房屋建筑結(jié)構裂縫的危害及預防

鄭州工業(yè)應用技術學院，河南 新鄭 451100

1 建筑結(jié)構發(fā)生裂縫的危害

結(jié)構裂縫是房屋建筑工程常見的質(zhì)量問題之一，主要是由于房屋建筑結(jié)構應力達到極限值導致結(jié)構承載力不足所致，一旦出現(xiàn)裂縫就預示著建筑結(jié)構強度出現(xiàn)問題。具體而言，房到建筑結(jié)構出現(xiàn)裂縫的危害主要表現(xiàn)在以下幾個方面：首先，結(jié)構整體強度受到影響。一旦建筑結(jié)構出現(xiàn)裂縫，鋼筋混凝土結(jié)構中的鋼筋就會直接接觸空氣，提高其發(fā)生銹蝕的機率，削弱鋼筋對結(jié)構的支撐作用，主體結(jié)構的強度就會受到影響。其次，建筑結(jié)構的鋼性會受到破壞。如果不加干預、整治，建筑結(jié)構裂縫的發(fā)展是持續(xù)生的，久而久之會直接破壞建筑結(jié)構的剛度，導致結(jié)構發(fā)生變形。最后，建筑結(jié)構的抗剪承載力也會受到影響。裂縫降低了建筑結(jié)構的強度與剛度，隨之而來的結(jié)構抗剪承載力也會減弱，發(fā)展到一定程度結(jié)構會受到毀滅生的破壞［1］。

2 建筑結(jié)構發(fā)生裂縫的主要原因

2.1 混凝土結(jié)構出現(xiàn)裂縫

我國建筑結(jié)構目前仍然采用鋼筋混凝土結(jié)構，混凝土材料與其它建筑材料具有較大的膨脹系數(shù)差異，外界環(huán)境的變化會導致混凝土內(nèi)外的膨脹系數(shù)出現(xiàn)更大差異，混凝土材料熱脹冷縮的性質(zhì)最終造成結(jié)構內(nèi)外部受力不均勻，最終導致裂縫發(fā)生。而在混凝土結(jié)構后期成型、養(yǎng)護過程中，如果養(yǎng)護措施不合理會加快結(jié)構表面的水分流失，結(jié)構內(nèi)外的體積收縮力了會隨之增加，再加之結(jié)構內(nèi)部拉應力的作用，最終引發(fā)干縮裂縫［2］。由此可見，提高混凝土的抗拉性能是降低干縮裂縫發(fā)生機率的有效措施。最后，貫穿裂縫?；炷两Y(jié)構一旦發(fā)生大范圍形變就極易形在貫穿裂縫，嚴格意義上講也是由于溫度因素產(chǎn)生的裂縫?；炷两Y(jié)構在塑形階段產(chǎn)生的彈性模量是與其溫度變化速度成正相關的，溫度變化越慢，混凝土結(jié)構所產(chǎn)生的彈性模量就越小，所產(chǎn)生的應力也相對較小。在混凝土內(nèi)部水份蒸發(fā)的過程中，混凝土的體積也會慢慢發(fā)生收縮，再加之環(huán)境因素、荷載因素等影響，混凝土結(jié)構整體都不可避免的發(fā)生應力變化，雖然大部分建筑結(jié)構的應力變化都控制在允許范圍內(nèi)，但是一旦超出這一范圍就會形成貫穿裂縫［3］。

2.2 施工不合理或原材料質(zhì)量不合格

施工質(zhì)量會對房屋建筑工程的整體質(zhì)量產(chǎn)生決定性影響，如果施工過程中未嚴格按照施工標準、施工規(guī)范進行操作，或者技術管理人員未對各個隱蔽工程進行全面、嚴格的監(jiān)督，就有可能會由于不合理的施工措施導致裂縫產(chǎn)生。比如施工過程中上層鋼筋已經(jīng)綁扎完畢，仍然隨意踩踏，就會直接影響到鋼筋結(jié)構的穩(wěn)定性。原材料質(zhì)量也是導致房屋建筑工程出現(xiàn)裂縫的重要因素，尤其是混凝土原材料，且鋼筋與混凝土會互相影響，上文中說到，結(jié)構內(nèi)部拉應力過大就會導致裂縫發(fā)生，因此在選擇混凝土原材料時，一定要嚴格按照施工管理質(zhì)量標準進行，從源頭上嚴格預防裂縫的產(chǎn)生［4］。

2.3 地基不均勻沉降引起裂縫

房屋建筑體量大，尤其是高層建筑的普及使得建筑產(chǎn)品的體積越來越大，地基所承受的負荷也越來越高，如果地基軟土層處理不當，或地下水過度開采，或者設計不合理，比如未充分考慮地基的土質(zhì)及自身的彈性模量，這些因素就會導致地基出現(xiàn)不均勻沉降，地基的不均勻沉降會直接影響到地基的穩(wěn)定度及承載能力，沉降幅度過大就會導致建筑結(jié)構出現(xiàn)裂縫。由于地基不均勻沉降而引起的裂縫會直接影響到房屋建筑的安全性，因此地基裂縫通常集中于房間、空間被削弱的位置，并且隨著時間的延長，如果地基裂縫得不到及時處理，裂縫會以肉眼可見的速度越來越大，最終損毀建筑的整體結(jié)構。

