試述建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的現(xiàn)澆混凝土裂縫控制措施

李成

摘 要：本文對(duì)建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的現(xiàn)澆混凝土裂縫成因、裂縫的類型和部位進(jìn)行分析，并提出了現(xiàn)澆混凝土裂縫控制措施以及混凝土裂縫的彌補(bǔ)處理。

關(guān)鍵詞：結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)；現(xiàn)澆混凝土；裂縫；成因； 控制措施

一、建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中現(xiàn)澆混凝土裂縫成因

1.設(shè)計(jì)原因。在現(xiàn)澆鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，影響結(jié)構(gòu)開(kāi)裂的因素有很多，如：外加劑的選擇和用量、混凝土的標(biāo)號(hào)選擇及配比、結(jié)構(gòu)荷載的分配均勻性以及配筋等方面。

2.材料及混凝土配合比原因?，F(xiàn)澆鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的材料主要是鋼筋、水泥、粗骨料、細(xì)骨料、水和外加劑，這些材料組成的多相混合物決定了混凝土的性質(zhì)以及結(jié)構(gòu)的質(zhì)量，現(xiàn)澆混凝土裂縫類型包括收縮裂縫、沉陷裂縫以及溫度裂縫，從以上混凝土裂縫的類型可以看出，混凝土的不均勻變形是造成現(xiàn)澆鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)出現(xiàn)裂縫的主要原因，因此要從混凝土的配料上加以分析裂縫的成因。

3.施工及澆筑后養(yǎng)護(hù)原因

（1）施工過(guò)程管理不到位，鋼筋在鋼筋綁扎過(guò)程排列不均勻，箍筋間距過(guò)小或者過(guò)稀，樓板面筋和底筋處未設(shè)置支撐馬凳；拆模較早或模板支撐剛度過(guò)??；混凝土在澆筑過(guò)程中振搗不密實(shí)，造成粗細(xì)骨料分布不均勻最終造成部分底部強(qiáng)度不足等問(wèn)題。

（2）養(yǎng)護(hù)措施問(wèn)題，澆筑混凝土之后，施工單位沒(méi)有按設(shè)計(jì)要求進(jìn)行養(yǎng)護(hù)，造成混凝土收縮開(kāi)裂。

二、現(xiàn)澆混凝土裂縫類型和部位

1.收縮裂縫。收縮裂縫的類型有以下幾種：

（1）干縮收縮裂縫，由于集料和水泥石變形不一致造成干縮裂縫的出現(xiàn)，干縮收縮裂縫裂縫細(xì)小，表面較多，縱橫交錯(cuò)，在較大粗集料周圍集中，呈輻射狀。

（2）沉降收縮裂縫，由于混凝土配比不同的骨料密度，在澆注、振搗過(guò)程中，可能會(huì)因?yàn)殇摻畹淖钃踉斐晒橇系牟痪鶆蚍植?，從而?dǎo)致沉降收縮裂縫的出現(xiàn)。

（3）塑性收縮裂縫，在混凝土初凝完成之后，結(jié)構(gòu)表面出現(xiàn)失水開(kāi)裂的情況，塑性收縮裂縫裂縫較淺，并且形狀不規(guī)則，主要集中在混凝土表面。

2.沉陷裂縫。由于現(xiàn)澆混凝土結(jié)構(gòu)的不均勻沉陷，容易形成沉陷裂縫，這種裂縫受溫度影響較小，主要分布在結(jié)構(gòu)的豎直方向上，一般是深入或貫穿裂縫，與地面垂直或成45°～ 60°交角。

3.溫度裂縫。混凝土結(jié)構(gòu)中內(nèi)外溫差較大時(shí)容易出現(xiàn)溫度裂縫，溫度裂縫多發(fā)生在施工期，在結(jié)構(gòu)中也比較多見(jiàn)，有深入和貫穿的，也有較淺的，深入和貫穿的溫度裂縫與短邊方向大致平行，而對(duì)于較淺的裂縫，常?？v橫交錯(cuò)，走向沒(méi)有規(guī)律可循。

三、現(xiàn)澆混凝土裂縫控制措施

1.設(shè)計(jì)方面控制措施。在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)過(guò)程中設(shè)計(jì)單位應(yīng)注意以下問(wèn)題：

