建筑工程結(jié)構(gòu)裂縫控制及處理技術(shù)研究

鐘汝其

（廣州建筑股份有限公司第一建筑工程分公司，廣東廣州 510000）

0 引言

社會(huì)建設(shè)的穩(wěn)步推進(jìn)和經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平的持續(xù)增長(zhǎng)帶動(dòng)了建筑工程的進(jìn)步，建筑工程的建設(shè)數(shù)量逐漸增多。各行各業(yè)對(duì)建筑工程的性能要求也在逐步提升。面對(duì)這種情況，相關(guān)人員在建設(shè)建筑工程時(shí)應(yīng)當(dāng)格外重視工程質(zhì)量。相關(guān)人員應(yīng)當(dāng)研究結(jié)構(gòu)裂縫的控制和處理技術(shù)，減少建筑工程結(jié)構(gòu)裂縫，在最大程度上保證建筑工程的安全性和穩(wěn)定性，提高工程質(zhì)量。

1 建筑工程結(jié)構(gòu)裂縫基本情況

專(zhuān)家學(xué)者在研究過(guò)程中發(fā)現(xiàn)建筑結(jié)構(gòu)裂縫是造成建筑結(jié)構(gòu)質(zhì)量較差的主要原因之一，導(dǎo)致建筑物的安全性和穩(wěn)定性下降[1]。建筑結(jié)構(gòu)裂縫多見(jiàn)于豎向結(jié)構(gòu)當(dāng)中，或是墻體中心位置，寬度在0.3mm 以上。表1 為建筑工程常見(jiàn)的結(jié)構(gòu)裂縫類(lèi)型以及相應(yīng)的成因，圖1 為建筑工程干縮裂縫。

圖1 干縮裂縫

表1 裂縫類(lèi)型與成因

建筑結(jié)構(gòu)裂縫的存在降低了建筑工程的整體強(qiáng)度、結(jié)構(gòu)剛性和結(jié)構(gòu)抗剪承載力，為建筑工程的正常使用埋下了安全隱患。

2 建筑工程結(jié)構(gòu)裂縫控制技術(shù)要點(diǎn)

2.1 工程案例

某項(xiàng)目的總用地面積25820.0m2，總建筑面積為11913.5m2。該工程由1#生活樓、2#行政綜合樓、4#附屬用房、5#設(shè)備用房組成，現(xiàn)澆鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)，鉆孔灌注樁。該工程各建筑物的抗震設(shè)防等級(jí)擬定為丙類(lèi)，地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)等級(jí)為乙級(jí)，耐火等級(jí)二級(jí)，設(shè)計(jì)使用年限50 年。

該工程在建設(shè)過(guò)程中參考了國(guó)內(nèi)外的施工經(jīng)驗(yàn)，為了在最大程度上保證建筑結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性，對(duì)建筑結(jié)構(gòu)裂縫這一關(guān)鍵因素進(jìn)行了有效控制和處理。

2.2 做好前期準(zhǔn)備

在施工建設(shè)開(kāi)始之前，相關(guān)人員需要做好前期準(zhǔn)備工作，為建筑工程的施工建設(shè)打下良好的基礎(chǔ)。工程設(shè)計(jì)方案是建筑工程施工建設(shè)活動(dòng)的根本依據(jù)，與建筑工程的最終質(zhì)量有著較為緊密的關(guān)系。相關(guān)人員需要全面調(diào)查建筑工程施工現(xiàn)場(chǎng)以及周?chē)沫h(huán)境因素，明確地形、地勢(shì)、水文、基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)等條件，將環(huán)境因素與建筑工程的使用需求結(jié)合起來(lái)，綜合考慮，從實(shí)際情況出發(fā)，完善建筑工程設(shè)計(jì)。

該工程在設(shè)計(jì)階段嚴(yán)格遵守《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》（GB 50010—2010），根據(jù)相關(guān)規(guī)定和標(biāo)準(zhǔn)完成了建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)工作。在此基礎(chǔ)上，從當(dāng)?shù)氐牡卣鹆叶鹊燃?jí)出發(fā)，規(guī)劃了建筑物的規(guī)模和基礎(chǔ)情況，合理規(guī)劃了混凝土結(jié)構(gòu)。另外，該工程在《建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范》（GB 50009—2012）的基礎(chǔ)上設(shè)計(jì)了建筑物的臨時(shí)荷載，在設(shè)計(jì)階段把控了工程質(zhì)量。

