建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中混凝土裂縫的防治探究

畢瑩 索楠

1. 青島能源設(shè)計(jì)研究院有限公司 山東 青島 266035；

2. 青島環(huán)境工程設(shè)計(jì)院有限公司 山東 青島 266035

1 建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中混凝土裂縫的主要危害

①致使鋼筋銹蝕，破壞混凝土的粘連性。在鋼筋混凝土建筑中，鋼筋包裹在混凝土中，不易生銹，由于混凝土的pH值呈弱堿性，對(duì)鋼筋也起到一定的保護(hù)作用。但是，混凝土結(jié)構(gòu)裂縫的出現(xiàn)，導(dǎo)致鋼筋與混凝土結(jié)構(gòu)分離，鋼筋失去混凝土堿性環(huán)境的保護(hù)，與水分和空氣接觸，特別是在高濕度環(huán)境中，加速了鋼筋表面的腐蝕，進(jìn)而影響混凝土結(jié)構(gòu)的性能和耐久性。此外，鋼筋的腐蝕也會(huì)對(duì)混凝土裂縫產(chǎn)生作用，削弱鋼筋與混凝土之間的黏結(jié)力，容易在鋼筋方向形成較大的裂縫。此外，在濕氣和空氣的作用下，鋼筋的腐蝕程度將加深，建筑物的支撐功能將完全喪失。如果不采取有效措施及時(shí)補(bǔ)救，將直接導(dǎo)致建筑物倒塌。②嚴(yán)重破壞混凝土結(jié)構(gòu)，造成建筑物倒塌。一旦建筑物出現(xiàn)裂縫，水很容易沿著裂縫進(jìn)入建筑物。如果此時(shí)再加上極端天氣，如發(fā)生冰凍災(zāi)害，裂縫中的水會(huì)結(jié)冰，體積會(huì)在裂縫中膨脹，從而對(duì)裂縫產(chǎn)生向外的膨脹力，使裂縫的寬度和深度繼續(xù)增大，破壞混凝土結(jié)構(gòu)。如果不及時(shí)修復(fù)，任其發(fā)展，就會(huì)形成有害的裂縫，嚴(yán)重影響建筑物的結(jié)構(gòu)性能、使用功能和耐久性，甚至直接導(dǎo)致建筑物倒塌，對(duì)社會(huì)和人民的人身財(cái)產(chǎn)安全構(gòu)成威脅[1]。

2 建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中混凝土裂縫問(wèn)題的原因

（1）發(fā)生沉陷裂縫。在施工過(guò)程中，當(dāng)混凝土構(gòu)件不能自然均勻下沉?xí)r，會(huì)出現(xiàn)沉降裂縫，嚴(yán)重影響建筑物的施工。這種混凝土裂縫問(wèn)題與自然災(zāi)害的發(fā)生有很大關(guān)系。建成的房屋在使用過(guò)程中，長(zhǎng)時(shí)間浸泡在污水或雨水中，會(huì)發(fā)生整體沉降，從而導(dǎo)致沉降裂縫的發(fā)生。沉降裂縫的發(fā)生與混凝土的質(zhì)量有著重要的關(guān)系，也與建筑物的位置有著直接的關(guān)系。因此，在建筑施工過(guò)程中，必須對(duì)建筑物的位置進(jìn)行評(píng)估，從而確定合適的施工方法，這樣才能更有效地提高我國(guó)的建筑質(zhì)量。

（2）混凝土干縮裂縫。在建筑的實(shí)際施工過(guò)程中，混凝土硬化過(guò)程中會(huì)發(fā)生水分蒸發(fā)，導(dǎo)致混凝土表面干燥收縮。當(dāng)這種收縮發(fā)生到一定程度時(shí)，就會(huì)使混凝土產(chǎn)生裂縫，導(dǎo)致建筑物的結(jié)構(gòu)變得破舊。這種裂縫一般發(fā)生在混凝土表面，且發(fā)生深度不太深，對(duì)建筑物的危害遠(yuǎn)小于前兩種裂縫。但這種裂縫會(huì)直接影響建筑物的使用，并會(huì)大大縮短其使用壽命。因此，當(dāng)裂縫較淺時(shí)，可以忽略不計(jì)，但如果裂縫達(dá)到5mm，必須采取適當(dāng)措施加以改善，以免對(duì)建筑物的施工和使用造成更嚴(yán)重的影響。