（1）如果在設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)中斷面出現(xiàn)突變，會(huì)造成構(gòu)件應(yīng)力集中而產(chǎn)生裂縫，房屋建筑結(jié)構(gòu)的突變因素很多，尤其是受到自身預(yù)應(yīng)力的影響，

再加上受到外界環(huán)境因素的影響，可能發(fā)生結(jié)構(gòu)斷面突變的問(wèn)題，應(yīng)盡量減少樓板開(kāi)洞形成的細(xì)腰現(xiàn)象，以及結(jié)構(gòu)體型發(fā)生突變位置應(yīng)適當(dāng)加強(qiáng)梁板構(gòu)造強(qiáng)度達(dá)到降低應(yīng)力突變對(duì)樓板裂縫的影響。

（2）在設(shè)計(jì)過(guò)程中，構(gòu)造鋼筋配置過(guò)少或過(guò)粗也容易導(dǎo)致構(gòu)件出現(xiàn)裂縫，因此，設(shè)計(jì)人員在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中應(yīng)重視構(gòu)造鋼筋的認(rèn)識(shí)，慎重選擇墻板、樓面等薄壁構(gòu)件的鋼筋數(shù)量和直徑，同時(shí)，應(yīng)根據(jù)房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的實(shí)際情況，以及結(jié)構(gòu)建設(shè)要求等進(jìn)行全面的考慮，合理選擇房屋建筑結(jié)構(gòu)的配筋，這樣才能將配筋的作用充分地發(fā)揮出來(lái)，從而有效地防止房屋建筑結(jié)構(gòu)混凝土裂縫問(wèn)題的發(fā)生。

（3）在設(shè)計(jì)過(guò)程中，應(yīng)積極采用補(bǔ)償收縮混凝土技術(shù)，相當(dāng)一部分混凝土裂縫是由于混凝土收縮產(chǎn)生的，可以通過(guò)在混凝土中摻用膨脹劑來(lái)補(bǔ)償混凝土的收縮，從而解決此類問(wèn)題，實(shí)踐證明，效果明顯。

（4）在設(shè)計(jì)過(guò)程中，應(yīng)充分考慮混凝土構(gòu)件的收縮變形。例如，從結(jié)構(gòu)上要進(jìn)行合理的設(shè)計(jì)，要結(jié)合實(shí)際房屋建筑結(jié)構(gòu)的實(shí)際情況進(jìn)行科學(xué)計(jì)算，并要求房屋建筑結(jié)構(gòu)有著足夠的抗力， 而且，在對(duì)房屋建筑結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)的過(guò)程中，應(yīng)充分滿足國(guó)家關(guān)于承載力的要求之外，還應(yīng)滿足抗裂性、變形的相關(guān)要求，從而有效地提高房屋建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)效果。另外，通過(guò)對(duì)以往房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的情況來(lái)分析，應(yīng)結(jié)合房屋結(jié)構(gòu)所產(chǎn)生的裂縫現(xiàn)象對(duì)其進(jìn)行有效的設(shè)計(jì)，如，針對(duì)于混凝土變形裂縫，可以充分利用“放”、“抗”的原則，其中“抗”主要是對(duì)結(jié)構(gòu)的構(gòu)件某些部位從構(gòu)造上進(jìn)行合理的加強(qiáng)配筋，通過(guò)增加配筋來(lái)提升混凝土的彈性極限拉伸，從而有效地避免因變形而產(chǎn)生的裂縫問(wèn)題，對(duì)提高混凝土的抗變形、裂縫能力等有著極大地作用，有效地提升房屋建筑結(jié)構(gòu)的抗拉伸能力。在房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中通過(guò)合理加強(qiáng)配筋，更有利于提升混凝土結(jié)構(gòu)的抗裂性，尤其是在梁側(cè)增加縱向鋼筋的情況下，在屋面板角部增設(shè)相應(yīng)的雙向鋼筋網(wǎng)，并在磚混結(jié)構(gòu)的樓面板設(shè)置圈梁，以此來(lái)提高房屋建筑結(jié)構(gòu)的抗裂縫能力。在混凝土板收縮變形的情況下，可以采用增加配筋的方式來(lái)提高混凝土結(jié)構(gòu)的抗裂性能，而且，隨著配筋數(shù)量的增加，收縮裂縫的數(shù)量也會(huì)隨之增加，因此，在當(dāng)收縮變形較大的情況下，應(yīng)注意不能盲目的增加配筋數(shù)量，應(yīng)結(jié)合房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的實(shí)際情況進(jìn)行相應(yīng)的設(shè)計(jì)，這樣才能將其作用充分地發(fā)揮出來(lái)。

