建筑結構設計中的裂縫控制措施探討

蔡永濤 劉士英 狄聚寶

【摘要】混凝土是建筑工程施工中十分重要的材料，起到了至關重要的作用。其中最常見質量問題就是裂縫病害，在建筑工程中對于混凝土結構設計和施工過程中由于各種因素的影響，很可能導致裂縫危害的發生，從而對整個工程的質量產生不良的影響。另外對于人們的生活產生嚴重的威脅。因此，需要提高重視的程度，防止這一病害的發生，從而確保建筑工程的施工效率。

【關鍵詞】建筑結構設計;裂縫;控制措施

現如今，建筑領域的不斷進步，對于混凝土結構來講，在施工中取得了明顯的效果，和其他建筑材料相比較的話，混凝土材料有著比較好的可塑性以及化學性能，所以，需要按照建筑施工的實際情況出發，以此設計出不同形狀以及不同類型的構件，從而滿足對施工建設的需求。

1、建筑結構裂縫成因

1.1首先混凝土是一種混合物，它是由水泥作為膠凝材料，碎石和砂作為填充物的混合體，質量良好的碎石和砂具有很好的水穩定性，遇水后體積不發生變化，而水泥作為膠凝材，其主要成分是硅酸鹽礦物C3S、C2S（一般占比75%），鋁酸鹽（一般占比22%）C3A、C4AF以及其他礦物（1%）組成，水泥水化機理則是C3S（硅酸三鈣）、C2S（硅酸二鈣），C3A（鋁酸三鈣）、C4AF（鐵鋁酸四鈣）與水反應，生成如CaSiO3·nH2O的水化物，而這些水化物的宏觀表現則是硬化的水泥。那么從微觀上來說，一開始由多個硅酸鹽分子和游離水分子構成的混合物，發生水化反應后合并成一個較大的分子，分子間距離縮短。體積自然收縮，產生裂縫。這種裂縫的特點是無明顯方向性，不規則，內外都有，裂縫大小與水泥摻量有關（較小的摻量意味著較少的水化反應引起較小的體積收縮），與水泥種類有關。

1.2如果配合比不當或現場任意加水，則混凝土中的游離水除了滿足水化反應的需求外尚有剩余，剩余的游離水表面的直接蒸發，內部的游離水通過毛細孔道經過較長一段時間后也會蒸發而留下細小的空洞，如在混凝土硬化的過程中，表面漿液張力大于其強度，則表面張力將這些空洞拉扯貫通，在混凝土表面形成不規則的龜裂紋。在工程實踐中澆筑完混凝土后，如果結構物表面有一層浮漿未及時清除，則待浮漿凝固后會產生網狀裂紋就是因為上述原因。

1.3水泥在水化反應過程中會放熱，這里有一個熱脹冷縮的過程，且在溫度較高時，混凝土因為水化反應已經形成固體，因此溫度回落時，混凝土體內部和表面會隨著溫度下降而產生的裂縫。這種裂縫的特點是無明顯方向性，不規則，內外都有，且與混凝土溫度變化密切相關。

2、建筑結構設計中的裂縫控制措施

2.1嚴格控制混凝土配合比

建筑工程施工中針對裂縫問題，需要采取有效的預防措施，其中需要對混凝土材料的配合比進行嚴格的把控。這是確保施工質量最基礎的一步，禁止一些不合格的材料進入到施工的現場影響到工程的施工質量。這一過程中首先需要根據工程的使用要求結合施工材料的性質選擇性價比最高的施工材料，從材料的廠家源頭對材料的質量進行控制。其次，在材料的運輸過程中也要嚴格的控制質量，材料運輸到施工的現場不能夠隨意的堆放，要集中的進行儲存，尤其是一些水泥與骨料等，這些材料由于受到雨水的影響，會出現嚴重的質量問題，因此要注重存放的環境，還要安排專業的人員進行看管。

2.2嚴格控制施工溫度

在建筑工程的施工中由于溫差的變化也會導致裂縫的出現。所以在工程施工過程中，需要對溫度進行嚴格的控制，保證混凝土攤鋪工作順利的完成，之后還要注重對攤鋪器材的使用，選擇適當的機械設備對工程的施工具有重要的影響，一般情況下會選擇使用攤鋪機，這設備具有具備良好的耐高溫性能。從而對混凝土材料的施工起到積極的推動作用。除此之外，還會選擇使用多款設備同時工作的方法，從而提高了工程的施工效率、縮短了工程的工期、節約施工成本等等。在施工的過程中需要注意的是設備之間的使用距離一定要做到合理的掌握，不然就會適得其反。

2.3對不均勻沉降產生裂縫的控制辦法

對于不均勻沉降產生的裂縫在整體的控制過程中，除了在施工中進行控制之外，還應當在設計中進行一定的控制，其中主要在設計中進行控制的辦法以下幾點：在設計過程中增加設置沉降縫，避免由于建筑物的沉降而導致最終建筑出現相應的裂縫。同時，對于上部結構而言，在整體的設計過程中應當對其中的上部結構的剛度和抗拉強度進行一定的提升。使得其中在運行過程中各個部分的能夠承受一定的壓力，避免不均勻的沉降對上部結構造成破壞。同時，在設計過程中也可以采取一定的措施。對建筑物的上部結構，以及容易產生裂縫的點進行構造加強。對這部分的設計進行一定的控制。

2.4加強養護管理工作

對混凝土的養護管理對于建筑工程是十分重要的，施工單位與相關部門須給予充分的重視。相關部門須優化和完善有關制度體系，為施工單位對建筑工程進行更加有效的管理維護奠定基礎，并積極發揮監督作用，保障管理維護工作的順利進行。施工單位應提升工程技術人員綜合素質，定期進行培訓并積極開闊員工眼界，加強現場混凝土養護意識，并建立工作監督機制，保證養護工作質量。

2.5具體裂縫處理方法

2.5.1修補法

修補法適用于民用建筑結構的小面積混凝土裂縫處理，修補法的操作又快又簡單，因此影響結構性能的裂縫一般不采用修補法，一般只應用于影響觀感質量的裂縫，并且施工人員很快就能完成修補，還不會影響建筑工程的整體承載力，是比較常用的裂縫處理辦法。

2.5.2加固法

加固法的施工人員都會有相對較高的技術，在施工過程中，施工技術人員需要提前制定出完整的施工方案，在經過嚴格的審核后，才可使用甲骨法。通常情況下，整體的對混凝土結構進行處理，在混凝土結構周邊添加加固指點，給混凝土結構增設預應力鋼筋，修補澆筑混凝土等方式，對裂縫起到加固的作用。混凝土裂縫，采用加固法進行修補，能提升混凝土結構整體的抗拉抗剪能力，使得建筑結構的安全性能得到了提高，還能延長了建筑的使用年限。因此加固法不僅對裂縫有修補作用，對工程的整體質量還有加強的作用。

結語：

隨著市場經濟的發展，建筑企業之間的競爭更加激烈，對裂縫的控制能力一定程度上反映了建筑企業對工程質量的管控水平，因此對裂縫產生的原因進行正確分析，從設計到施工等多個方面采取措施，避免出現裂縫，從而造就高品質建筑，意義重大。

參考文獻：

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