建筑工程結構設計中如何避免裂縫問題

陳伯偉

廊坊市雅泰建筑設計有限公司 河北廊坊 065000

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[1]。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。

2 裂縫形成的原因分析

2.1 混凝土材料的選擇不當

雖然高強混凝土有助于減小構件尺寸，但提高混凝土強度的途徑是增加每立方米水泥用量，降低水灰比，采用高標號水泥。柱、墻宜采用高強混凝土，梁、板宜采用中、低強度混凝土。如果梁和樓板是由高強度混凝土制成的，則由于平面尺寸過大，可能會出現收縮裂縫。相反，當梁和樓板由低強度混凝土制成時，由于較高的荷載，可能會出現裂縫。

2.2 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[2]。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。

2.3 混凝土溫度不符合施工標準

我國大部分地區夏季炎熱潮濕、冬季寒冷干燥，溫差相對較大，混凝土材料極易出現熱脹冷縮的現象，若在結構設計環節忽視了對氣候、溫度等因素的考量，將無法對混凝土施工進行合理的規劃，從而造成混凝土加速凝固，使得建筑產生不同程度的裂縫。

3 建筑結構設計裂縫控制措施

3.1 精心選擇原材料

如果只是為了原料的質量，通常很容易管理，但卻是一個很容易出問題的環節。最近的研究表明，造成大多數建筑質量問題的原因是缺乏對原材料的適當控制。而且，為了獲得更多的利潤，一些企業對建材的選擇標準更加寬松也就不足為奇了。所用材料大多成本低，質量差。在建筑結構設計中，必須確定原材料的組合、種類和規格。原材料采購除了要選好原材料外，還應按國家標準和設計要求進行。必須嚴格執行原材料檢驗程序，盡一切努力避免原材料出現質量問題。

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，特別是大體積混凝土結構，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[3]。

設計人員在進行建筑結構設計時，需要對施工區域的環境、氣候、天氣等因素進行考量，避免在高溫、寒冷、大風天氣下進行混凝土施工，使得混凝土材料中的含水率因高溫蒸發、低溫大風凝結而迅速降低。這需要設計部門在完成結構設計后，對施工團隊技術人員進行詳細的技術交底，避免在實際施工過程中，由于不合理操作造成混凝土表面干燥，導致裂縫產生。另外，設計師應盡量選用低水化熱的水泥材料，適當減少水泥的使用率，以此來降低混凝土熱量、減緩水分蒸發的速度，并通過在混凝土澆筑時加強養護的方式，降低溫度應力裂縫出現的概率。

綜上所述，建筑工程混凝土結構裂縫是十分常見的質量問題，裂縫產生的因素也較為復雜，而工程結構設計階段是影響混凝土澆筑質量的關鍵，加強這一環節的設計質量，能夠對混凝土裂縫問題進行相對全面的控制。設計人員應在設計過程中加強對材料質量與結構設計的管理，并確保施工技術搭配與技術交底工作得以有效實施，保證設計方案符合相關標準，從而對裂縫問題進行有效的防治。