鄭州工業(yè)應(yīng)用技術(shù)學(xué)院，河南 新鄭 451100

1 建筑結(jié)構(gòu)發(fā)生裂縫的危害

結(jié)構(gòu)裂縫是房屋建筑工程常見的質(zhì)量問題之一，主要是由于房屋建筑結(jié)構(gòu)應(yīng)力達(dá)到極限值導(dǎo)致結(jié)構(gòu)承載力不足所致，一旦出現(xiàn)裂縫就預(yù)示著建筑結(jié)構(gòu)強(qiáng)度出現(xiàn)問題。具體而言，房到建筑結(jié)構(gòu)出現(xiàn)裂縫的危害主要表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：首先，結(jié)構(gòu)整體強(qiáng)度受到影響。一旦建筑結(jié)構(gòu)出現(xiàn)裂縫，鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)中的鋼筋就會(huì)直接接觸空氣，提高其發(fā)生銹蝕的機(jī)率，削弱鋼筋對結(jié)構(gòu)的支撐作用，主體結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度就會(huì)受到影響。其次，建筑結(jié)構(gòu)的鋼性會(huì)受到破壞。如果不加干預(yù)、整治，建筑結(jié)構(gòu)裂縫的發(fā)展是持續(xù)生的，久而久之會(huì)直接破壞建筑結(jié)構(gòu)的剛度，導(dǎo)致結(jié)構(gòu)發(fā)生變形。最后，建筑結(jié)構(gòu)的抗剪承載力也會(huì)受到影響。裂縫降低了建筑結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度與剛度，隨之而來的結(jié)構(gòu)抗剪承載力也會(huì)減弱，發(fā)展到一定程度結(jié)構(gòu)會(huì)受到毀滅生的破壞［1］。

2 建筑結(jié)構(gòu)發(fā)生裂縫的主要原因

2.1 混凝土結(jié)構(gòu)出現(xiàn)裂縫

我國建筑結(jié)構(gòu)目前仍然采用鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，混凝土材料與其它建筑材料具有較大的膨脹系數(shù)差異，外界環(huán)境的變化會(huì)導(dǎo)致混凝土內(nèi)外的膨脹系數(shù)出現(xiàn)更大差異，混凝土材料熱脹冷縮的性質(zhì)最終造成結(jié)構(gòu)內(nèi)外部受力不均勻，最終導(dǎo)致裂縫發(fā)生。而在混凝土結(jié)構(gòu)后期成型、養(yǎng)護(hù)過程中，如果養(yǎng)護(hù)措施不合理會(huì)加快結(jié)構(gòu)表面的水分流失，結(jié)構(gòu)內(nèi)外的體積收縮力了會(huì)隨之增加，再加之結(jié)構(gòu)內(nèi)部拉應(yīng)力的作用，最終引發(fā)干縮裂縫［2］。由此可見，提高混凝土的抗拉性能是降低干縮裂縫發(fā)生機(jī)率的有效措施。最后，貫穿裂縫?；炷两Y(jié)構(gòu)一旦發(fā)生大范圍形變就極易形在貫穿裂縫，嚴(yán)格意義上講也是由于溫度因素產(chǎn)生的裂縫。混凝土結(jié)構(gòu)在塑形階段產(chǎn)生的彈性模量是與其溫度變化速度成正相關(guān)的，溫度變化越慢，混凝土結(jié)構(gòu)所產(chǎn)生的彈性模量就越小，所產(chǎn)生的應(yīng)力也相對較小。在混凝土內(nèi)部水份蒸發(fā)的過程中，混凝土的體積也會(huì)慢慢發(fā)生收縮，再加之環(huán)境因素、荷載因素等影響，混凝土結(jié)構(gòu)整體都不可避免的發(fā)生應(yīng)力變化，雖然大部分建筑結(jié)構(gòu)的應(yīng)力變化都控制在允許范圍內(nèi)，但是一旦超出這一范圍就會(huì)形成貫穿裂縫［3］。