2.選材和配合比設(shè)計(jì)方面。在選材和配合比設(shè)計(jì)方面，注意以下幾個(gè)方面的問(wèn)題：

（1）選用與結(jié)構(gòu)要求符合的混凝土強(qiáng)度等級(jí)及水泥品種、等級(jí)。

（2）選用含泥量應(yīng)符合規(guī)范要求，級(jí)配優(yōu)良的砂、石原材料，如果配合比設(shè)計(jì)中水灰比、砂率選擇不合適，容易造成混凝土和易性偏差，使混凝土出現(xiàn)離析、泌水、保水性不良等問(wèn)題，增加收縮量。

（3）如果混凝土摻和料、外加劑選擇不適合或摻量不當(dāng)，將會(huì)增加混凝土收縮率，因此應(yīng)合理選擇混凝土外加劑和摻和料。

（4）單方水泥用量越大、用水量越高，則水泥漿體積越大、坍落度越大、收縮越大，確定配合比之后，設(shè)計(jì)人員應(yīng)到施工現(xiàn)場(chǎng)深入調(diào)查了解，選擇合理的混凝土設(shè)計(jì)坍落度。

（5）通過(guò)充分考慮不同品種、不同摻量的膨脹劑所起到的不同膨脹效果，正確掌握好混凝土補(bǔ)償收縮技術(shù)的運(yùn)用方法。

3.結(jié)構(gòu)配筋設(shè)計(jì)的控制措施

在拉力作用下，由于混凝土結(jié)構(gòu)材料的非均勻性，截面中存在大量不規(guī)則的應(yīng)力集中點(diǎn)，截面局部在這些應(yīng)力集中點(diǎn)達(dá)到抗拉強(qiáng)度極限時(shí)會(huì)發(fā)生塑性變形，這時(shí)如果繼續(xù)受力，在混凝土結(jié)構(gòu)應(yīng)力集中處會(huì)出現(xiàn)裂縫。如果結(jié)構(gòu)配筋適當(dāng)，鋼筋能夠有效的約束混凝土的塑性變形，使混凝土內(nèi)應(yīng)力減小，混凝土裂縫出現(xiàn)的時(shí)間延后，從而達(dá)到了提高混凝土極限拉伸的目的。

四、混凝土裂縫的彌補(bǔ)處理

1.一般性處理，對(duì)處于比較容易處理位置的混凝土表面裂縫，將裂縫處利用粘貼、噴涂的方式鑿成小V 型槽，并用高分子材料（例如聚酰胺樹(shù)脂、環(huán)氧樹(shù)脂等聚合物）或者水泥砂漿對(duì)裂縫進(jìn)行處理。

2.灌漿處理，灌漿處理較多用在貫穿建筑物的裂縫上，分為化學(xué)灌漿和水泥灌漿兩種方法，在細(xì)小的裂縫中灌漿處理漿液充填并凝固，能夠恢復(fù)建筑物整體性和增加結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度。

3.鑿槽回填混凝土，鑿槽回填混凝土一般應(yīng)用在裂縫較深且貫穿主體的重要建筑物上，要想恢復(fù)其整體性，采用貼澆一層混凝土面板、分塊澆筑預(yù)留寬槽回填混凝土或者沿裂縫鑿槽回填混凝土等方法。

五、結(jié)語(yǔ)

綜上，只有建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)合理、原材料選用正確、混凝土配合比設(shè)計(jì)合理、提高施工技術(shù)水平、嚴(yán)格遵守施工技術(shù)規(guī)程以及加強(qiáng)施工監(jiān)控等，才能最大程度減少混凝土裂縫的產(chǎn)生。

參考文獻(xiàn)：

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