【摘要】在建筑工程設(shè)計和使用過程中,混凝土裂縫是普遍存在也是容易出現(xiàn)的問題?;炷亮芽p的出現(xiàn)不僅會影響房屋結(jié)構(gòu)的適用性和耐久性,同時也會影響結(jié)構(gòu)的安全性。裂縫問題一直困擾著廣大設(shè)計人員,文章就混凝土結(jié)構(gòu)裂縫產(chǎn)生的原因進行分析,并針對裂縫的不同成因提出相應(yīng)的控制措施,以提高建筑工程結(jié)構(gòu)的使用壽命。
【關(guān)鍵詞】建筑工程;結(jié)構(gòu)設(shè)計;裂縫;控制
伴隨著人們生活水平的日益提高,對建筑行業(yè)的要求也在日益增加?;炷两Y(jié)構(gòu)作為建筑工程中的重要環(huán)節(jié)更加受到重視?;炷恋氖褂秒m然給建筑行業(yè)帶來了巨大的發(fā)展,但是混凝土結(jié)構(gòu)裂縫問題的出現(xiàn),無疑是建筑工程使用中的巨大阻礙。結(jié)構(gòu)裂縫問題使得建筑工程的質(zhì)量得不到有效的保障,所以,解決混凝土結(jié)構(gòu)裂縫問題迫在眉睫。
1、建筑混凝土結(jié)構(gòu)裂縫產(chǎn)生的原因分析
1.1 混凝土塑性變形引起的裂縫
混凝土塑性變形通常是指混凝土凝結(jié)硬化前,由于構(gòu)件表面失去水分較快而產(chǎn)生的收縮變形,從而導(dǎo)致結(jié)構(gòu)構(gòu)件產(chǎn)生裂縫。一般塑性變形裂縫形狀比較規(guī)則,裂縫深度較淺,裂縫長短不一,互不相連。
1.2 混凝土干縮變形引起的裂縫
混凝土干縮變形是指混凝土在硬化時失水干燥引起混凝土體積減小,當(dāng)混凝土內(nèi)部拉應(yīng)力超過其約束力時,就會產(chǎn)生干縮裂縫。這種裂縫通常出現(xiàn)在混凝土構(gòu)件表面,裂縫圖案縱橫交錯,沒有一定規(guī)律。
1.3 溫度裂縫
當(dāng)外界環(huán)境溫差較大時,會造成混凝土內(nèi)部與外部熱脹冷縮差異而開裂。對于大體積混凝土,由于水泥的水化熱而形成混凝土內(nèi)部溫度高,導(dǎo)致其內(nèi)部溫度與構(gòu)件表面溫度相差較大。同時混凝土構(gòu)件受外力約束,使得構(gòu)件內(nèi)部產(chǎn)生壓應(yīng)力,在混凝土表面產(chǎn)生拉應(yīng)力。當(dāng)拉應(yīng)力超過混凝土的抗拉強度時,混凝土表面就會產(chǎn)生裂縫。
1.4 地基變形影響
房屋是建設(shè)在地基基礎(chǔ)上的,地基對房屋的安全和穩(wěn)定會產(chǎn)生嚴(yán)重的影響。裂縫的出現(xiàn)與地基基礎(chǔ)的不均勻沉降有密切的關(guān)系。如果地基開挖深度不足,當(dāng)上部荷載超過地基的極限承載力時,下部地基土就會發(fā)生下沉,從而導(dǎo)致上部結(jié)構(gòu)發(fā)生變形,墻體就會出現(xiàn)裂縫。
1.5 其它因素影響
房屋建筑在設(shè)計過程中,混凝土材料配比不均衡或者水泥標(biāo)號不對,常常會導(dǎo)致混凝土發(fā)生離析;混凝土震搗不密實,構(gòu)件在拆模后會出現(xiàn)蜂窩麻面現(xiàn)象;鋼筋銹蝕會導(dǎo)致鋼筋與混凝土之間的粘結(jié)力降低,從而使混凝土開裂。
2、建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中裂縫的控制措施
根據(jù)建筑混凝土結(jié)構(gòu)裂縫產(chǎn)生的原因分析,為了更合理地控制好建筑結(jié)構(gòu)裂縫,至少應(yīng)采取以下幾方面的措施。
2.1合理設(shè)置建筑變形縫
在混凝土結(jié)構(gòu)裂縫控制過程中,可以通過設(shè)置伸縮縫、沉降縫,將結(jié)構(gòu)劃分為幾個自由獨立變形結(jié)構(gòu)單體,可以有效地解決結(jié)構(gòu)溫度應(yīng)力和收縮應(yīng)力過大、以及基礎(chǔ)不均勻沉降的問題。然而,設(shè)置變形縫會受到建筑使用功能的限制,例如,在伸縮縫設(shè)置時,由于建筑使用功能的不可分割性而不能設(shè)置。而且,變形縫的防水防潮問題一直沒得到很好的解決。
