張于程

摘要：在社會科技與經(jīng)濟(jì)飛速進(jìn)步的背景下，建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計與施工技術(shù)也得到了革新和發(fā)展。但在實(shí)際施工的過程中發(fā)現(xiàn)，有一些建筑結(jié)構(gòu)很容易產(chǎn)生裂縫，對建筑物的質(zhì)量和安全性產(chǎn)生了較大影響。需要引起設(shè)計人員和施工單位關(guān)注，共同克服建筑體裂縫的產(chǎn)生。因此，本文將系統(tǒng)性地介紹結(jié)構(gòu)裂縫的主要概念和在施工過程中產(chǎn)生結(jié)構(gòu)裂縫的主要原因和有效的控制措施。

關(guān)鍵詞：結(jié)構(gòu)設(shè)計;構(gòu)件裂縫;控制措施

隨著建筑體的功能性越來越復(fù)雜，在結(jié)構(gòu)設(shè)計上也呈現(xiàn)出了多樣化的態(tài)勢。在實(shí)際設(shè)計的過程中，必須結(jié)合建筑體的使用需求和地質(zhì)結(jié)構(gòu)狀況展開工作，提升設(shè)計方案中的科學(xué)性與合理性，盡量避免建筑體產(chǎn)生結(jié)構(gòu)設(shè)計裂縫。常見的建筑體裂縫主要是在用混凝土澆筑施工的位置上產(chǎn)生，由于混凝土在干燥硬化的過程中受外界環(huán)境影響干擾較大。設(shè)計人員與施工單位必須予以重視，明確克服建筑體產(chǎn)生結(jié)構(gòu)裂縫的重要性，確保建筑物的質(zhì)量與安全性。

1 建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計裂縫概述

建筑體產(chǎn)生結(jié)構(gòu)裂縫會給建筑體本身的質(zhì)量安全產(chǎn)生較大影響，也會引發(fā)在施工中的一系列問題，必須引起設(shè)計人員和施工單位的重視，加強(qiáng)優(yōu)化工程方案，確保建筑體使用壽命。首先，混凝土結(jié)構(gòu)是建筑工程設(shè)計和施工中主要的承重主體之一，產(chǎn)生開裂等問題會直接破壞建筑體的受力情況，導(dǎo)致結(jié)構(gòu)強(qiáng)度降低，更容易受到地震等災(zāi)害的影響^[1]?；炷亮芽p問題是會隨著使用時間增加而逐漸加劇的，開裂的尺寸會逐漸變大，在進(jìn)行修復(fù)時也更加復(fù)雜，難以確保達(dá)到原有的水平。一些設(shè)計不合理的情況會導(dǎo)致混凝土結(jié)構(gòu)受到的外力作用增強(qiáng)，在長期使用的過程中，混凝土的強(qiáng)度在逐漸下降，可能會引發(fā)原有結(jié)構(gòu)的破壞。

2 建筑結(jié)構(gòu)裂縫的成因

2.1 混凝土水化熱

混凝土在施工之前需要進(jìn)行原材料的調(diào)配，和水按照一定的比例進(jìn)行充分的攪拌靜置后才能夠參與澆筑施工。常見的混凝土原材料包括水泥，這是一種在和水接觸后會發(fā)生熱化反應(yīng)的原料，導(dǎo)致配備好的混凝土溫度高于外界溫度。此時如果直接將攪拌好的混凝土倒?jié)仓＞咧校瑫?dǎo)致內(nèi)部的混凝土無法有效降溫仍然保持著較為濕軟的狀態(tài)，而外層的混凝土在風(fēng)干作用之下快速凝結(jié)硬化，軟弱的內(nèi)部混凝土無法承受外層混凝土的重力作用，很容易引發(fā)混凝土向內(nèi)陷^[2]。由于混凝土水化熱的存在，給其在施工過程中的干燥硬化環(huán)節(jié)帶來了更多的麻煩，增加的混凝土澆筑施工產(chǎn)生結(jié)構(gòu)裂縫的概率。作為現(xiàn)場管理人員，必須重視對混凝土的工程建設(shè)，提升建筑體的施工質(zhì)量。

2.2 結(jié)構(gòu)變形裂縫

混凝土在干燥硬化的過程中出現(xiàn)結(jié)構(gòu)變形的概率較大。首先，混凝土的負(fù)載能力較強(qiáng)，但是必須要經(jīng)過合理的受力分析，確保力的平衡與均勻。在房屋建筑中，多數(shù)材料都是采用鋼筋混凝土，由于現(xiàn)在結(jié)構(gòu)型式越來越復(fù)雜，構(gòu)件的傳力路徑不太明確，如果沒有進(jìn)行科學(xué)的受力分析，對構(gòu)件的受力狀態(tài)分析清楚而采取有效的截面和配筋，在施工時就很容易產(chǎn)生開裂情況，嚴(yán)重者還會對房屋的建筑質(zhì)量造成影響。其次，在混凝土的施工時都需通過模板支撐澆筑，其建設(shè)質(zhì)量和模板的搭建有很大關(guān)聯(lián)。一些工程結(jié)構(gòu)的模板會受到相關(guān)聯(lián)結(jié)構(gòu)的影響而出現(xiàn)變形，引發(fā)混凝土在干燥硬化過程中產(chǎn)生不穩(wěn)定的情況。這種因?yàn)槭┕み^程中受到力的變化也會引起混凝土的開裂。

