祝雯霞

（西安外事學(xué)院，陜西西安 710077）

隨著房地產(chǎn)市場(chǎng)持續(xù)升溫，建筑工程技術(shù)也迅猛發(fā)展，尤其是鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)在建筑工程技術(shù)中的應(yīng)用越來越普遍，但工程事故屢見不鮮。引起事故的原因大部分因?yàn)榻Y(jié)構(gòu)裂縫。根據(jù)調(diào)查資料，引起裂縫的主要原因是結(jié)構(gòu)變形失調(diào)引起，其概率約80%。

1 結(jié)構(gòu)變形失調(diào)裂縫的成因分析

1.1 溫濕脹縮變化引起的變形失調(diào)裂縫

1.2 結(jié)構(gòu)體系剛度分布不均勻引起的變形失調(diào)裂縫

結(jié)構(gòu)體系剛度分布不均勻，通常表現(xiàn)在下面幾個(gè)方面：(1）結(jié)構(gòu)構(gòu)件的剛度分布不均勻。結(jié)構(gòu)構(gòu)件變形與結(jié)構(gòu)剛度成反比，結(jié)構(gòu)構(gòu)件之間如果各自擁有的剛度互不適應(yīng)，則必然引起結(jié)構(gòu)變形失調(diào)，導(dǎo)致結(jié)構(gòu)裂縫。(2）構(gòu)件斷面內(nèi)的變形失調(diào)。壓彎構(gòu)件的結(jié)構(gòu)計(jì)算是建立在平斷面和平衡設(shè)計(jì)假定基礎(chǔ)之上的。要維持兩個(gè)假定的成立，就必須滿足構(gòu)件斷面內(nèi)的變形協(xié)調(diào)條件。(3)梁板之間的變形失調(diào)。梁與板是結(jié)構(gòu)體系中的兩個(gè)重要成員，梁板之間的變形不協(xié)調(diào)將導(dǎo)致抵抗力偏低的板面會(huì)出現(xiàn)裂縫現(xiàn)象。而較嚴(yán)重的板面裂縫會(huì)直接導(dǎo)致板的使用功能喪失，比如板面滲漏、地面磚破裂、室內(nèi)裝修污損等。(4)梁柱之間的變形失調(diào)。梁與柱是結(jié)構(gòu)體系中的中流砥柱，相當(dāng)于人的脊梁骨。梁柱之間的變形不協(xié)調(diào)，比如強(qiáng)梁弱柱，則必然在柱上產(chǎn)生裂縫。為了滿足建筑結(jié)構(gòu)抗震中“小震不壞，中震可修，大震不倒”的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原則，常走強(qiáng)柱弱梁之道，讓裂縫首先出現(xiàn)在梁上，從而免于坍塌之險(xiǎn)。(5)框架與填充墻之間的變形失調(diào)。填充墻本來不受力，其上裂縫無關(guān)緊要，但如果框架與填充墻之間的變形嚴(yán)重失調(diào)，墻面裂縫特別嚴(yán)重，嚴(yán)重?fù)p壞墻面裝飾。(6)上部結(jié)構(gòu)與地基之間的變形失調(diào)。上部結(jié)構(gòu)剛度很大，而地基的剛度，尤其是軟弱地基的剛度極小，極易導(dǎo)致地基不均勻沉降，引起結(jié)構(gòu)裂縫甚至整體坍塌事件。

2 工程結(jié)構(gòu)變形失調(diào)裂縫的防治

工程結(jié)構(gòu)中的變形失調(diào)現(xiàn)象已很嚴(yán)重，現(xiàn)行規(guī)范（GB50010-2002）強(qiáng)調(diào)提出了結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)必須滿足力學(xué)平衡、變形協(xié)調(diào)和本構(gòu)關(guān)系合理三個(gè)條件。關(guān)于力學(xué)平衡條件的滿足，已經(jīng)是駕輕就熟的老問題；而如何滿足變形協(xié)調(diào)、本構(gòu)關(guān)系合理則是一個(gè)困擾工程師們的工程難題。伴隨著建筑材料品質(zhì)的不斷改進(jìn)，施工技術(shù)水平的不斷提高，結(jié)構(gòu)裂縫現(xiàn)象的防治手段也取得了進(jìn)一步發(fā)展。

