房屋建筑結構裂縫的危害及預防

鄭州工業應用技術學院，河南 新鄭 451100

1 建筑結構發生裂縫的危害

結構裂縫是房屋建筑工程常見的質量問題之一，主要是由于房屋建筑結構應力達到極限值導致結構承載力不足所致，一旦出現裂縫就預示著建筑結構強度出現問題。具體而言，房到建筑結構出現裂縫的危害主要表現在以下幾個方面：首先，結構整體強度受到影響。一旦建筑結構出現裂縫，鋼筋混凝土結構中的鋼筋就會直接接觸空氣，提高其發生銹蝕的機率，削弱鋼筋對結構的支撐作用，主體結構的強度就會受到影響。其次，建筑結構的鋼性會受到破壞。如果不加干預、整治，建筑結構裂縫的發展是持續生的，久而久之會直接破壞建筑結構的剛度，導致結構發生變形。最后，建筑結構的抗剪承載力也會受到影響。裂縫降低了建筑結構的強度與剛度，隨之而來的結構抗剪承載力也會減弱，發展到一定程度結構會受到毀滅生的破壞［1］。

2 建筑結構發生裂縫的主要原因

2.1 混凝土結構出現裂縫

我國建筑結構目前仍然采用鋼筋混凝土結構，混凝土材料與其它建筑材料具有較大的膨脹系數差異，外界環境的變化會導致混凝土內外的膨脹系數出現更大差異，混凝土材料熱脹冷縮的性質最終造成結構內外部受力不均勻，最終導致裂縫發生。而在混凝土結構后期成型、養護過程中，如果養護措施不合理會加快結構表面的水分流失，結構內外的體積收縮力了會隨之增加，再加之結構內部拉應力的作用，最終引發干縮裂縫［2］。由此可見，提高混凝土的抗拉性能是降低干縮裂縫發生機率的有效措施。最后，貫穿裂縫。混凝土結構一旦發生大范圍形變就極易形在貫穿裂縫，嚴格意義上講也是由于溫度因素產生的裂縫。混凝土結構在塑形階段產生的彈性模量是與其溫度變化速度成正相關的，溫度變化越慢，混凝土結構所產生的彈性模量就越小，所產生的應力也相對較小。在混凝土內部水份蒸發的過程中，混凝土的體積也會慢慢發生收縮，再加之環境因素、荷載因素等影響，混凝土結構整體都不可避免的發生應力變化，雖然大部分建筑結構的應力變化都控制在允許范圍內，但是一旦超出這一范圍就會形成貫穿裂縫［3］。

2.2 施工不合理或原材料質量不合格

施工質量會對房屋建筑工程的整體質量產生決定性影響，如果施工過程中未嚴格按照施工標準、施工規范進行操作，或者技術管理人員未對各個隱蔽工程進行全面、嚴格的監督，就有可能會由于不合理的施工措施導致裂縫產生。比如施工過程中上層鋼筋已經綁扎完畢，仍然隨意踩踏，就會直接影響到鋼筋結構的穩定性。原材料質量也是導致房屋建筑工程出現裂縫的重要因素，尤其是混凝土原材料，且鋼筋與混凝土會互相影響，上文中說到，結構內部拉應力過大就會導致裂縫發生，因此在選擇混凝土原材料時，一定要嚴格按照施工管理質量標準進行，從源頭上嚴格預防裂縫的產生［4］。

2.3 地基不均勻沉降引起裂縫

房屋建筑體量大，尤其是高層建筑的普及使得建筑產品的體積越來越大，地基所承受的負荷也越來越高，如果地基軟土層處理不當，或地下水過度開采，或者設計不合理，比如未充分考慮地基的土質及自身的彈性模量，這些因素就會導致地基出現不均勻沉降，地基的不均勻沉降會直接影響到地基的穩定度及承載能力，沉降幅度過大就會導致建筑結構出現裂縫。由于地基不均勻沉降而引起的裂縫會直接影響到房屋建筑的安全性，因此地基裂縫通常集中于房間、空間被削弱的位置，并且隨著時間的延長，如果地基裂縫得不到及時處理，裂縫會以肉眼可見的速度越來越大，最終損毀建筑的整體結構。