3 建筑結(jié)構裂縫問題的預防及處理

3.1 科學設計房屋建筑結(jié)構

首先，保證均衡的結(jié)構受力。在工程結(jié)構設計階段，設計人員要對建筑所在地進行實地考察，采集第一手資料，特別是建筑結(jié)構的受力設計是整個結(jié)構設計中的重中之重，設計師更需要詳實、準確、精確的數(shù)據(jù)支撐。結(jié)構受力設計要堅持整體性的原則，把握基本的受力原理，明確建筑結(jié)構內(nèi)部效應與外部效應，合理應用構件抵御外力干擾，提高建筑結(jié)構抵抗變形的能力，改善建筑結(jié)構的穩(wěn)定性及鋼度，避免由于建筑結(jié)構受力不均衡而出現(xiàn)的裂縫問題。其次，優(yōu)化混凝土結(jié)構的設計。房屋建筑結(jié)構中某些部位出現(xiàn)裂縫的機率要高于其它部位，因此要著重加強這部分的混凝土結(jié)構設計。比如構件設計要采用高強度鋼筋混凝土；或者地基沉降產(chǎn)生的附加應力也會引起裂縫問題，此時可以結(jié)合勘察數(shù)據(jù)優(yōu)化鋼筋結(jié)構方案。最后，優(yōu)化預應力結(jié)構設計。預應力結(jié)構設計需要充分考慮到建筑的預應力、幾何結(jié)構、鋼筋結(jié)構等多個因素。比如在平面布置建筑結(jié)構時，要保證平面的規(guī)則性，如果平面中不可避免的存在凹凸口，則需要加厚周邊的樓板，提高配筋強度，也可以在邊緣部位設置拉梁，以保證結(jié)構的穩(wěn)定性。合理控制整個建筑結(jié)構的長度，如果有必要可在下梁與樓板之間的三分之一處設置后澆帶，注意隔開帶內(nèi)混凝土與帶外混凝土。如果建筑工程對于結(jié)構整體的長度有特殊要求，則要分析可能發(fā)生變形縫的情況，在對應結(jié)構部位設置后澆帶或沉降縫，減少裂縫發(fā)生的機率。

3.2 優(yōu)化混凝土結(jié)構設計及施工

首先，施工時要制定合理的施工方案，提高水泥的應用效率及效果。溫度是導致混凝土結(jié)構出現(xiàn)裂縫的重要因素，雖然溫度裂縫很難避免，但是合理控制溫度條件可以降低裂縫的發(fā)生機率，提高結(jié)構的整體質(zhì)量。水泥在水化過程中由于熱量散失，大量的熱量會聚集于水泥內(nèi)部，提高混凝土的溫度應力，因此要在混凝土施工前制定合理的施工方案，合理應用水泥。其次，提高混凝土澆筑過程中的溫度控制效果。澆筑混凝土時要盡量減少高溫作業(yè)，特別是大面積混凝土結(jié)構，需要采用合理的降溫措施，以減少溫度裂縫的發(fā)生。再次，嚴格控制混凝土原材料的質(zhì)量。在選擇原材料時，要分析其產(chǎn)地、設計要求、結(jié)構受力荷載、環(huán)境溫度等各種因素，嚴格設計混凝土配合比，嚴禁不合格材料入場，做好每批次原材料抽樣檢測及留樣工作；此外，為了防止混凝土出現(xiàn)開裂問題，可視實際情況適當添加外加劑。其四，合理選擇混凝土強度等級。目前我國的房屋建筑工程整體結(jié)構仍以鋼筋混凝土結(jié)構為主，因此要合理確定各個結(jié)構的混凝土強度等級，比如樓板與梁、柱與墻體需要采用同等級的混凝土，以保證建筑結(jié)構的安全性與穩(wěn)定性。最后，提高配筋設計的科學性?；炷羶?nèi)部配筋的主要作用是提高建筑結(jié)構的抗變形能力，預防混凝土結(jié)構出現(xiàn)開裂問題。建筑配筋設計一般采用雙層雙向通長的形式，既可以控制裂縫出現(xiàn)，還可以提高梁板的強度與穩(wěn)定性。

3.3 裂縫處理措施

一旦出現(xiàn)裂縫，需要采用及時、有效的處理，避免裂縫進一步發(fā)展，對建筑整體結(jié)構產(chǎn)生不良影響。常用的裂縫處理方法包括表面涂抹法、充填法、灌漿法等幾種。其中表面涂抹法是指結(jié)構出現(xiàn)裂縫后直接涂抹聚氨酚等高分子防水材料，該方法對結(jié)構表面要求較高，并要求結(jié)構表面具有良好的干燥條件及清潔條件。充填法就是向裂縫內(nèi)部填充速凝堵水劑等材料，填補過程中要注意分層壓抹，以保證良好的封閉效果。灌漿法主要是利用儀器將修補材料灌入結(jié)構內(nèi)部裂縫，以達到封閉裂縫的目的；常用的灌漿材料包括環(huán)氧樹脂類材料、丙凝、氰凝等，需要根據(jù)實際情況合理選擇。