2.1 改進(jìn)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

要滿足結(jié)構(gòu)體系的變形協(xié)調(diào)，可以從以下幾個(gè)方面改進(jìn)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。（1）結(jié)構(gòu)平面應(yīng)力求簡(jiǎn)單。在滿足使用功能的前提下，結(jié)構(gòu)平面越簡(jiǎn)單，變形協(xié)調(diào)關(guān)系越容易實(shí)現(xiàn)。（2）減少約束。合理地分區(qū)分塊，避免基礎(chǔ)過大起伏，允許梁板在一定范圍內(nèi)自由變形。（3）構(gòu)造鋼筋的配置應(yīng)合理。配筋率越大，收縮越小，但配筋過量則會(huì)增加混凝土拉應(yīng)力，鋼筋盡量采用小直徑、密間距。全截面配筋率不小于 0.3%，應(yīng)在 0.3%～0.5%之間。（4）正確地設(shè)置沉降縫，限制伸縮縫間距。（5）設(shè)置滑動(dòng)層：考慮到基礎(chǔ)同時(shí)受到地基和樁基的約束，在基礎(chǔ)的下底面設(shè)置滑動(dòng)層來減小其約束，降低混凝土內(nèi)部的約束應(yīng)力。（6）做好屋面保溫層。進(jìn)行熱工計(jì)算，屋面保溫層應(yīng)滿足建筑節(jié)能的標(biāo)準(zhǔn)要求。

2.2 改進(jìn)施工技術(shù)

施工的規(guī)范性對(duì)工程質(zhì)量影響很大，除嚴(yán)格按圖紙施工外，施工過程的技術(shù)水平對(duì)控制混凝土結(jié)構(gòu)裂縫也有重要的影響。

避免混凝土由于溫濕度變化而產(chǎn)生裂縫可采取如下措施：（1)采用合理的原材料。選用低水化熱水泥，改善骨料級(jí)配，降低水灰比，摻混合料等。（2)降低入模溫度。攪拌混凝土?xí)r加冰和用水將碎石冷卻以降低混凝土的澆筑溫度。（3)選擇合理的澆注速度。熱天澆筑混凝土?xí)r減少澆筑厚度和降低澆筑速度，厚度最好控制在500 mm以內(nèi)，以便于表面散熱。（4）適當(dāng)?shù)酿B(yǎng)護(hù)。加強(qiáng)保溫養(yǎng)護(hù)措施避免內(nèi)部水分蒸發(fā)過快，設(shè)置專人灑水養(yǎng)護(hù)時(shí)間不少于14 d。（5)規(guī)定合理的拆模時(shí)間，以免混凝土表面發(fā)生急劇的溫度梯度。

合理地使用后澆帶，可以讓一部分變形在施工階段得到滿足。后澆帶處理不當(dāng)極易造成質(zhì)量事故，輕則開裂滲漏，重則危及結(jié)構(gòu)安全。（1)必須嚴(yán)格按施工圖施工。施工時(shí)應(yīng)用堵頭板，根據(jù)接口形式在堵頭板上裝凸條。（2)設(shè)置圍護(hù)。后澆帶澆筑混凝土完成后應(yīng)進(jìn)行防護(hù)，局部應(yīng)覆蓋，四周用臨時(shí)欄桿圍護(hù)。（3)后澆帶兩側(cè)鑿毛。否則新老混凝土的粘結(jié)強(qiáng)度差，會(huì)在后澆帶兩側(cè)造成兩條貫穿裂縫,極易滲水。（4)后澆帶應(yīng)用強(qiáng)度等級(jí)提高一級(jí)、早強(qiáng)、微膨脹混凝土澆筑。（5)拆模時(shí)間不可過早。后澆帶跨內(nèi)的梁板在后澆帶混凝土澆筑前，長(zhǎng)期處于懸臂受力狀態(tài)，在施工期間，本跨內(nèi)的模板和支撐不能拆除，必須待后澆混凝土強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度值的75% (如跨度不小于8 m，須達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度值的100% )以上后，方可按由上向下順序拆除。

2.3 選取優(yōu)異性能的原材料

對(duì)于一些特殊的工程或結(jié)構(gòu)部位，應(yīng)用新型材料，可有效防止結(jié)構(gòu)裂縫的產(chǎn)生。

在鋼筋混凝土梁的底部加人適當(dāng)?shù)匿摾w維，可明顯提高抗裂能力。對(duì)于鋼筋鋼纖維混凝土梁而言，當(dāng)摻入鋼纖維的體積率在1.0%～1.5%，受拉區(qū)鋼纖維混凝土層達(dá)到 0.3 倍的截面高度時(shí)，鋼纖維就能很好地降低裂縫寬度。同時(shí)，彎拉性能將接近全截面鋼纖維混凝土梁。