2.2設(shè)置混凝土后澆帶
后澆帶,是解決不能設(shè)置伸縮縫時的一種解決方式。后澆帶一般設(shè)計為,在樓層結(jié)構(gòu)剪力較小處留置1米左右寬度的梁板混凝土,在相鄰混凝土完成澆筑一段時間以后,才采用微膨脹混凝土進行澆筑。設(shè)置后澆帶能夠有效地解決不適宜設(shè)置伸縮縫的結(jié)構(gòu)混凝土,澆筑和固化過程的伸縮變形而產(chǎn)生裂縫問題。甚至,后澆帶能解決建筑前期固結(jié)敏感土質(zhì)上的沉降差問題。但是,后澆帶無法解決后期使用過程中,混凝土溫度變形和結(jié)構(gòu)不均勻沉降變形產(chǎn)生裂縫的問題。
2.3設(shè)置混凝土加強帶
因為后澆帶的施工周期較長,有時會影響工期或后續(xù)工序的施工,所以為縮短混凝土施工工期,經(jīng)常采用加強帶代替后澆帶來進行施工。具體做法是:將適量的膨脹劑添加到混凝土中,使混凝土發(fā)生膨脹產(chǎn)生內(nèi)部的預(yù)壓力,這種預(yù)壓力可以抵消溫度應(yīng)力的作用,防止混凝土結(jié)構(gòu)出現(xiàn)裂縫。加強帶能解決一次成型的超長結(jié)構(gòu)的施工問題。但是,加強帶中膨脹劑的摻量控制不好,產(chǎn)生的預(yù)壓力過大或過小也會造成混凝土開裂。其次,由于加強帶需要整層樓板混凝土摻入膨脹劑,導(dǎo)致施工成本有所增加。
2.4完善結(jié)構(gòu)設(shè)計,增加抗裂構(gòu)造措施
在混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計中,采用量多的小直徑配筋比量少的大直徑配筋更有利于抗裂。此外,在一些容易受到溫度影響的樓板中,要采用雙層雙向配筋或配置抗溫度變形鋼筋網(wǎng)片;在水電等其它專業(yè)開洞、穿線管等減弱結(jié)構(gòu)受力的地方,增設(shè)構(gòu)造配筋或增加結(jié)構(gòu)厚度;在容易產(chǎn)生變形集中的板角加設(shè)加強筋;預(yù)應(yīng)力梁及大梁側(cè)邊板厚度適當(dāng)增加且雙層配筋等等。增加構(gòu)造性配筋,雖然會增加建設(shè)成本,但對于控制建筑結(jié)構(gòu)開裂會有明顯的效益。
2.5采用保溫隔熱措施
為避免混凝土結(jié)構(gòu)因溫度應(yīng)力產(chǎn)生裂縫,除了混凝土養(yǎng)護時通過覆蓋及澆水來保持混凝土均勻散熱外,建筑設(shè)計中還設(shè)計屋面保溫層、外墻隔熱層等保溫隔熱措施,來避免日常使用中溫度應(yīng)力對混凝土結(jié)構(gòu)的影響。
2.6采用預(yù)應(yīng)力技術(shù)
無粘結(jié)預(yù)應(yīng)力技術(shù)作為一種抗裂技術(shù),在混凝土結(jié)構(gòu)裂縫控制發(fā)揮著重要的作用。在鋼筋混凝土應(yīng)用中,通過預(yù)應(yīng)力鋼筋張拉而產(chǎn)生較大的預(yù)壓力,可以抵消混凝土收縮時產(chǎn)生的拉應(yīng)力,防止混凝土結(jié)構(gòu)出現(xiàn)裂縫。
結(jié)語:
通過對建筑工程中混凝土結(jié)構(gòu)裂縫的多種成因進行分析,可以發(fā)現(xiàn),引起混凝土出現(xiàn)裂縫的原因主要來自材料和施工環(huán)節(jié)?;炷亮芽p的產(chǎn)生對結(jié)構(gòu)的安全性、適用性和耐久性都有較大影響,必須全面了解裂縫產(chǎn)生的機理,對裂縫采取積極有效的預(yù)防與控制措施,才能保證建筑結(jié)構(gòu)的質(zhì)量。文章提出的幾點措施和建議,加以施工技術(shù)人員的協(xié)調(diào)和配合,同時在科技水平不斷進步和發(fā)展的情況下,相信在不久的將來,混凝土結(jié)構(gòu)的防裂問題會得到很好的解決。
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