房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中的現(xiàn)澆混凝土裂縫控制策略分析

趙艷峰 王東冬

摘 要：近年來，越來越多的現(xiàn)代建筑材料得到了廣泛的應(yīng)用。鋼筋混凝土以其自身的優(yōu)點在建筑工程施工中得到了廣泛的應(yīng)用。然而，混凝土材料的使用必然會帶來各種各樣的裂縫問題。根據(jù)工程實踐的研究成果，混凝土裂縫具有可控性。在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中可以采用有效的手段和技術(shù)，對現(xiàn)澆混凝土構(gòu)件進(jìn)行抗裂處理，達(dá)到控制裂縫的目的。

關(guān)鍵詞：房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計;現(xiàn)澆混凝土;裂縫控制;策略分析

1 現(xiàn)澆混凝土裂縫分類

（1）應(yīng)力裂縫。 收縮裂縫和溫度裂縫屬于應(yīng)力裂縫的形式，也是現(xiàn)澆混凝土裂縫中最常見的一種。收縮裂縫主要由混凝土硬化引起。受自然環(huán)境影響，混凝土澆筑后隨著時間的變化，內(nèi)部水分會逐漸蒸發(fā)，導(dǎo)致體積越來越小，產(chǎn)生收縮裂縫;溫度裂縫主要受溫差的影響。如果混凝土澆筑后環(huán)境溫度與混凝土溫度相差較大，混凝土表面會產(chǎn)生較大的拉應(yīng)力。溫差越大，表面拉應(yīng)力越大。當(dāng)溫度超過混凝土本身的極限時，就會產(chǎn)生裂縫。

（2）塑性裂縫。當(dāng)混凝土澆筑后仍處于塑性狀態(tài)時，由于鋼筋、骨料等的存在，影響混凝土自身的均勻沉降，加速混凝土的垂直收縮，而相對水平收縮相對緩慢，導(dǎo)致塑性裂縫。塑性裂縫一般較深且形狀不規(guī)則，主要發(fā)生在混凝土硬化之前，阻礙了建筑結(jié)構(gòu)的正常使用。

（3）結(jié)構(gòu)裂縫。結(jié)構(gòu)裂縫的發(fā)生主要與構(gòu)件的使用有關(guān)。在建筑結(jié)構(gòu)薄弱部位，現(xiàn)澆樓板出現(xiàn)結(jié)構(gòu)裂縫的概率明顯增加。同時，結(jié)構(gòu)設(shè)計的變化也會引起結(jié)構(gòu)裂縫的產(chǎn)生。例如，現(xiàn)澆樓板由預(yù)制多孔板改造而成，將增加墻體的剛度，降低樓板的剛度。墻角應(yīng)力集中處易出現(xiàn)斜裂縫，或在負(fù)彎矩作用下，樓板端部出現(xiàn)板面裂縫。

2 房屋建筑現(xiàn)澆混凝土施工中裂縫的產(chǎn)生原因

（1）收縮裂縫。在某些情況下，由于施工等原因造成的裂縫屬于正常現(xiàn)象。例如，在不影響建筑物承載力和荷載的情況下，存在小于0.05mm的裂縫。由于裂縫造成的危害基本上是最小的，它不是一種主要的裂縫類型，而是一種收縮裂縫。收縮裂縫來源于混凝土內(nèi)部結(jié)構(gòu)，因為在混凝土凝固過程中，如果體積發(fā)生變化，很容易產(chǎn)生內(nèi)部裂縫。一般來說，在混凝土施工過程中，炎熱的天氣是產(chǎn)生裂縫的直接原因，如水泥水化熱、高溫下的裂縫等，這些裂縫不相互重疊，呈規(guī)則帶狀，一般分布在與鋼筋平行的截面上，但其危害性很大，也會對建筑物產(chǎn)生直接的不利影響。

（2）超載裂縫?；炷潦┕r，若面構(gòu)件承載力過大，易產(chǎn)生超載裂縫;若因剪力過大，超載裂縫由上部向下部延伸，呈斜向;一般為縱向垂直細(xì)縫。但是，如果內(nèi)部構(gòu)件的位置受到較大的彎矩壓力，則裂紋擴展的方向相反。

（3）材料使用不當(dāng)引起的裂縫。除收縮外，超載還會引起裂縫，材料使用不當(dāng)也會引起裂縫，如材料種類、尺寸、用量、表面積大小、水泥干縮等方面，都是造成裂縫的主要因素。有兩個重要因素：1）集料是引起水泥石收縮的約束相。為了降低混凝土的收縮，需要增加骨料的最大粒徑，降低砂率、砂的細(xì)度模數(shù)等方面來達(dá)到最佳的收縮效果;其中，骨料的相關(guān)吸水率對硬度有一定的影響，現(xiàn)澆板的剛度和壓縮性。如果集料對水泥的壓縮系數(shù)較小，則集料的吸水率較大，現(xiàn)澆板的收縮也較大;此外，用水量、水泥用量、水灰比、砂率、砂漿比等因素也會引起裂縫;2）粉煤灰表面積小。粉煤灰摻量直接影響混凝土的干縮性能。粉煤灰摻量增加，收縮率降低。