碳纖維的線脹系數(shù)為負(fù)值，不是熱脹冷縮而是熱縮冷脹。在溫度應(yīng)力、濕度裂縫問題中，可有效地防止結(jié)構(gòu)裂縫的產(chǎn)生。

裂縫自愈合混凝土結(jié)構(gòu)利用仿生學(xué)的原理，根據(jù)人體傷口由“破裂— —流血凝結(jié)— —愈合”的全過程，在混凝土結(jié)構(gòu)構(gòu)件中沿受拉方向分層布置一些注入縮聚高分子溶液的玻璃空心纖維，當(dāng)混凝土受拉開裂時(shí)，這些玻璃纖維管道破裂，其中的溶液流至裂縫處結(jié)硬，實(shí)現(xiàn)混凝土裂縫的自愈合。

2.4 結(jié)構(gòu)裂縫的修補(bǔ)方法

對(duì)于已經(jīng)發(fā)生的結(jié)構(gòu)裂縫，必須在裂縫發(fā)展穩(wěn)定后采取必要的修補(bǔ)與加固技術(shù)，以期延長(zhǎng)建筑物的使用壽命。鋼筋混凝土裂縫處理方法有下列幾種:(1)表面修補(bǔ)。常用方法有壓實(shí)抹平、涂抹環(huán)氧樹脂膠結(jié)劑、噴涂水泥砂漿或細(xì)石混凝土、壓抹環(huán)氧膠泥、環(huán)氧樹脂粘貼玻璃絲布、增加整體面層、鋼錨栓縫合等。（2）局部修補(bǔ)法。常用的有充填法、部分鑿除重新澆筑混凝土等。（3）水泥壓力灌漿法。適用于縫寬大于0.5mm的穩(wěn)定裂縫。（4）化學(xué)灌漿法?？晒嗳肟p寬大于0.05mm的裂縫。（5）減小框架結(jié)構(gòu)內(nèi)力。常用的方法有卸載或控制荷載、設(shè)置卸荷結(jié)構(gòu)、增設(shè)支點(diǎn)、支撐，改簡(jiǎn)支梁為連續(xù)梁等。（6）框架結(jié)構(gòu)補(bǔ)強(qiáng)。增加鋼筋，粘貼鋼板，預(yù)應(yīng)力補(bǔ)強(qiáng)等。

3 結(jié)語

工程結(jié)構(gòu)裂縫的防治，是一個(gè)老生常談的話題，有很多成熟的方法，但都不能完全避免。特別是由于溫濕度變化而引起的結(jié)構(gòu)裂縫就如醫(yī)學(xué)上的傷風(fēng)感冒一樣不可避免，結(jié)構(gòu)剛度分布不均勻而產(chǎn)生的變形失調(diào)裂縫就像醫(yī)學(xué)上的高血壓、高血脂、高血糖一樣成為工程上的疑難雜癥。然而，通過改進(jìn)設(shè)計(jì)方法、改進(jìn)施工技術(shù)、采用新材料、科學(xué)方法填補(bǔ)等，可以有效地解決結(jié)構(gòu)體系變形失調(diào)問題，從而起到防治結(jié)構(gòu)裂縫的目的。

［1］ 鄧曉峰 C60 混凝土柱表觀微裂縫產(chǎn)生機(jī)理及控制措施[J]，施工技術(shù)，2012.12：151-153

［2］ 謝征勛、羅章 工程事故分析與工程安全[M]，北京大學(xué)出版社，2006年1月第一版

［3］ GBJ10-89 混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范[S]，北京，中國建筑工業(yè)出版社，1996.

［4］ 趙艷紅 收縮引起混凝土結(jié)構(gòu)裂縫的補(bǔ)救措施[J] 網(wǎng)絡(luò)財(cái)富，2010.11：237-240

［5］ 詹啟明 后澆帶和大體積混凝土結(jié)構(gòu)裂縫常見問題分析[J]，山西建筑，2010.12：129-130

［6］ 史艷萍 大體積混凝土施工方法[J]，科學(xué)之友，2011.02：54-55

［7］ 李 宏 試論建筑工程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的裂縫問題[J]，工程科技，2012：246

［8］ 趙 巍 智能材料及其在混凝土中的應(yīng)用[J]，科技信息，2009年第25期：275-276