建筑工程結構設計中的裂縫問題分析

王翔翔

（浙江西城工程設計有限公司，浙江 杭州 310000）

某住宅小區建筑工程，其有地上建筑23 層、地下建筑1 層，地下建筑設計高度是3.2m，且用途以常規儲藏室為主。本工程總建設面積約1.84 萬m2，其中地下總建筑面積約772.06m2，地上總建筑面積約1.77 萬m2。該工程是一項高層民用建筑工程，以現澆筑鋼筋混凝土剪力墻作為主結構形式，總設計高度為68.43m，底板厚度最大是1.6m，并以分段流水循環澆筑的方法進行具體施工，整個工程的混凝土總澆筑體積約8.2 萬m3。

1 裂縫的特點

裂縫的問題已經嚴重影響到了建筑工程后期使用的過程，需對裂縫進行認識和分析，充分了解裂縫的特點，并針對裂縫的特點進行處理和預防工作，保證結構符合正常使用的規定。裂縫的特點：（1）裂縫的方向多為豎向，其長度與墻體的長度有著密切的聯系，在中間墻的施工部位容易出現寬裂縫的現象，由此向兩側進行延伸直到最終消失；（2）裂縫一旦出現會產生蔓延的效果，繼而產生更多寬度小的裂縫，并會不斷發展；（3）裂縫的分布呈現出中間墻體裂縫集中、兩端較少的現象；（4）從裂縫的出現時間分析，裂縫在拆模前后出現較為集中，溫度變化也容易引起裂縫；（5）裂縫在空氣中暴露會加速裂縫寬度增大。在進行墻體裂縫的修補工作之后，也會對防水等效果產生影響。

2 裂縫的產生原因

2.1 溫度差異

鋼筋混凝土結構依然是我國建筑結構主要采用的形式，建筑以混凝土材料為主體，就面臨著混凝土材料與其他建筑材料的線膨脹系數之間的差異，加之外界環境的變化因素影響，容易在建筑物中產生溫度裂縫的現象?；炷敛牧暇哂袩崦浝淇s的性質，在溫度的影響下，因內外部混凝土的膨脹系數不同，造成了內外受力不均繼而產生裂縫。此類因為熱脹冷縮而引起的裂縫是日常施工中十分常見的一種裂縫形式。為有效防治溫度裂縫的出現，可以結合施工實際選用特定的技術及材料來降低結構內外溫差，以達到降低相關裂縫出現的目的。

2.2 干縮裂縫

實際施工中引起干縮裂縫的原因主要是混凝土成型的養護工作不合理，再加上外部壓力影響和結構表面水分流失速度快，增大了結構內外的體積收縮力，在內部產生很大的拉應力，進而引發干縮裂縫產生。鑒于此，在配比混凝土的工作中，相關技術人員必須針對所用的砂石嚴控其含泥量，完成首次施工后，可以再進行二次施工，切實增強混凝土的抗拉性能，從而達到降低干縮裂縫發生的效果。

2.3 地基不均勻沉降引起裂縫

地基不均勻沉降也是一些建筑物裂縫產生的原因之一，因建筑物的體積十分龐大，尤其是現階段越來越多的高層建筑的出現與使用也加重了地基的負擔，使得地基可能出現不均勻沉降。另外，地基的土質和其自身的彈性模量也會影響到地基的承載能力和穩定的程度。此外，地下含有軟土層、過度開采地下水等也會引起嚴重的地基不均勻沉降的現象。地基不均勻沉降產生的裂縫是十分嚴重的，會影響到建筑物的正常使用和其安全性，還會在時間的變化過程中引起裂縫程度的增加，例如正八字裂縫、倒八字裂縫、豎向裂縫等都是十分常見的。地基裂縫通常出現在縱墻上，也容易集中在房間、空間被削弱的位置，需要進行合理的處理。

3 建筑結構設計中控制裂縫的主要方法

3.1 混凝土強度等級選用

建筑結構中經常利用大體積混凝土進行施工的工作，建筑結構的梁和板應該進行強度的保持工作，也需要在強度不同的梁柱中進行節點的分配工作，核心區的強度分布應該與柱、墻相同，使得強度進一步穩定。不同的節點分布如圖1 所示。

圖1 梁柱節點混凝土強度處理

3.2 控制好建筑物的不均勻沉降

設計工作中要結合實際地質狀況和建筑結構施工要求，選用最佳的基礎形式。同一建筑結構不可選用兩種不同的基礎形式。若選用的是天然基礎形式，則必須針對各個基礎的沉降量進行精確的計算，當相鄰的兩個基礎在沉降量上出現偏差，達不到設計及規范要求的標準的情況下，必須及時做出科學調整，并重新驗算，待相鄰基礎的沉降差達到標準要求后再進行后續工作。若選用的樁基礎，則必須結合現實需要來明確是否對基礎沉降進行驗算工作。而若建筑結構形式復雜且層數差比較大的高低層連成一體的建筑物，由于其高低層變化位置承受的荷載比較大，若處理不合理，極易出現比較大的沉降差，使得結構發生開裂問題。所以可以在兩邊結構完成沉降后，再利用后澆帶技術進行補充。

