高層建筑結(jié)構(gòu)裂縫產(chǎn)生的原因和處理措施

陳宇

摘 要：科技的進(jìn)步發(fā)展，提高了混凝土性能，使得其在現(xiàn)代高層建筑結(jié)構(gòu)工程中被得到廣泛應(yīng)用，并且混凝土施工質(zhì)量的好壞直接關(guān)系到建筑物安全。基于此，本文簡(jiǎn)述了高層建筑結(jié)構(gòu)裂縫處理的必要性，對(duì)高層建筑結(jié)構(gòu)裂縫產(chǎn)生的原因及其處理措施進(jìn)行了探討分析 。

關(guān)鍵詞：高層建筑；結(jié)構(gòu)裂縫；處理；必要性；原因；措施

1 高層建筑結(jié)構(gòu)裂縫處理的必要性分析

混凝土結(jié)構(gòu)工程是現(xiàn)代高層建筑工程建設(shè)中的重要內(nèi)容，是當(dāng)代建筑工程中最為重要的組成部分，被廣泛應(yīng)用于各種建筑工程施工中。并且混凝土結(jié)構(gòu)工程質(zhì)量的好壞，直接關(guān)系到結(jié)構(gòu)物的安全，因此在混凝土結(jié)構(gòu)工程施工過程中，必須嚴(yán)格遵守施工規(guī)范，加強(qiáng)對(duì)其存在的裂縫現(xiàn)象進(jìn)行處理，從而保障高層建筑工程質(zhì)量。

2 高層建筑結(jié)構(gòu)裂縫產(chǎn)生的主要原因分析

2.1 基礎(chǔ)底板導(dǎo)致的結(jié)構(gòu)裂縫原因分析

高層建筑基礎(chǔ)底板工程通常應(yīng)用大體積混凝土施工技術(shù)，而大體積混凝土澆筑施工技術(shù)應(yīng)用的最大問題，就是在于澆筑結(jié)束后，水泥內(nèi)部產(chǎn)生了化學(xué)反應(yīng)，會(huì)釋放出巨大的熱量。因其體積龐大，水泥內(nèi)部化學(xué)反應(yīng)積累起來(lái)的能量和產(chǎn)生的熱能，大部分都會(huì)聚集在混凝土澆筑構(gòu)件的內(nèi)部，不容易散發(fā)和冷卻。最終使混凝土構(gòu)件的內(nèi)部溫度較高，混凝土構(gòu)件的外部溫度又較低，從而形成了內(nèi)外不同的溫差，導(dǎo)致了混凝土的表面會(huì)產(chǎn)生一種拉應(yīng)力，而混凝土構(gòu)件的內(nèi)部則會(huì)產(chǎn)生一種壓應(yīng)力。在大體積混凝土構(gòu)件凝固的初期，新澆筑的混凝土構(gòu)件，由于還沒有完全凝固，強(qiáng)度還很低，一旦表面的拉應(yīng)力超過了混凝土所能承受的最大強(qiáng)度，混凝土的表面就會(huì)產(chǎn)生裂縫，這種裂縫會(huì)由小逐漸變大，且在出現(xiàn)的初期很難被發(fā)現(xiàn)，所以在預(yù)防的時(shí)候一定要多加注意。在大體積混凝土構(gòu)件凝固的后期，由于混凝土化學(xué)反應(yīng)產(chǎn)生的熱量逐漸的散去，溫度也漸漸的降低，拉應(yīng)力對(duì)混凝土表面的破壞在不斷的減少。而由于地基對(duì)混凝土構(gòu)件的約束力，新澆筑的混凝土不能進(jìn)行自由的伸縮變形，從而使得大體積混凝土構(gòu)件產(chǎn)生了收縮應(yīng)力，當(dāng)收縮應(yīng)力超過了混凝土所能承受的抗壓強(qiáng)度的時(shí)候，就會(huì)形成裂縫。