2.3 保證材料質(zhì)量

建筑工程在施工過(guò)程中涉及多個(gè)類(lèi)型的建筑材料，材料質(zhì)量直接影響著建筑工程的性能。以混凝土材料為例，建筑工程的特征要求混凝土具備較強(qiáng)的硬度，結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性較好，耐久性高[2]。因此，相關(guān)人員在選擇混凝土材料時(shí)需要以性能參數(shù)為基準(zhǔn)，確保混凝土材料能夠滿足建筑工程的施工建設(shè)需求。

在選擇水泥材料時(shí)，相關(guān)人員應(yīng)根據(jù)建筑工程的施工要求選擇綜合性能較為優(yōu)異的材料。圖2 為T(mén)YPEⅠ、TYPEⅡ、TYVEⅢ、TYPEⅤ4 種水泥的綜合性能對(duì)比，以施工周期為標(biāo)準(zhǔn)，在不同溫度條件下對(duì)比了不同水泥的綜合性能。其中，TYPEⅠ、TYPEⅡ、TYVEⅢ為波特蘭水泥，TYPEⅠ為普通硅酸鹽水泥，TYPEⅡ添加了復(fù)合材料，TYVEⅢ是早強(qiáng)硅酸鹽水泥。TYPEⅤ為抗硫水泥。

圖2 不同類(lèi)型水泥的綜合性能對(duì)比

施工人員在施工時(shí)可以根據(jù)不同水泥的優(yōu)缺點(diǎn)選擇對(duì)應(yīng)的水泥類(lèi)型。當(dāng)建筑功能對(duì)隔熱性能的要求較高時(shí)，綜合分析圖2 內(nèi)容，施工人員可以選擇TYVEⅢ作為施工材料。

該工程在施工建設(shè)之前檢驗(yàn)了建筑材料的質(zhì)量，核對(duì)了各類(lèi)施工材料的性能參數(shù)，確保施工現(xiàn)場(chǎng)材料能夠滿足建筑工程的施工建設(shè)要求，排查并清除施工材料中存在的不良情況。該工程在施工過(guò)程中建立了材料管理機(jī)制，從出庫(kù)和入庫(kù)兩個(gè)角度完善材料管理工作，將現(xiàn)場(chǎng)材料按照總平面設(shè)計(jì)圖規(guī)范布置，分類(lèi)堆放，并安排專(zhuān)人管理，以施工計(jì)劃表為準(zhǔn)，向施工現(xiàn)場(chǎng)提供各類(lèi)建筑材料。

2.4 優(yōu)化配筋設(shè)計(jì)

配筋設(shè)計(jì)的優(yōu)化與加固技術(shù)的合理應(yīng)用對(duì)建筑結(jié)構(gòu)安全性和穩(wěn)定性的提升具有較為顯著的效果。施工人員可以在保證建筑工程質(zhì)量的前提下合理控制鋼筋材料的間距，降低裂縫的產(chǎn)生速度和概率。使用鋼筋和混凝土材料時(shí)，施工人員可以根據(jù)鋼筋混凝土材料的性能缺陷和建筑工程的施工要求適當(dāng)添加外加劑，合理選擇外加劑種類(lèi)，控制外加劑的添加數(shù)量，彌補(bǔ)材料性能和參數(shù)上的短板，從根本上減少結(jié)構(gòu)裂縫的產(chǎn)生。

該工程在施工時(shí)根據(jù)施工作業(yè)和建筑特點(diǎn)合理采用了加固措施，達(dá)成了梁板和結(jié)構(gòu)質(zhì)量的增強(qiáng)。施工人員以雙向雙層加固法為基礎(chǔ)，在提高梁板和結(jié)構(gòu)質(zhì)量的基礎(chǔ)上，有效提升了建筑物內(nèi)部的溫度，起到了減緩裂縫出現(xiàn)的目的。

2.5 分析預(yù)控應(yīng)力

相關(guān)人員在分析建筑工程結(jié)構(gòu)預(yù)控應(yīng)力時(shí)能夠更加準(zhǔn)確和全面地掌握建筑工程在施工過(guò)程中可以承受的外部最大負(fù)載力。混凝土是建筑工程重要的施工材料之一，在不同的溫度條件下呈現(xiàn)的狀態(tài)不同。當(dāng)施工時(shí)間處于冬季時(shí)，施工人員可以將室內(nèi)施工溫度控制在10～12℃。以10℃為參考條件，在這一溫度條件下，混凝土的固結(jié)時(shí)間為3d，建筑結(jié)構(gòu)內(nèi)部的絕熱溫度可以達(dá)到50℃以上。混凝土固結(jié)時(shí)間的延長(zhǎng)會(huì)導(dǎo)致絕熱溫度的下降。