2.2 施工不合理或原材料質(zhì)量不合格

施工質(zhì)量會(huì)對房屋建筑工程的整體質(zhì)量產(chǎn)生決定性影響，如果施工過程中未嚴(yán)格按照施工標(biāo)準(zhǔn)、施工規(guī)范進(jìn)行操作，或者技術(shù)管理人員未對各個(gè)隱蔽工程進(jìn)行全面、嚴(yán)格的監(jiān)督，就有可能會(huì)由于不合理的施工措施導(dǎo)致裂縫產(chǎn)生。比如施工過程中上層鋼筋已經(jīng)綁扎完畢，仍然隨意踩踏，就會(huì)直接影響到鋼筋結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性。原材料質(zhì)量也是導(dǎo)致房屋建筑工程出現(xiàn)裂縫的重要因素，尤其是混凝土原材料，且鋼筋與混凝土?xí)ハ嘤绊?，上文中說到，結(jié)構(gòu)內(nèi)部拉應(yīng)力過大就會(huì)導(dǎo)致裂縫發(fā)生，因此在選擇混凝土原材料時(shí)，一定要嚴(yán)格按照施工管理質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行，從源頭上嚴(yán)格預(yù)防裂縫的產(chǎn)生［4］。

2.3 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(chǎn)品的體積越來越大，地基所承受的負(fù)荷也越來越高，如果地基軟土層處理不當(dāng)，或地下水過度開采，或者設(shè)計(jì)不合理，比如未充分考慮地基的土質(zhì)及自身的彈性模量，這些因素就會(huì)導(dǎo)致地基出現(xiàn)不均勻沉降，地基的不均勻沉降會(huì)直接影響到地基的穩(wěn)定度及承載能力，沉降幅度過大就會(huì)導(dǎo)致建筑結(jié)構(gòu)出現(xiàn)裂縫。由于地基不均勻沉降而引起的裂縫會(huì)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(shí)間的延長，如果地基裂縫得不到及時(shí)處理，裂縫會(huì)以肉眼可見的速度越來越大，最終損毀建筑的整體結(jié)構(gòu)。

3 建筑結(jié)構(gòu)裂縫問題的預(yù)防及處理

3.1 科學(xué)設(shè)計(jì)房屋建筑結(jié)構(gòu)

首先，保證均衡的結(jié)構(gòu)受力。在工程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)階段，設(shè)計(jì)人員要對建筑所在地進(jìn)行實(shí)地考察，采集第一手資料，特別是建筑結(jié)構(gòu)的受力設(shè)計(jì)是整個(gè)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的重中之重，設(shè)計(jì)師更需要詳實(shí)、準(zhǔn)確、精確的數(shù)據(jù)支撐。結(jié)構(gòu)受力設(shè)計(jì)要堅(jiān)持整體性的原則，把握基本的受力原理，明確建筑結(jié)構(gòu)內(nèi)部效應(yīng)與外部效應(yīng)，合理應(yīng)用構(gòu)件抵御外力干擾，提高建筑結(jié)構(gòu)抵抗變形的能力，改善建筑結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性及鋼度，避免由于建筑結(jié)構(gòu)受力不均衡而出現(xiàn)的裂縫問題。其次，優(yōu)化混凝土結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)。房屋建筑結(jié)構(gòu)中某些部位出現(xiàn)裂縫的機(jī)率要高于其它部位，因此要著重加強(qiáng)這部分的混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。比如構(gòu)件設(shè)計(jì)要采用高強(qiáng)度鋼筋混凝土；或者地基沉降產(chǎn)生的附加應(yīng)力也會(huì)引起裂縫問題，此時(shí)可以結(jié)合勘察數(shù)據(jù)優(yōu)化鋼筋結(jié)構(gòu)方案。最后，優(yōu)化預(yù)應(yīng)力結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。預(yù)應(yīng)力結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)需要充分考慮到建筑的預(yù)應(yīng)力、幾何結(jié)構(gòu)、鋼筋結(jié)構(gòu)等多個(gè)因素。比如在平面布置建筑結(jié)構(gòu)時(shí)，要保證平面的規(guī)則性，如果平面中不可避免的存在凹凸口，則需要加厚周邊的樓板，提高配筋強(qiáng)度，也可以在邊緣部位設(shè)置拉梁，以保證結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性。合理控制整個(gè)建筑結(jié)構(gòu)的長度，如果有必要可在下梁與樓板之間的三分之一處設(shè)置后澆帶，注意隔開帶內(nèi)混凝土與帶外混凝土。如果建筑工程對于結(jié)構(gòu)整體的長度有特殊要求，則要分析可能發(fā)生變形縫的情況，在對應(yīng)結(jié)構(gòu)部位設(shè)置后澆帶或沉降縫，減少裂縫發(fā)生的機(jī)率。