2.2 高層建筑上部結(jié)構(gòu)樓屋面板導(dǎo)致的結(jié)構(gòu)裂縫原因分析

主要表現(xiàn)為：（1）由于設(shè)計(jì)不合理導(dǎo)致裂縫的產(chǎn)生。在進(jìn)行混凝土構(gòu)件澆筑的過程中，最重要的一點(diǎn)就是加強(qiáng)對(duì)混凝土調(diào)配比例的控制，要根據(jù)施工需要合理控制混凝土強(qiáng)度。一定要保證構(gòu)件的截面以及鋼筋的使用量滿足施工設(shè)計(jì)要求。鋼筋使用量過少，會(huì)使得混凝土構(gòu)件容易出現(xiàn)裂縫。而鋼筋使用過多，不僅對(duì)混凝土板面沒有任何好處，而且還會(huì)造成不必要的浪費(fèi)，從而加大了施工造價(jià)成本。（2）溫度應(yīng)力導(dǎo)致的裂縫。在高層建筑的混凝土施工過程中，混凝土板最常見的結(jié)構(gòu)就是超靜定結(jié)構(gòu)，在此結(jié)構(gòu)中，混凝土構(gòu)件的形態(tài)發(fā)展是受到周圍其他構(gòu)件的約束，缺乏自由性。當(dāng)外界的溫度發(fā)生顯著變化的時(shí)候，混凝土板會(huì)因?yàn)闇夭钤诒砻娈a(chǎn)生拉力，促使混凝土板變形，由于混凝土板的膨脹要素可能與周圍的構(gòu)件存在著不同，所以其變形也與周圍構(gòu)件存在著不同，從而產(chǎn)生裂縫。（3）混凝土構(gòu)件收縮導(dǎo)致的裂縫。在高層建筑的混凝土板使用的過程中，由于混凝土中水泥的存在，導(dǎo)致混凝土構(gòu)件在凝固以后體積會(huì)有所縮小，從而使混凝土構(gòu)件的內(nèi)部產(chǎn)生了收縮應(yīng)力，最終導(dǎo)致了混凝土構(gòu)件產(chǎn)生裂縫。（4）由于施工不當(dāng)導(dǎo)致裂縫的產(chǎn)生。在施工的過程中，由于施工不當(dāng)導(dǎo)致混凝土結(jié)構(gòu)裂縫的原因有很多，如混凝土振搗不當(dāng)，板面負(fù)筋踩踏、工期時(shí)間比較短而進(jìn)行盲目施工等。

3 高層建筑結(jié)構(gòu)裂縫的處理措施

3.1 嚴(yán)格混凝土原材料的選擇以及科學(xué)設(shè)計(jì)混凝土的配合比

高層建筑混凝土結(jié)構(gòu)工程中的施工過程中，如果混凝土材料使用的骨料具有較強(qiáng)的吸收率，并且骨料含泥量相對(duì)較大，則會(huì)造成混凝土結(jié)構(gòu)出現(xiàn)較強(qiáng)的干縮性；反之若是骨料粒徑較大并且具有較強(qiáng)的級(jí)配，可以降低混凝土材料眾多水泥漿用量，因此可以使混凝土結(jié)構(gòu)保證較弱的干縮率。由于水泥的使用可以產(chǎn)生水化熱，若是摻加粉煤灰則可以降低水泥的用量，也就可以使混凝土結(jié)構(gòu)產(chǎn)生較小的水化熱，有效減少了混凝土材料中單方用水量以及水泥用量，避免混凝土結(jié)構(gòu)產(chǎn)生較大的體積收縮。另外將適當(dāng)?shù)母咝p水劑添加到混凝土材料之中，可以使混凝土具有更強(qiáng)的和易性，使混凝土材料有較強(qiáng)的抗離析以及抗?jié)B性，可以用于泵性。