根據(jù)這一理論結(jié)果，施工人員應(yīng)該判斷各種混凝土類(lèi)型的固結(jié)時(shí)間、收縮量、膨脹量、松弛率等情況，明確結(jié)構(gòu)預(yù)控應(yīng)力，合理設(shè)計(jì)施工周期，在施工階段控制結(jié)構(gòu)裂縫的產(chǎn)生。

2.6 注重養(yǎng)護(hù)工作

混凝土養(yǎng)護(hù)工作能夠極大減少結(jié)構(gòu)裂縫的產(chǎn)生，增強(qiáng)混凝土結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度和耐久性[3]。表2 為混凝土在受到高溫強(qiáng)光暴曬后干縮率的變化情況。

表2 混凝土濕養(yǎng)護(hù)后干縮率隨養(yǎng)護(hù)后干燥時(shí)間變化情況

相關(guān)人員在混凝土施工結(jié)束后，可以參照表2 的數(shù)據(jù)開(kāi)展養(yǎng)護(hù)工作，盡最大可能提高混凝土養(yǎng)護(hù)工作的質(zhì)量和水平，保障建筑工程的質(zhì)量，提升安全性和穩(wěn)定性。養(yǎng)護(hù)時(shí)，施工人員可以從混凝土施工建設(shè)的實(shí)際情況出發(fā)，選擇自然養(yǎng)護(hù)法、加熱養(yǎng)護(hù)法、標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)法、養(yǎng)生液養(yǎng)護(hù)法等不同的手段。

該工程在養(yǎng)護(hù)階段以塑料薄膜和保溫草袋為工具，實(shí)現(xiàn)混凝土的保溫保濕養(yǎng)護(hù)。施工人員在操作過(guò)程中控制了塑料薄膜的搭接距離，使混凝土表面均能得到保溫保濕處理。根據(jù)不同結(jié)構(gòu)位置的特征，施工人員使用了更加適合的養(yǎng)護(hù)材料。

2.7 落實(shí)質(zhì)量檢測(cè)

在施工工序完成之后，應(yīng)當(dāng)組織對(duì)應(yīng)的質(zhì)量檢測(cè)工作，在技術(shù)手段的幫助下掌握施工建設(shè)的質(zhì)量情況。在檢測(cè)過(guò)程中，相關(guān)人員需要按照相關(guān)法律法規(guī)、工程建設(shè)強(qiáng)制性標(biāo)準(zhǔn)、設(shè)計(jì)文件等規(guī)定的要求，從建筑工程的質(zhì)量和功能兩個(gè)方面進(jìn)行建筑工程質(zhì)量檢測(cè)工作。

為了保證質(zhì)量檢測(cè)結(jié)果的科學(xué)性和可靠性，建設(shè)單位應(yīng)當(dāng)選擇具備資質(zhì)的專(zhuān)業(yè)檢測(cè)機(jī)構(gòu)，從多個(gè)方面檢測(cè)建筑工程的施工質(zhì)量，注重細(xì)節(jié)，及時(shí)發(fā)現(xiàn)并解決建筑結(jié)構(gòu)施工中存在的問(wèn)題，減少結(jié)構(gòu)裂縫的產(chǎn)生。

質(zhì)量檢測(cè)工作需要落到實(shí)處，禁止表面工程，施工人員在拿到質(zhì)量檢測(cè)報(bào)告后應(yīng)當(dāng)重視檢測(cè)結(jié)果，根據(jù)檢測(cè)報(bào)告內(nèi)容完善建筑工程的施工建設(shè)活動(dòng)。

3 建筑工程結(jié)構(gòu)裂縫處理技術(shù)要點(diǎn)

3.1 細(xì)小裂縫處理

表面修補(bǔ)法常見(jiàn)于細(xì)小裂縫的處理工作中，操作時(shí)，施工人員沿裂縫表面鋪設(shè)薄膜材料。為了保證裂縫的處理質(zhì)量，應(yīng)盡可能選擇樹(shù)脂類(lèi)材料。

