建筑結構設計中控制裂縫的措施分析

陳 玉

（貴州開放大學（貴州職業(yè)技術學院），貴州 貴陽 550023）

現(xiàn)代建筑工程項目多以鋼筋混凝土作為基礎結構進行施工建設，這種結構在成本控制、穩(wěn)定性與耐久度上都體現(xiàn)出了優(yōu)越的性能。但在施工建設時混凝土所產(chǎn)生的裂縫卻是一個較為顯著的問題，其中大部分裂縫都相對細小且所處位置并不會干擾建筑結構的質量，但一些關鍵性部位的裂縫隨著各種因素的影響不斷擴張，甚至威脅到整個建筑結構的安全質量。

1 建筑結構出現(xiàn)裂縫現(xiàn)象的危害

1.1 影響建筑結構的整體剛度

在建筑結構中出現(xiàn)裂縫就意味著這部分構件的穩(wěn)定性已經(jīng)被破壞，特別是一些較大且截面處于中心軸位置的裂縫會導致中心軸位置上移，如果裂縫一再擴大就會引發(fā)建筑結構的變形而導致剛度直線下降，隨之下降的還有建筑結構的抗壓能力，其中一些承重構件在其所承受的荷載力增強后就會加速損耗[1]。

1.2 影響建筑結構的抗剪性能

裂縫對于建筑結構的影響不止在于其整體剛度與強度，還有建筑結構的抗剪性能，尤其是關鍵構件上的裂縫不斷擴大而帶動建筑各截面也出現(xiàn)裂縫問題，使得抵抗荷載力的抗剪設計的使用性能持續(xù)降低，建筑結構的整體性被破壞后就難以呈現(xiàn)出良好的穩(wěn)定性。

1.3 影響建筑結構的強度

對于一些暴露在外且較大的裂縫，受到周圍環(huán)境的影響非常明顯，空氣中大量的水分順著裂縫進入到建筑物中侵蝕內(nèi)部結構，內(nèi)部鋼筋受到影響而被腐蝕，導致鋼筋強度下降而難以承載重量，建筑結構的防水功能也會由于內(nèi)部被破壞而失去應有的作用。

2 影響建筑項目結構設計的因素分析

2.1 荷載力影響

荷載力是建筑結構中誘發(fā)裂縫問題的主要原因之一。一般情況下，完成混凝土澆筑工作后建筑結構并不會立刻出現(xiàn)裂縫，往往是由于周邊自然環(huán)境的變化與養(yǎng)護不到位等情況導致混凝土結構質量下降，這是目前鋼筋混凝土結構設計的建筑物所不能避免的問題，能控制的只有延緩混凝土結構質量下降的速度，或是強化混凝土澆筑工作，以盡可能增加建筑結構的基礎使用壽命。當外部施加的荷載力遠超于建筑結構的承載能力時就會導致裂縫問題的出現(xiàn)，要想盡可能避免這種情況就需要設計人員合理選用具有足夠強度的建筑結構使用材料，根據(jù)施工現(xiàn)場的天氣環(huán)境等條件并配合相應抗性能力優(yōu)秀的材料來進行設計，通過材料來盡量穩(wěn)定建筑結構以降低環(huán)境和荷載力的負面影響[2]。

2.2 溫度影響

溫度影響有兩方面：一方面是建筑項目在施工時的溫度控制，過高的溫度會干擾建筑材料的粘合力和使用性能，在完成施工建設后很容易出現(xiàn)墻體開裂的現(xiàn)象，而過低的溫度卻會出現(xiàn)建筑材料難以成形的問題。另一方面是建筑投入使用后周圍環(huán)境溫度對建筑結構造成的影響，方案設計人員如果沒有考慮到建筑項目周圍環(huán)境的因素進行設計，那在建筑項目正式投入使用后因被不斷變化的環(huán)境導致其穩(wěn)定性被破壞，從而發(fā)生建筑結構裂縫現(xiàn)象。在這種情況下，設計人員有必要適當調(diào)整建筑結構的拉應力設計，同時使用的材料要符合周圍環(huán)境溫度，以盡量保證建筑使用性能。

