的現(xiàn)場(chǎng)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(jià)比最高的施工材料，從材料的廠家源頭對(duì)材料的質(zhì)量進(jìn)行控制。其次，在材料的運(yùn)輸過程中也要嚴(yán)格的控制質(zhì)量，材料運(yùn)輸?shù)绞┕さ默F(xiàn)場(chǎng)不能夠隨意的堆放，要集中的進(jìn)行儲(chǔ)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(huì)出現(xiàn)嚴(yán)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(jìn)行看管。

2.2嚴(yán)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(huì)導(dǎo)致裂縫的出現(xiàn)。所以在工程施工過程中，需要對(duì)溫度進(jìn)行嚴(yán)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(duì)攤鋪器材的使用，選擇適當(dāng)?shù)臋C(jī)械設(shè)備對(duì)工程的施工具有重要的影響，一般情況下會(huì)選擇使用攤鋪機(jī)，這設(shè)備具有具備良好的耐高溫性能。從而對(duì)混凝土材料的施工起到積極的推動(dòng)作用。除此之外，還會(huì)選擇使用多款設(shè)備同時(shí)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(huì)適得其反。

2.3對(duì)不均勻沉降產(chǎn)生裂縫的控制辦法

對(duì)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(jìn)行控制之外，還應(yīng)當(dāng)在設(shè)計(jì)中進(jìn)行一定的控制，其中主要在設(shè)計(jì)中進(jìn)行控制的辦法以下幾點(diǎn)：在設(shè)計(jì)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(shí)，對(duì)于上部結(jié)構(gòu)而言，在整體的設(shè)計(jì)過程中應(yīng)當(dāng)對(duì)其中的上部結(jié)構(gòu)的剛度和抗拉強(qiáng)度進(jìn)行一定的提升。使得其中在運(yùn)行過程中各個(gè)部分的能夠承受一定的壓力，避免不均勻的沉降對(duì)上部結(jié)構(gòu)造成破壞。同時(shí)，在設(shè)計(jì)過程中也可以采取一定的措施。對(duì)建筑物的上部結(jié)構(gòu)，以及容易產(chǎn)生裂縫的點(diǎn)進(jìn)行構(gòu)造加強(qiáng)。對(duì)這部分的設(shè)計(jì)進(jìn)行一定的控制。

2.4加強(qiáng)養(yǎng)護(hù)管理工作

對(duì)混凝土的養(yǎng)護(hù)管理對(duì)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(duì)建筑工程進(jìn)行更加有效的管理維護(hù)奠定基礎(chǔ)，并積極發(fā)揮監(jiān)督作用，保障管理維護(hù)工作的順利進(jìn)行。施工單位應(yīng)提升工程技術(shù)人員綜合素質(zhì)，定期進(jìn)行培訓(xùn)并積極開闊員工眼界，加強(qiáng)現(xiàn)場(chǎng)混凝土養(yǎng)護(hù)意識(shí)，并建立工作監(jiān)督機(jī)制，保證養(yǎng)護(hù)工作質(zhì)量。

2.5具體裂縫處理方法

2.5.1修補(bǔ)法

修補(bǔ)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(bǔ)法的操作又快又簡(jiǎn)單，因此影響結(jié)構(gòu)性能的裂縫一般不采用修補(bǔ)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(bǔ)，還不會(huì)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(huì)有相對(duì)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(yán)格的審核后，才可使用甲骨法。通常情況下，整體的對(duì)混凝土結(jié)構(gòu)進(jìn)行處理，在混凝土結(jié)構(gòu)周邊添加加固指點(diǎn)，給混凝土結(jié)構(gòu)增設(shè)預(yù)應(yīng)力鋼筋，修補(bǔ)澆筑混凝土等方式，對(duì)裂縫起到加固的作用?；炷亮芽p，采用加固法進(jìn)行修補(bǔ)，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(zhǎng)了建筑的使用年限。因此加固法不僅對(duì)裂縫有修補(bǔ)作用，對(duì)工程的整體質(zhì)量還有加強(qiáng)的作用。

結(jié)語：

隨著市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，建筑企業(yè)之間的競(jìng)爭(zhēng)更加激烈，對(duì)裂縫的控制能力一定程度上反映了建筑企業(yè)對(duì)工程質(zhì)量的管控水平，因此對(duì)裂縫產(chǎn)生的原因進(jìn)行正確分析，從設(shè)計(jì)到施工等多個(gè)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。

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