該工程在處理細(xì)小裂縫之前測(cè)量了裂縫尺寸，對(duì)于小于0.7mm 的裂縫，施工人員主要使用掩飾法和表面修補(bǔ)法。掩飾法通過(guò)表面抹灰、涂刷等方式處理裂縫，隨后開(kāi)展表面裝飾層施工，清除細(xì)小結(jié)構(gòu)裂縫。表面修補(bǔ)則是在混凝土表面完成打毛處理，在清除表面附著物后，將混凝土表面沖洗干凈。待干燥后利用涂刷材料修補(bǔ)裂縫。

3.2 砌體結(jié)構(gòu)裂縫處理

施工人員可以使用水泥灌漿法處理砌體結(jié)構(gòu)裂縫，經(jīng)過(guò)工程建設(shè)實(shí)踐的驗(yàn)證，該方法的有效性較強(qiáng)，起到了較好的補(bǔ)強(qiáng)和加固作用[4]。一般情況下，施工人員會(huì)使用壓力灌漿、重力灌漿等方式。

鋼筋網(wǎng)水泥砂漿加固方法可用于砌體結(jié)構(gòu)裂縫的處理工作，常用于墻體承載量和承載性能不佳的情況，施工人員去除表面粉刷層，噴射砂漿，完成裂縫處理。

除此之外，施工人員可以增加預(yù)應(yīng)力撐桿，提高大梁下砌體承載力，完成原有結(jié)構(gòu)的加固。

3.3 混凝土結(jié)構(gòu)裂縫處理

（1）填充法。如相關(guān)人員在工程竣工后發(fā)現(xiàn)建筑結(jié)構(gòu)裂縫問(wèn)題，可以沿裂縫表面開(kāi)鑿U 型槽，向裂縫內(nèi)部填充樹(shù)脂砂漿、瀝青或水泥砂漿。在條件允許的情況下，應(yīng)當(dāng)優(yōu)先使用樹(shù)脂砂漿。

（2）注入法。當(dāng)混凝土結(jié)構(gòu)裂縫的寬度較小、深度較大時(shí)，施工人員可以使用注入法，將修補(bǔ)材料灌注到混凝土結(jié)構(gòu)的內(nèi)部，完成裂縫修補(bǔ)工作。

（3）加固法。施工人員經(jīng)測(cè)量和評(píng)定，發(fā)現(xiàn)混凝土結(jié)構(gòu)裂縫對(duì)建筑工程的安全性和穩(wěn)定性產(chǎn)生了較大的威脅時(shí)，可以使用粘貼加固法、箍筋加固法、圍套加固法等處理技術(shù)。

3.4 其他結(jié)構(gòu)裂縫處理技術(shù)

（1）結(jié)構(gòu)補(bǔ)強(qiáng)。該處理技術(shù)的主要對(duì)象是建筑工程的墻體結(jié)構(gòu)，采用加固方式增強(qiáng)整體的使用強(qiáng)度[5]。結(jié)構(gòu)補(bǔ)強(qiáng)技術(shù)的加固效果較好，操作方法簡(jiǎn)單，安全性強(qiáng)，生態(tài)效益較好。

（2）面層修補(bǔ)技術(shù)。該技術(shù)在修補(bǔ)溫度裂縫的作業(yè)中效果較好。施工人員可以將加固材料添加在抹灰層中，防止因應(yīng)力過(guò)度集中而造成結(jié)構(gòu)裂縫的出現(xiàn)。

（3）灌漿嵌縫法。處理沉降裂縫時(shí)，灌漿嵌縫法的應(yīng)用效果較好。施工人員在高壓裝置的幫助下將漿膠結(jié)材料注入裂縫中，封堵裂縫。

4 結(jié)語(yǔ)

為了加強(qiáng)建筑工程結(jié)構(gòu)裂縫的控制工作，相關(guān)人員應(yīng)當(dāng)做好前期準(zhǔn)備工作，保證材料質(zhì)量，避免建筑材料問(wèn)題出現(xiàn)結(jié)構(gòu)裂縫。優(yōu)化配筋設(shè)計(jì)，分析結(jié)構(gòu)預(yù)控應(yīng)力，以建筑工程的建設(shè)要求為準(zhǔn)開(kāi)展施工工作。在此基礎(chǔ)上，需要注重養(yǎng)護(hù)工作，落實(shí)建筑工程質(zhì)量檢測(cè)。在處理結(jié)構(gòu)裂縫時(shí)，施工人員可以根據(jù)細(xì)小裂縫、砌體結(jié)構(gòu)裂縫、混凝土結(jié)構(gòu)裂縫等不同的裂縫類(lèi)型選擇對(duì)應(yīng)的處理技術(shù)。