2.3 水分蒸發(fā)影響

在建設混凝土結構時水分的蒸發(fā)速度會影響其澆筑實際效果，一些混凝土結構在澆筑后表面沒有及時進行覆蓋，在環(huán)境影響下水分蒸發(fā)過快導致混凝土的表面與內(nèi)部凝固時間不一致，此時的混凝土結構強度并不足以應對這種較強的變形應力，其表面就會出現(xiàn)塑性收縮裂縫。周圍環(huán)境變化是水分蒸發(fā)加速的主要因素，在澆筑混凝土結構過程中，周圍風力大且溫度高的時候就會提高水分蒸發(fā)速度，導致混凝土難以產(chǎn)生良好的凝固效果并出現(xiàn)變形裂縫，因而澆筑混凝土時有必要控制其水分的蒸發(fā)速度并加強后續(xù)的養(yǎng)護工作[3]。

2.4 施工建設質量影響

施工建設的質量是影響裂縫問題的最直接因素，其施工工藝技術與使用材料決定了建筑結構的建設安全與質量，對建筑施工企業(yè)的經(jīng)濟效益和市場競爭力等方面都會帶來明顯的影響。有多方面因素會導致施工建設出現(xiàn)質量問題，首當其沖的便是建筑施工人員自身的工藝技術掌握能力，如果施工人員沒有按照相關規(guī)定要求融合混凝土材料就容易出現(xiàn)材料質量不合格的問題，混凝土結構不具備足夠的強度來抵抗裂縫現(xiàn)象發(fā)生，這就會直接影響建筑結構的施工建設質量。另外，規(guī)模龐大的建筑工程項目往往需要搭建腳手架等器械設施來進行高空作業(yè)，為將器械設施穩(wěn)固在建筑物外，會預留孔洞以安裝設施，而在完成建筑施工后，一些孔洞沒有得到良好的填補以致于逐漸出現(xiàn)裂縫等問題，這就直接增加了建筑結構的安全隱患。

2.5 建筑原材料影響

建筑原材料本身的質量問題作為導致建筑結構失去穩(wěn)固性的直接原因，在建筑工程項目中不可忽視。一些建筑施工單位為了盡可能降低投資成本而縮減了在建筑材料上的資金投入，或是在選購環(huán)節(jié)沒有對建筑材料進行完整的質量檢測，導致建筑項目在施工時所使用的建筑材料并不符合相關質量規(guī)定，各項指標數(shù)據(jù)無法滿足建筑結構的抗裂需求。不合格的建筑材料使得整個工程項目的安全質量都無法得到良好的保障，在建筑物正式投入使用后很容易造成承重結構開裂、部分區(qū)域坍塌等危險事故[4]。

3 建筑結構設計中有效控制裂縫現(xiàn)象的舉措

3.1 優(yōu)化建筑結構的平面設置

在建筑機構設計中優(yōu)化其平面設置是降低裂縫現(xiàn)象的主要手段之一，建筑工程結構要在實際設置平面時盡可能避開凹口，并在凹口周圍設置牽引支梁來支撐穩(wěn)固，還要對周圍的樓板進行加厚加固處理以確保其穩(wěn)定性。施工建設人員還要依照相關規(guī)定要求與建設需求來合理控制建筑結構的長度，并根據(jù)現(xiàn)場實際情況來判斷是否需要設置后澆帶與膨脹加強帶，以此來保障建筑結構的基礎質量。

3.2 加強混凝土的工藝技術管理

3.2.1 控制混凝土的強度與厚度

結構設計人員為進一步確保建筑結構穩(wěn)定性，會對使用材料的總量進行合理調(diào)控，以此來降低建筑構件上裂縫現(xiàn)象的出現(xiàn)概率，其中水泥的總量會受到混凝土強度的變化而變化，在強度增高后水泥總量也會隨之提升，其水灰比例提升后反而會誘發(fā)墻體裂縫。所以結構設計人員需要合理控制混凝土的強度等級，以平衡混凝土強度與水泥總量之間的關系。另外，混凝土構件的厚度也需要在基于建筑使用性能要求的情況下進行詳細規(guī)劃，將其控制在一定范圍內(nèi)可以同時保障建筑質量和控制荷載力[5]。