（4）氣候原因所造成的裂縫。由于材料的不同，會產(chǎn)生不同的應(yīng)力。如果外部天氣太熱，不同的材料將有不同的反應(yīng)，由于不同的應(yīng)力。如果應(yīng)力響應(yīng)超過材料承載和荷載的最大極限，則會產(chǎn)生裂縫;因為現(xiàn)澆混凝土結(jié)構(gòu)中使用的材料種類繁多，且每種材料膨脹現(xiàn)象的環(huán)境要求不同，因此即使在相同的外部環(huán)境中，溫度相同時，兩種材料都會因自身的材料問題和溫差問題而產(chǎn)生剪切，當(dāng)應(yīng)力大于剪切力時，則會直接導(dǎo)致裂紋的產(chǎn)生而活。

3 探析控制裂縫的具體策略

現(xiàn)澆混凝土受當(dāng)時環(huán)境濕度、外部環(huán)境溫度和風(fēng)力的影響，很可能產(chǎn)生內(nèi)部裂縫。此外，由于內(nèi)部水分蒸發(fā)現(xiàn)象，混凝土將出現(xiàn)大面積裂縫。 一些施工人員還可能習(xí)慣于忽視現(xiàn)澆混凝土的日常養(yǎng)護(hù)，或未能及時發(fā)現(xiàn)裂縫現(xiàn)象的存在，從而增加房屋建設(shè)的隱患。在此前提下，混凝土裂縫的妥善控制應(yīng)因地制宜，包括以下裂縫控制點：

（1）優(yōu)化布置現(xiàn)澆施工平面。從平面布置的角度看，現(xiàn)澆混凝土的裂縫是必須引起高度重視的。一旦發(fā)現(xiàn)裂縫隱患，應(yīng)立即處理。因此，在實踐中，對于現(xiàn)澆平面應(yīng)致力于柔性和綜合控制。具體來說，后澆帶的設(shè)計應(yīng)限制在房屋長度至少40米以內(nèi)，并確保后澆帶中間的收縮量不超過梁、樓板跨度的三分之一。特殊情況下，房屋全長超過40米的，應(yīng)適當(dāng)設(shè)置房屋必要的變形縫，并保證間距30米。

（2）科學(xué)布置配筋結(jié)構(gòu)。建筑設(shè)計的優(yōu)化從根本上取決于配筋設(shè)計，這主要是因為建筑構(gòu)件的強度直接取決于現(xiàn)有配筋率。此外，結(jié)構(gòu)裂縫也與上述配筋率有關(guān)。在此前提下，裂縫控制應(yīng)更加注重對現(xiàn)有鋼筋設(shè)計的優(yōu)化，宜適當(dāng)減小現(xiàn)有鋼筋間距。 必要時，在面板鋼筋網(wǎng)上方布置雙層鋼筋，實現(xiàn)面板的綜合雙向加固處理。要嚴(yán)格控制建筑構(gòu)件的厚度，保證樓板厚度至少能超過10cm。

（3）選擇最佳的施工強度等級。同時，水灰比等值也直接決定了現(xiàn)有混凝土基礎(chǔ)的強度。在一些施工情況下，如果需要多加水泥，也會大大增加出現(xiàn)裂縫的可能性，這一點應(yīng)引起重視?？梢?，施工強度水平應(yīng)保證達(dá)到最佳水平限值，特別是柱和墻。另外，對于一些特殊性強的混凝土部位，應(yīng)適當(dāng)優(yōu)化現(xiàn)有混凝土標(biāo)號，并限制在最低混凝土標(biāo)號為C30。

4 結(jié)束語

研究了建筑結(jié)構(gòu)混凝土澆筑過程中裂縫的控制策略。首先分析了裂縫產(chǎn)生的原因，并提出了相應(yīng)的控制措施。針對建筑結(jié)構(gòu)現(xiàn)澆混凝土施工過程中出現(xiàn)的裂縫，施工單位必須高度重視，因為建筑質(zhì)量直接關(guān)系到人身安全，不可大意。為了有效地控制現(xiàn)澆混凝土裂縫，必須對裂縫產(chǎn)生的原因進(jìn)行詳細(xì)的調(diào)查研究，找出裂縫的真正原因，嚴(yán)格控制施工材料和施工工藝，確保房屋施工質(zhì)量。

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