（3）溫度引起的混凝土裂縫。一般情況下，由溫度引起的混凝土裂縫非常罕見(jiàn)，通常是由于混凝土所在區(qū)域溫差過(guò)大，施工人員的養(yǎng)護(hù)措施沒(méi)有及時(shí)落實(shí)所致。溫度引起的裂縫有多種原因。最重要的原因是有兩個(gè)主要原因。一是季節(jié)與晝夜溫差較大時(shí)，會(huì)導(dǎo)致混凝土溫度裂縫，這在實(shí)際施工過(guò)程中非常多。大型工程的施工期將跨越多個(gè)季節(jié)，在熱脹冷縮過(guò)程中會(huì)導(dǎo)致混凝土產(chǎn)生裂縫，而且施工人員沒(méi)有根據(jù)天氣和溫度的變化改變混凝土的配比，也沒(méi)有采取適當(dāng)?shù)酿B(yǎng)護(hù)措施施工過(guò)程中的混凝土裂縫。另一個(gè)主要原因是施工過(guò)程中混凝土外層與水泥釋放的熱量之間的溫差較大，這種情況下產(chǎn)生的裂縫遠(yuǎn)比其他情況深，施工過(guò)程中發(fā)生的概率也遠(yuǎn)高于其他情況。因此，這種情況應(yīng)該引起更多的關(guān)注。

3 混凝土裂縫的防治對(duì)策

（1）結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。從結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)上采取相應(yīng)措施控制裂縫：①荷載分布應(yīng)均勻：根據(jù)周圍地質(zhì)環(huán)境的實(shí)際情況，從地基結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性分析應(yīng)力，保證地基結(jié)構(gòu)不會(huì)發(fā)生不均勻變形或沉降；②合理的平面設(shè)計(jì)：保證其符合平面規(guī)則，減少凹凸表面對(duì)混凝土的影響。③合理配筋：如掌握配筋率，施工配筋設(shè)置。

（2）混凝土材料及配合比。①混凝土材料應(yīng)嚴(yán)格按照國(guó)家有關(guān)行業(yè)規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)，不得選用劣質(zhì)材料；②在選擇水泥時(shí)，應(yīng)選用實(shí)際工程性能較高的硅酸鹽水泥、普通硅酸鹽水泥或礦渣硅酸鹽水泥。提供耐熱、耐水、耐腐蝕、水化熱低、干縮小的水泥。③在骨料的選擇上，應(yīng)盡量選擇孔隙率小、級(jí)配好、中砂干凈的骨料。④在混凝土配合比的過(guò)程中，應(yīng)嚴(yán)格按規(guī)定進(jìn)行相應(yīng)的設(shè)計(jì)，并計(jì)算出水泥與水的相應(yīng)比例，以提高混凝土的強(qiáng)度和抗?jié)B性。

（3）溫度控制。溫度對(duì)混凝土有很大的影響。如果施工人員能夠控制混凝土內(nèi)部溫度，就可以減少混凝土裂縫的可能性，從而保證混凝土內(nèi)部的水分不會(huì)迅速流失?；炷翝仓鳂I(yè)前，施工人員應(yīng)先在混凝土內(nèi)部埋設(shè)熱電耦合溫度計(jì)，觀察混凝土內(nèi)部溫度的升降，然后通過(guò)一些科學(xué)有效的保溫措施控制混凝土周圍的溫度。例如，在混凝土表面覆蓋兩層農(nóng)用薄膜，以達(dá)到保溫效果。在保溫過(guò)程中，施工人員還應(yīng)注意保持混凝土表面清潔，及時(shí)清除雜物。保溫工作完成后，施工人員應(yīng)用水沖洗混凝土，保持混凝土干燥，并嚴(yán)格監(jiān)督各項(xiàng)技術(shù)的實(shí)施，以提高混凝土的穩(wěn)定性和適用性。

（4）建設(shè)和外部因素?？紤]到施工過(guò)程中天氣對(duì)裂縫的影響，應(yīng)避免在惡劣天氣下施工。注意溫度的控制，避免溫差過(guò)大造成問(wèn)題。同時(shí)，還應(yīng)注意混凝土的現(xiàn)場(chǎng)養(yǎng)護(hù)。施工人員應(yīng)盡量減少表面混凝土的暴露時(shí)間，并及時(shí)用篷布和塑料布覆蓋混凝土外露表面，防止表面水分蒸發(fā)，保證現(xiàn)澆混凝土施工質(zhì)量?；炷两K凝后應(yīng)立即養(yǎng)護(hù)，以控制施工現(xiàn)場(chǎng)混凝土的坍落度。

4 結(jié)束語(yǔ)

在現(xiàn)澆混凝土建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)過(guò)程中，要考慮其荷載作用、建筑的平面和空間結(jié)構(gòu)、工程材料等外部構(gòu)件的選擇以及澆筑后的養(yǎng)護(hù)工作。隨著社會(huì)科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，新型可替代材料不斷涌現(xiàn)。工程設(shè)計(jì)人員應(yīng)主動(dòng)按規(guī)范采取各種防治方案和更合理的設(shè)計(jì)施工措施，確保裂縫寬度在一定的可控范圍內(nèi)，從而達(dá)到在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中預(yù)防和控制混凝土裂縫的目的。