3.2.2 提升制模環(huán)節(jié)的質量

制模環(huán)節(jié)是保障混凝土澆筑工作的重要流程，因此建筑企業(yè)要重視對制模環(huán)節(jié)的管理工作，督促結構設計人員與現(xiàn)場施工人員要明確混凝土模板的安裝流程與效果，嚴格按照相關規(guī)定要求實施模板制作與安裝，建筑企業(yè)可以增派管理人員、強化監(jiān)管手段以便于及時發(fā)現(xiàn)制模環(huán)節(jié)中存在的問題，保障其制?；A工藝質量以達到控制裂縫現(xiàn)象的實際目的。

3.2.3 提高混凝土澆筑工藝技術

混凝土本身的澆筑質量就是影響其建筑構件裂縫的主要原因，因此現(xiàn)場施工人員需要主動學習并提高自身的混凝土澆筑工藝技術，注意把控混凝土的溫度與澆筑速度，盡可能一次完成高質量的混凝土結構建設，避免反復填補和返工帶來的額外成本支出。此外，還要加強對混凝土結構的后期養(yǎng)護工作來維持其基礎質量，盡可能延緩混凝土構件隨著時間的流逝而逐漸降低質量、出現(xiàn)裂縫的情況。

3.2.4 正確、適當?shù)厥褂猛饧觿?/p>

在建筑結構進行現(xiàn)場施工時，正確且適當?shù)厥褂猛饧觿┛梢杂行Э刂屏芽p現(xiàn)象的發(fā)生?，F(xiàn)場施工人員需要采用水化熱較低的水泥以便于控制混凝土內(nèi)部的溫度，同時可以適當添加膨脹劑、防水劑等復合液來起到防干燥收縮的作用。

3.3 合理設計鋼筋結構

結構設計人員設置鋼筋結構時必須根據(jù)現(xiàn)場施工的實際情況來進行合理調(diào)整，根據(jù)國家相關標準要求來適當提升不同建筑構件中的配筋率以控制裂縫所帶來的負面影響，結構設計人員需要反復試驗來科學設計鋼筋結構之間的間距，使建筑結構能夠得到更穩(wěn)固的質量保障。在樓面板的結構設計中可以設置為雙向雙層的鋼筋結構以強化其穩(wěn)定性，一些穩(wěn)定性能薄弱的區(qū)域也可以通過鋼筋設計來起到支撐作用，進一步加強建筑項目內(nèi)鋼筋結構設計的科學性與可行性。

3.4 優(yōu)化管線的埋設處理

結構設計人員在處理管線埋設設計時有必要增加鋼絲網(wǎng)片來降低裂縫影響，利用鋼絲網(wǎng)片等設置來保護管線并緩解其承載的壓力，而管線的實際半徑和與樓板之間的距離數(shù)值應該控制在一定范圍內(nèi)，同時還要強化交叉部分的絕緣設置，從細節(jié)部分來把控整個建筑項目的建設質量。

3.5 通過控制溫度來預防裂縫現(xiàn)象

建筑工程現(xiàn)場施工環(huán)節(jié)需要根據(jù)當?shù)貧夂驐l件下的不同溫度與濕度來調(diào)整控制混凝土結構的溫度和濕度，合理把控混凝土構件的內(nèi)部溫度來提高混凝土結構的施工建設質量。在實際施工中，現(xiàn)場施工人員要根據(jù)具體施工條件來選用不同方式的保溫法與降溫法進行混凝土溫度和濕度的調(diào)節(jié)控制。保溫法即指借助輔助性手段來維持溫度或延緩混凝土的溫度下降速度，譬如鋪灑降溫水在混凝土的表面、覆蓋保護膜等措施都可以實現(xiàn)保溫；降溫法可以根據(jù)現(xiàn)場實際施工情況，通過縮減混凝土厚度或埋藏水管等方式來實施降溫處理。