3.3 配筋設計

建筑結構構件應該根據裂縫情況優化配筋工作，尤其是大跨度梁板中。屋面的配筋一般采用雙層、雙向通長配筋，選擇合適直徑、密度進行結構裂縫的有效控制工作。鋼筋與混凝土互相影響，因此需要做好配筋的工作，防止裂縫產生。

3.4 優化施工工藝

為了進行建筑物結構裂縫的有效控制工作，需要進行合理的工程規劃和裂縫處理工藝的提升，進行作業人員的技術培訓，真正使得建筑工程的裂縫處理和防護工作更加高效地進行。常用的裂縫處理技術：（1）填充處理技術較適用于建筑結構裂縫較大的部位，其優勢在于其針對大裂縫的施工難度小、成本低、并且施工的效果非常好。填充技術也在不斷發展過程中進行了技術提升，更為優質的填充材料和性價比高的填充技術在市面上被廣泛應用，在日常家用等方面具有較大優勢。（2）灌漿處理技術也是建筑物裂縫一種比較常見的處理技術，并且處理能力強、適用范圍廣，操作手法和材料都更加廉價易得，并且對于技術人員的要求不高。灌漿處理技術可以在養護等方面的裂縫處理工作中都發揮良好的作用，有著較為廣泛的應用。（3）結構補強處理技術也是混凝土裂縫修補的常見方法。在建筑結構施工完成后，使用的荷載超過了結構原有的承載力，易產生結構裂縫，嚴重時裂縫會影響到房屋的整體穩定性。結構補強處理技術用于結構性裂縫清理的工作，通過新增混凝土對結構損害的部位進行承載力補強，也使得裂縫發生率降低。

3.5 外部溫度控制

混凝土的施工工作前，需要進行混凝土配比的檢測工作，使得其在后續的施工過程中可以滿足混凝土的質量要求，也減少裂縫的產生。尤其是需要在溫度方面進行嚴格的控制工作，并進行嚴格的投料的控制工作。水泥水化熱是造成混凝土施工時溫度變化的主要原因，施工企業應參照施工時的各項性能要求，盡量降低水泥的使用頻率，若必須使用則多選取低水化熱的水泥進行施工，減少混凝土攪拌時散發的熱量?；炷翆嵤嚢枨?，借助冷水對碎石進行沖刷，可以減少熱量的產生。選取合適的施工時間與澆筑方式也有助于控制溫度裂縫。夏季酷暑和冬季嚴寒時進行作業要采取必要的溫度控制措施，杜絕高溫作業或者低溫作業提升混凝土結構內部溫差。實施澆筑時，使用分層澆筑施工，加強混凝土散熱能力。若建筑工程施工選取大體積混凝土，施工單位要安裝冷卻水管，減少混凝土內外溫差和內應力，避免裂縫的產生。

3.6 做好混凝土的澆筑養護工作

提升混凝土施工質量的基礎是要做好養護工作，其也是杜絕裂縫產生的主要措施。首先，妥善對混凝土構件實行保溫，使用防曬手段，杜絕溫差大而產生裂縫。施工人員需要參照施工需求和標準進行施工，借助設置草席、塑料等手段實施養護。委派專人進行管理，杜絕人為對其進行干預和破壞給混凝土產生危害。其次，在混凝土的養護時間長短上進行控制，普通水泥的保養時間不能少于一周，加入摻合料和礦物等物質的混凝土需要加強養護的工作。最后，養護工作中還需要及時進行灑水工作，保持好濕潤的狀態，并及時做好強度檢測的工作。養護工作需要交給專業的、專門的工作人員進行，對于溫度濕度等重要的參數需要進行及時的控制工作，并及時做好強度檢測的工作。

4 結束語

綜上所述，隨著社會的發展，人們對于建筑物的要求也不斷提升，結構和質量方面的要求都在不斷提升，尤其是當前的外界環境等方面都發生了許多變化，原本的施工技術與當下的施工環境方面產生了較大的差別。裂縫問題在建筑工程結構設計中是最常見的問題之一，而結構設計又是關乎工程質量的重要步驟，直接影響著日后人們居住的生命安全。因此控制好建筑工程中的結構設計步驟，有效地解決裂縫問題的成因，可以從一定程度上保證工程的質量。對于建筑結構設計中出現裂縫的問題，就需要對其原因進行分析工作，從而使得裂縫的問題可以得到針對性的解決，進而提升工作的整體質量，促進建筑工程的發展。