3 建筑結構裂縫問題的預防及處理

3.1 科學設計房屋建筑結構

首先，保證均衡的結構受力。在工程結構設計階段，設計人員要對建筑所在地進行實地考察，采集第一手資料，特別是建筑結構的受力設計是整個結構設計中的重中之重，設計師更需要詳實、準確、精確的數據支撐。結構受力設計要堅持整體性的原則，把握基本的受力原理，明確建筑結構內部效應與外部效應，合理應用構件抵御外力干擾，提高建筑結構抵抗變形的能力，改善建筑結構的穩定性及鋼度，避免由于建筑結構受力不均衡而出現的裂縫問題。其次，優化混凝土結構的設計。房屋建筑結構中某些部位出現裂縫的機率要高于其它部位，因此要著重加強這部分的混凝土結構設計。比如構件設計要采用高強度鋼筋混凝土；或者地基沉降產生的附加應力也會引起裂縫問題，此時可以結合勘察數據優化鋼筋結構方案。最后，優化預應力結構設計。預應力結構設計需要充分考慮到建筑的預應力、幾何結構、鋼筋結構等多個因素。比如在平面布置建筑結構時，要保證平面的規則性，如果平面中不可避免的存在凹凸口，則需要加厚周邊的樓板，提高配筋強度，也可以在邊緣部位設置拉梁，以保證結構的穩定性。合理控制整個建筑結構的長度，如果有必要可在下梁與樓板之間的三分之一處設置后澆帶，注意隔開帶內混凝土與帶外混凝土。如果建筑工程對于結構整體的長度有特殊要求，則要分析可能發生變形縫的情況，在對應結構部位設置后澆帶或沉降縫，減少裂縫發生的機率。

3.2 優化混凝土結構設計及施工

首先，施工時要制定合理的施工方案，提高水泥的應用效率及效果。溫度是導致混凝土結構出現裂縫的重要因素，雖然溫度裂縫很難避免，但是合理控制溫度條件可以降低裂縫的發生機率，提高結構的整體質量。水泥在水化過程中由于熱量散失，大量的熱量會聚集于水泥內部，提高混凝土的溫度應力，因此要在混凝土施工前制定合理的施工方案，合理應用水泥。其次，提高混凝土澆筑過程中的溫度控制效果。澆筑混凝土時要盡量減少高溫作業，特別是大面積混凝土結構，需要采用合理的降溫措施，以減少溫度裂縫的發生。再次，嚴格控制混凝土原材料的質量。在選擇原材料時，要分析其產地、設計要求、結構受力荷載、環境溫度等各種因素，嚴格設計混凝土配合比，嚴禁不合格材料入場，做好每批次原材料抽樣檢測及留樣工作；此外，為了防止混凝土出現開裂問題，可視實際情況適當添加外加劑。其四，合理選擇混凝土強度等級。目前我國的房屋建筑工程整體結構仍以鋼筋混凝土結構為主，因此要合理確定各個結構的混凝土強度等級，比如樓板與梁、柱與墻體需要采用同等級的混凝土，以保證建筑結構的安全性與穩定性。最后，提高配筋設計的科學性。混凝土內部配筋的主要作用是提高建筑結構的抗變形能力，預防混凝土結構出現開裂問題。建筑配筋設計一般采用雙層雙向通長的形式，既可以控制裂縫出現，還可以提高梁板的強度與穩定性。

3.3 裂縫處理措施

一旦出現裂縫，需要采用及時、有效的處理，避免裂縫進一步發展，對建筑整體結構產生不良影響。常用的裂縫處理方法包括表面涂抹法、充填法、灌漿法等幾種。其中表面涂抹法是指結構出現裂縫后直接涂抹聚氨酚等高分子防水材料，該方法對結構表面要求較高，并要求結構表面具有良好的干燥條件及清潔條件。充填法就是向裂縫內部填充速凝堵水劑等材料，填補過程中要注意分層壓抹，以保證良好的封閉效果。灌漿法主要是利用儀器將修補材料灌入結構內部裂縫，以達到封閉裂縫的目的；常用的灌漿材料包括環氧樹脂類材料、丙凝、氰凝等，需要根據實際情況合理選擇。