3.2 優(yōu)化混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及施工

首先，施工時(shí)要制定合理的施工方案，提高水泥的應(yīng)用效率及效果。溫度是導(dǎo)致混凝土結(jié)構(gòu)出現(xiàn)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(fā)生機(jī)率，提高結(jié)構(gòu)的整體質(zhì)量。水泥在水化過程中由于熱量散失，大量的熱量會(huì)聚集于水泥內(nèi)部，提高混凝土的溫度應(yīng)力，因此要在混凝土施工前制定合理的施工方案，合理應(yīng)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?xí)r要盡量減少高溫作業(yè)，特別是大面積混凝土結(jié)構(gòu)，需要采用合理的降溫措施，以減少溫度裂縫的發(fā)生。再次，嚴(yán)格控制混凝土原材料的質(zhì)量。在選擇原材料時(shí)，要分析其產(chǎn)地、設(shè)計(jì)要求、結(jié)構(gòu)受力荷載、環(huán)境溫度等各種因素，嚴(yán)格設(shè)計(jì)混凝土配合比，嚴(yán)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(xiàn)開裂問題，可視實(shí)際情況適當(dāng)添加外加劑。其四，合理選擇混凝土強(qiáng)度等級。目前我國的房屋建筑工程整體結(jié)構(gòu)仍以鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)為主，因此要合理確定各個(gè)結(jié)構(gòu)的混凝土強(qiáng)度等級，比如樓板與梁、柱與墻體需要采用同等級的混凝土，以保證建筑結(jié)構(gòu)的安全性與穩(wěn)定性。最后，提高配筋設(shè)計(jì)的科學(xué)性?；炷羶?nèi)部配筋的主要作用是提高建筑結(jié)構(gòu)的抗變形能力，預(yù)防混凝土結(jié)構(gòu)出現(xiàn)開裂問題。建筑配筋設(shè)計(jì)一般采用雙層雙向通長的形式，既可以控制裂縫出現(xiàn)，還可以提高梁板的強(qiáng)度與穩(wěn)定性。

3.3 裂縫處理措施

一旦出現(xiàn)裂縫，需要采用及時(shí)、有效的處理，避免裂縫進(jìn)一步發(fā)展，對建筑整體結(jié)構(gòu)產(chǎn)生不良影響。常用的裂縫處理方法包括表面涂抹法、充填法、灌漿法等幾種。其中表面涂抹法是指結(jié)構(gòu)出現(xiàn)裂縫后直接涂抹聚氨酚等高分子防水材料，該方法對結(jié)構(gòu)表面要求較高，并要求結(jié)構(gòu)表面具有良好的干燥條件及清潔條件。充填法就是向裂縫內(nèi)部填充速凝堵水劑等材料，填補(bǔ)過程中要注意分層壓抹，以保證良好的封閉效果。灌漿法主要是利用儀器將修補(bǔ)材料灌入結(jié)構(gòu)內(nèi)部裂縫，以達(dá)到封閉裂縫的目的；常用的灌漿材料包括環(huán)氧樹脂類材料、丙凝、氰凝等，需要根據(jù)實(shí)際情況合理選擇。