超長混凝土結構裂縫控制探討

苗宏恩

南京長江都市建筑設計股份有限公司 江蘇 南京 210006

引言

諸多結構為滿足建筑性能、防水等方面的要求，要求無細縫設計，超出規范要求的規定伸縮縫間距要求，建筑平面相對較大，從而對混凝土結構裂縫的控制工作提出更為嚴格的要求。減少超長建筑物裂縫數量是相關工作人員的重要工作內容，因此，本文探討超長混凝土結構裂縫影響因素和控制對策。

1 超長混凝土結構裂縫影響因素

超長結構指按規范要求需要設縫或因種種原因無法設縫的結構構件，大量工程實踐證明，后澆帶可以一定程度上代替伸縮縫，但結構是否留縫并非是裂縫產生的唯一因素，留縫依然可能有裂縫，不留縫也可能沒有裂縫，是否開裂與諸多因素有關，歸納如下。

（1）結構性裂縫。通常結構性裂縫是在負載力下結構承受能力達到極限而引發的。結構性裂縫包含下沉裂縫和一般受力結構裂縫。出現下沉裂縫的主因是由于局部的地基承載力不夠，基礎發生不均勻沉降，導致結構自身內力分布改變，附加的應力和變形會發生，在剪應力和拉應力的共同作用下產生裂縫。后者主要是結構承載力不足而引發的裂縫。

（2）非結構裂縫。非結構性裂縫主要是在非負載力下結構承受能力達到極限引起的。根據相關調查發現，混凝土出現裂縫的主要原因是受到非負載變形的影響，而非負載變形又會受到溫度、濕度的影響導致收縮，從而產生裂縫。非結構裂縫分為：①塑性裂縫。塑性裂縫被稱為龜裂，主要原因是由于游離水分蒸發相對較快，導致體積快速收縮，使表面出現裂縫。通常是由于施工單位完成澆筑混凝土工作之后，并未做好后續的養護工作，進而促使龜裂情況的發生。因此，需要重點關注新澆筑混凝土的養護工作。②干縮裂縫。干縮裂縫是由于材料自身受到溫度的影響，從而出現裂縫。在混凝土硬化過程中，若大量的混凝土材料水分蒸發，將會致使混凝土材料體積收縮，材料內部出現細小的裂縫，這就是干縮型裂縫。③徐變裂縫。徐變裂縫是受到材料本身因素的影響，在力的作用下混凝土會隨著時間的推移，體積發生變化，當到達一定程度時，出現混凝土裂縫。④溫度裂縫。混凝土若受到溫度的影響，將會發生熱脹冷縮。混凝土若出現脹縮情況，將會致使應力不均衡，從而使結構薄弱處出現裂縫。根據相關實驗發現，混凝土在沒有任何約束的情況下，100米的建筑，會隨著溫度的變化，出現0.3～0.5厘米的差距[1]。

2 超長混凝土結構裂縫控制對策

在超長混凝土結構設計過程中，需要詳細了解出現裂縫的影響因素，結合相關實踐，減少裂縫情況的出現。在整個建筑工程運行過程中，結構內部約束力有所下降，導致構件能夠自由伸縮，從而釋放內力。若促使材料自身抗裂能力以及結構構件承載力提升，在一定程度上可以有效減少裂縫情況的出現。

（1）材料措施。與傳統的混凝土相比，高強混凝土的水化熱較多，材料收縮能力更強，很容易出現裂縫。所以，在保障承載力、結構剛度的同時，超長結構應降低混凝土強度等級。為有效減少混凝土的收縮能力，在混凝土配置過程中，可以添加適量膨脹劑，從而將混凝土的膨脹率和干縮率控制在合理范圍內。除此之外，為促使混凝土脆性有效提升，保障高強混凝土的連貫性，可以在此過程中融入改性聚丙纖維，促使混凝土材料的抗拉能力的提升，進而有效減少裂縫的發生。同時安定性不合格的水泥，不同品種、不同標號的水泥混用，外加劑選用不當，砂石泥量超標等因素也會引起裂縫。

（2）施工措施。在超長結構無縫設計過程中，后澆帶起著十分重要的作用。后澆帶可以在結構的對應部分留下施工縫，將結構劃分為幾個部分，結構構件進行收縮之后，將混凝土澆筑在施工縫中，幾部分有效連接在一起。后澆帶的合理設計，能夠使施工縫在完成混凝土澆筑前，促使結構各個部分完成各自的收縮變形，有效減少對混凝土的約束，促使混凝土的初始應力減弱。

（3）結構措施。保障結構構件布局的合理性，最大化釋放結構的內力，可有效控制裂縫。對于剪力墻構件而言，墻體布置需減少結構溫度的變形，促使結構的次生應力有所提升。通常屋蓋梁板會使用雙層雙向配筋或者雙向布局的無黏結預應力筋，減少溫度變形的發生。基礎持力層應選擇在同一土層中，或者通過地基處理的方式，盡量保證持力層承載力均勻，減少壓縮變形情況的發生，避免結構內部次生內力的出現[2]。與此同時，剪力墻的合理布局還可以有效抵御結構的溫度變形，減少裂縫發生率。

（4）保溫措施。建筑外墻采取保溫措施，不僅能有效減少結構主體在使用過程中暴露的次數，還可以降低結構受溫度變化的影響，使溫差變形情況減少，減少裂縫的出現。相關工作人員可以在建筑屋頂設置保溫層，或使用坡面結構架空屋頂的方式，有效減少結構頂面的溫度，從而防止屋頂發生橫向變形。尤為需要注意的是，在施工過程中，若建筑物并未封頂，保溫材料未粘接，長時間暴露在外界環境中，這時的超長結構受溫度應力的影響最大。若想做好新舊混凝土結合面的施工縫處理工作，需要重點關注溫度應力因素，可以搜集當地近幾年的溫度與溫差，并進行綜合性分析，找出存在的問題，及時提出解決措施[3-4]。

3 結束語

隨著國民經濟的發展，建筑規模不斷擴大，高等級的混凝土被廣泛應用，加之隨著施工技術和混凝土工藝的完善，建筑功能和防水等要求日益提高，諸多因素增加了超長混凝土結構產生裂縫的可能性。這就需要相關工作人員找出發生裂縫的影響因素，提出一些具體的解決措施，進而減少裂縫的出現，保障建筑工程最大化發揮自身作用。