淺析建筑裂縫結構中復合材料的策略研究

紀冬嶺 （中鐵第五勘察設計院集團有限公司東北分院，黑龍江 哈爾濱 150006）

社會經濟的日新月異發展帶動著建筑行業的逐漸壯大，隨著時代的變遷與發展，人們對建筑物提出了更為嚴格的要求。隨著使用時間的增加，許多建筑物產生了裂縫，為建筑安全埋下了眾多隱患。為了避免裂縫產生，需要分析裂縫成因，對其進行及時有效的修補，做好結構設計工作，保證建筑工程質量。

1 建筑結構裂縫成因分析

1.1 溫度因素

在施工過程中因為體積較大的混凝土產生許多水化熱，環境溫度高及大氣溫度變化，極易出現裂縫。許多建筑物是由混凝土和磚石組成，固化時，因為水化作用，在短時間內混凝土溫度上升，加上磚石溫度保持不變，使得混凝土與磚石間存在溫差[1]。受到房屋結構限制，磚石及混凝土為兩種不同材料，有不同的線膨脹系數，隨著溫度變化，墻壁及屋頂產生的內部壓力以及溫度變化成正比。如果部件溫度負荷比剪切強度和拉伸強度高，就會有裂縫問題出現。除此之外，建筑物長期暴露在室外，當日照時間比較長時，將會降低建筑耐熱性，使地板和墻壁間有間隙出現，從而出現裂縫。

1.2 材料因素

水泥、骨料、水等是組成混凝土的主要材料，作為一種復合材料，不同材料的力學性能不同，在硬化過程中極易出現裂縫，這些裂縫不規則分布，一般不貫通，且是不可避免的，稱這些裂縫為微觀裂縫。鋼筋、混凝土會相互影響，出現不同程度的變形，如果拉應力過大，則會出現裂縫，若細微裂縫匯聚，會導致整體變成更大的裂縫。

1.3 基礎不均勻沉降，引起建筑主體的開裂

建筑下部帶多層裙房的建筑在現在設計中經常遇到，主樓處的荷載較裙房處的荷載大很多，基礎設計時盡管按荷載大小設計了大小不同的基礎，但是由于主樓基礎荷載遠大于裙樓基礎荷載，主樓基礎的沉降也遠大于裙房基礎的沉降，沉降差超過建筑材料的變形限值，構件就會產生裂縫。面積較大的建筑，地基持力層厚度變化很大的情況也很常見，在基礎荷載相差不大的情況下，相鄰基礎持力層厚度相差較大，相鄰基礎的沉降差也可能導致建筑產生較大裂縫。

2 建筑結構裂縫的控制策略

2.1 全面考慮荷載

荷載的分類如下：按照時間變化分為永久荷載和可變荷載，永久荷載指的是隨著時間推移不容易產生變化的荷載，例如結構自重?？勺兒奢d是隨著時間的變化而產生變化的荷載，如建筑物中的人和可移動的物體;按照作用方式分為動荷載與靜荷載，以火車為例，當火車運行時，軌道承受火車開動產生的荷載為動荷載，火車停止運行時，對軌道只產生了火車本身的自重，這種荷載為靜荷載; 按照頻率分為偶然荷載和正常作用荷載，偶然荷載是指受自然災害所產生荷載，對建筑物的影響巨大，例如地震、超強臺風和洪澇;其他情況下的荷載均為正常作用荷載?！督ㄖY構可靠度設計統一標準》中明確規定了建筑荷載規范，從業者要仔細研讀荷載規范，了解各種情況下的荷載，并進行市場考察，正確選用荷載。