3.6 進一步加強對建筑工程項目的管理力度

建筑企業(yè)要想盡可能減少結構設計中的裂縫問題來保證工程質量，最重要的控制手段就是加強建筑項目的各環(huán)節(jié)管理力度。

首先，從建設完善的項目管理體系開始，在進行結構設計之前，要督促設計人員前往現(xiàn)場施工地點進行實地勘測，綜合精準的數(shù)據(jù)與多方面影響因素來完成建筑結構的設計，然后再聘請當?shù)叵嚓P的專業(yè)人員來參與設計方案的審查環(huán)節(jié)，以保障施工建設團隊擁有更加合理的施工參考依據(jù)。建筑企業(yè)在建設項目管理體系時需要深入分析當前管理機制存在的問題，然后結合建筑項目實際的施工情況并融入現(xiàn)代信息化的管理手段，將新時代管理理論知識與實踐操作相融合來構建符合自身情況的針對性動態(tài)管理模式。

其次，建筑企業(yè)需要加強對結構設計人員與現(xiàn)場施工人員專業(yè)技能的培訓，促使所有參與項目建設的人員都能具備豐富的設計或建造經(jīng)驗，進而能提前預判項目中可能出現(xiàn)的建筑結構裂縫問題并制定備用方案。建筑結構設計人員與現(xiàn)場施工人員的職業(yè)素養(yǎng)直接關乎工程項目的整體建設質量，因此建筑企業(yè)有必要對所有員工進行專業(yè)技能的教育培訓，使管理人員、結構設計人員、現(xiàn)場施工人員都能具備良好的職業(yè)素養(yǎng)，從而推動工程項目管理體系的運轉。另外，建筑企業(yè)還應該強化所有人員的安全質量意識，從思想上督促工作人員提高對建設項目安全質量的重視程度，促使結構設計人員規(guī)劃出經(jīng)濟與質量兼具的方案計劃，現(xiàn)場施工人員要更嚴謹?shù)亻_展高質量項目建設。

最后，就是對建筑材料與設施設備的管理工作。結構設計人員在選擇材料材質與型號時就應該注意結合項目需求來選擇性價比高的建材，要保證施工材料對當?shù)貝毫犹鞖?、環(huán)境溫度等實際情況具有相應的高抗性能，從而盡可能避免建筑結構開裂的問題發(fā)生。而材料與設施管理人員則應該重視相關的選購、出入庫與儲存工作，在選購階段提前進行市場價格波動情況和承包商的產(chǎn)品資質等相關調(diào)查，以此來滿足材料與設施的經(jīng)濟性和安全質量兩方面要求；在出入庫時要強調(diào)對施工人員使用材料的領取限額安排；在儲存環(huán)節(jié)中要按照材料與設施的特殊要求進行并嚴格落實，以免材料由于不當保存導致質量降低和資源浪費，進而影響到建筑工程項目的質量與開展效率。

4 結語

總的來說，裂縫現(xiàn)象的出現(xiàn)會導致建筑項目的結構設計出現(xiàn)不同程度的安全隱患，尤其是關鍵性構件上出現(xiàn)裂縫的問題亟待施工團隊進行解決。為實現(xiàn)建筑工程施工質量的進一步提升，建筑結構在設計階段就應該強化、細化對每項環(huán)節(jié)中的抗裂設計，建筑企業(yè)有必要實施更為靈活的現(xiàn)代化監(jiān)管手段來控制工程項目開發(fā)過程中的每一項流程，及時建設改善現(xiàn)場施工的管理體系以實現(xiàn)動態(tài)管理。此外，現(xiàn)場施工負責人需要加強對工藝技術與材料等方面的監(jiān)管，進而推動整個建筑工程向著更高質量的方向建設。