3.2 施工裂縫的處理措施

高層建筑混凝土結(jié)構(gòu)工程施工時(shí)需要充分考慮偶然作用，并在相關(guān)部分采取合理控制裂縫的構(gòu)造措施。例如：按簡(jiǎn)支施工時(shí)，實(shí)際上端部仍然受到一定的嵌固約束；按自由端考慮，但在荷載較大使構(gòu)件發(fā)生位移，變形加大后，可能起到約束作用的部分；平面凹凸、立面剛度變化突變的部位，容易引起應(yīng)力集中的部位；房屋兩端的陽(yáng)角處以及山墻處的樓板，屋面板；現(xiàn)澆結(jié)構(gòu)中與周圍梁柱整體澆筑的樓板；大體積混凝土等等。在拆模階段需要防止較大的偏動(dòng)發(fā)生，使整個(gè)拆模作業(yè)可以于堅(jiān)實(shí)規(guī)整的平面中平穩(wěn)進(jìn)行。在完成拆模作業(yè)后，應(yīng)當(dāng)及時(shí)開展填土施工，從而避免混凝土結(jié)構(gòu)發(fā)生應(yīng)力松弛問題。在處理預(yù)應(yīng)力管樁等各個(gè)構(gòu)件時(shí)，應(yīng)當(dāng)時(shí)預(yù)留孔中心管腔保持在平直狀態(tài)。若是需要運(yùn)輸各個(gè)建筑塊，則應(yīng)當(dāng)使用墊木并對(duì)其進(jìn)行固定處理。若模板需要進(jìn)行吊裝，則應(yīng)當(dāng)利用手架加以固定。并牽引繩的使用來(lái)提升加固效果。

3.3 溫度裂縫的處理措施

熱脹冷縮的物理現(xiàn)象對(duì)于高層建筑混凝土結(jié)構(gòu)工程中的施工影響比較大。由于混凝土結(jié)構(gòu)的彈性空間相對(duì)較小，若是溫度突然發(fā)生驟變，則會(huì)造成開裂問題的發(fā)生，所以在開展溫度控制時(shí)，需要對(duì)構(gòu)件內(nèi)外的溫度差加以妥善的平衡，同時(shí)要求閾值不超過20度。若是構(gòu)件需要接收熱養(yǎng)護(hù)升溫處理，則需要對(duì)升溫速度進(jìn)行合理的控制，做到緩慢升高，以使溫度應(yīng)力得以消除?；炷翝仓鳂I(yè)需要盡可能的避開溫差變化幅度高的夜間以及高溫環(huán)境下；在開展混凝土攪拌作業(yè)時(shí)，可以通過噴水降溫手段來(lái)對(duì)原材料進(jìn)行處理，并對(duì)攪拌裝置進(jìn)行遮陽(yáng)保護(hù)。為了加快熱量散發(fā)速度，需要考慮使用逐層澆注技術(shù)；在進(jìn)行大體積混凝土結(jié)構(gòu)的澆筑施工時(shí)，則需要使用逐層澆注技術(shù)，并在適當(dāng)區(qū)域使用施工縫，若是溫差過大，還需要使用有效的保濕保溫技術(shù)，并對(duì)混凝土材料實(shí)以長(zhǎng)期的養(yǎng)護(hù)。

3.4 加強(qiáng)養(yǎng)護(hù)管理，防止混凝土明清料裂縫

高層建筑混凝土結(jié)構(gòu)施工過程中的保溫養(yǎng)護(hù)非常重要，其可以使混凝土結(jié)構(gòu)的內(nèi)外溫差值有所降低，并且使混凝土結(jié)構(gòu)的自約束應(yīng)力有所放緩。為此需要適當(dāng)?shù)脑鰪?qiáng)養(yǎng)護(hù)環(huán)境溫度，以使得內(nèi)外溫差有所降低，并且放緩混凝土結(jié)構(gòu)降溫速度，這樣可以降低溫度應(yīng)力，提升混凝土結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度，防止混凝土結(jié)構(gòu)由于表面干裂而出現(xiàn)塑性收縮問題。在對(duì)混凝土結(jié)構(gòu)實(shí)施養(yǎng)護(hù)時(shí)，應(yīng)當(dāng)確保內(nèi)外溫差不超過25攝氏度。

4 結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，混凝土以其高強(qiáng)度及良好工作性能特征，使其在高層建筑結(jié)構(gòu)工程中被得到廣泛應(yīng)用。但是在混凝土施工過程中會(huì)出現(xiàn)不同程度和形式的結(jié)構(gòu)裂縫現(xiàn)象，并且建筑混凝土結(jié)構(gòu)工程施工中的裂縫產(chǎn)生有可能導(dǎo)致構(gòu)件內(nèi)部鋼筋的銹蝕，影響使用耐久性和安全性，因此必須明確高層建筑混凝土結(jié)構(gòu)工程中裂縫的產(chǎn)生原因，并加強(qiáng)對(duì)其進(jìn)行處理。

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