2.2 控制溫度變化裂縫

通常是在屋頂結構部分存在溫度變化造成的裂縫問題，為有效控制溫度變化裂縫，應減少溫差，設計人員在結構中設置保溫層或者架空隔熱層，以此降低頂部結構溫差，并且可發揮良好節能作用。如果應用架空板應選擇淺色，以此達到良好的熱量反射效果。同時應全面分析結構類型，屋面施工應用材料為剛性細石混凝土，可在找平層和剛性層間設置柔性防水層，不僅有良好防水效果，也可使剛性層、基層間自由滑動，減少對溫度應力的約束。在屋蓋沿開間位置可設置分隔縫，并使用彈性油膏實行嵌縫處理。此外，需確保分隔縫鋼筋是斷開狀態。還可提升布置頂層圈梁平面的密度，通過配筋措施抵抗溫度應力。

2.3 嚴格控制建筑結構設計

在進行建筑結構設計時，設計人員必須調查清楚且充分考慮到影響混凝土裂縫的諸多因素，將建筑結構的整體剛度和整體承載能力提高。要充分考慮到建筑可能出現的不均勻沉降問題。為了防止建筑結構設計中出現裂縫問題，在建筑工程設計中，要對建筑體的荷載能力進行計算，并且對突發和不可調控因素進行預測，以提高工程設計的科學性和實用性。此外，在建筑結構長度超過相關規定的長度時，應在地下部位設置后澆帶，一般設置在梁和樓板1/3 處，寬度為800mm～1000mm，同時地上部位設置膨脹加強帶，其寬度一般為2000m，內增15%水平鋼筋，內摻12%的膨脹混凝土，這樣能有效減少因沉降而產生的裂縫。不均勻沉降會破壞建筑物結構，嚴重時可引發建筑塌陷。引起沉降的因素包括地質、勘察、設計、施工以及其他因素。從設計方面出發，除了要保證材料質量外，還要合理計算建筑的體積配比，橫墻之間的距離控制在建筑物寬度的1.5倍左右，布置縱橫墻時以連貫為主，直線布置，保證整體性。受重力和時間的影響，建筑物會向地基產生壓迫力，地基中的水分不斷被向上擠壓，形成地基沉降。在結構設計時，選用合適材料減少自重應力，在主樓與副樓之間設置后澆帶。當主樓自重達到最大時，地基沉降完成70%以上，此時澆筑后澆帶，能提高建筑強度和整體性。

2.4 復核地基沉降計算設置后澆帶減小不均勻沉降

2.5 選用合適的材料和適當添加外加劑

建筑材料是保證工程質量的根本，材料的成分和性能對工程質量的影響不可小覷，因此建筑施工必須全程嚴格把關。不同類型的建筑工程對材料的選擇標準不同，水利工程適合中低熱硅酸鹽水泥，大大減少水化熱總和，內外溫差小，避免因為散熱不均勻引起的溫度裂縫。為提高混凝土的質量，在保證水泥強度的前提下，加入一定量的減水劑和減膠劑，減少水泥用量和水灰比；在道路施工工作中，選擇承載力大、抗折強度高、抗開裂、收縮性低的硅酸鹽水泥，在水泥路面中設置伸縮縫，灌入瀝青保證水泥在熱脹冷縮時有空間。

2.6 預防裂縫處理

通過結構設計預防裂縫工作非常重要，但在裂縫問題出現時，為防止裂縫影響擴大，也應做好修復處理工作，比如處理混凝土墻體裂縫時，通常施工人員要清理干凈裂縫周圍碎石、砂土等物質，在裂縫中填充其他建筑材料，該方法具有很強的實用性，且只需要投入較少的時間與成本，從而確保建筑結構的穩定性與安全性。

3 結束語

綜上所述，建筑結構產生裂縫既會對建筑物美觀造成影響，也會威脅人身與財產安全。建筑行業是國民經濟的重要產業，為了確保建筑工程質量，務必結合施工現場的地質、環境等，對其進行充分考慮，使用優質的材料，對施工工藝進行嚴格把關，避免人為因素造成的裂縫，進而提高建筑工程質量，使建筑行業的發展上升到一個新的臺階。