2.3 施工及環(huán)境因素

混凝土早期強(qiáng)度提升很快，硬化過程中需要保持足夠的水分，這就對養(yǎng)護(hù)提出了要求。而養(yǎng)護(hù)與天氣及環(huán)境的關(guān)系非常密切，施工單位因?yàn)楦鞣N原因，比如工期要求，往往忽視環(huán)境的變化，而采取一層不變的措施。殊不知由于環(huán)境的變化，混凝土表里的溫差不同以及空氣中的水分不同，導(dǎo)致混凝土早期硬化過程中所需要的水分補(bǔ)充不同。比如夏季施工，由于氣溫高，水分蒸發(fā)很快，如不能及時補(bǔ)充，就無法滿足混凝土硬化所需要的水分，導(dǎo)致混凝土產(chǎn)生裂縫，冬季施工，雖然空氣中水分蒸發(fā)很慢，但由于環(huán)境溫度低，如不采取保養(yǎng)措施，可能導(dǎo)致混凝土中水分結(jié)冰，致使混凝土產(chǎn)生凍傷而形成裂縫。所以，施工時早期的養(yǎng)護(hù)不到位往往也是混凝土產(chǎn)生裂縫的原因。

3 控制建筑裂縫產(chǎn)生的有效措施

3.1 控制施工建材

合理使用不同強(qiáng)度等級的混凝土原材料是確保不會產(chǎn)生建筑結(jié)構(gòu)裂縫的重要前提。首先，根據(jù)建設(shè)需求的不同，選擇的混凝土品質(zhì)也有一定差異。如建筑的樓板等可以選擇中等強(qiáng)度的建材，但承重梁、樁體等都需要使用較高強(qiáng)度的建材，但直接接觸的結(jié)構(gòu)混凝土的強(qiáng)度差異不能過大，否則可能會出現(xiàn)結(jié)合性差的問題。針對這一現(xiàn)狀，設(shè)計人員需要合理選擇建筑體內(nèi)的混凝土原材料，確保實(shí)際使用的需求。^[3]。其次，為了減少和控制混凝土因?yàn)闇囟茸兓a(chǎn)生的裂縫，需要在進(jìn)行混凝土建材采購時，可以選擇適當(dāng)添加部分粉煤灰，減少水化熱情況的出現(xiàn)。在混合混凝土原材料時要確保均勻性，充分?jǐn)嚢韬笤龠M(jìn)行澆筑施工?；炷猎诟稍镉不瘯r要保持內(nèi)外水分散失的一致性，可以在其表面進(jìn)行噴水或覆蓋保護(hù)薄膜，維持混凝土的濕潤程度，防止出現(xiàn)結(jié)構(gòu)性的塌陷開裂問題。

3.2 優(yōu)化力學(xué)結(jié)構(gòu)

建筑體的結(jié)構(gòu)設(shè)計是施工建設(shè)的重要參考，設(shè)計人員必須對方案中的結(jié)構(gòu)進(jìn)行布置不斷優(yōu)化，確保其科學(xué)性與合理性，盡量做到傳力路徑明確簡單，減少因?yàn)榛炷潦芰Σ缓侠矶a(chǎn)生開裂的情況。對不同的部位，采用不同的配筋要求，如在一些受力或跨度較大的部位、大板角部部位、房屋端開間等，適當(dāng)提高構(gòu)件的配筋率，或在混凝土中增加一些高密度的加固材料等^[4]。另外，在進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計時，設(shè)計人員還必須充分考慮到地基沉降差異等給建筑體帶來的影響，增加建筑體的韌性和抗震能力，使其能夠減少在使用過程中產(chǎn)生開裂的概率。在設(shè)計建筑體時要根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行內(nèi)部力學(xué)結(jié)構(gòu)的優(yōu)化，如在主要承重的梁體等位置，多使用一些高強(qiáng)度的致密型混凝土材料，可以在墻體外層使用掛網(wǎng)技術(shù)才控制墻面開裂等。

3.3 強(qiáng)化施工控制

鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)在施工過程中，應(yīng)加強(qiáng)支撐體系的建立，尤其是大跨度梁板部位，應(yīng)確保支撐系統(tǒng)的穩(wěn)定性，不至于因支撐體系的變形導(dǎo)致結(jié)構(gòu)構(gòu)件產(chǎn)生裂縫。混凝土澆筑后，在早期的硬化過程中，應(yīng)加強(qiáng)養(yǎng)護(hù)，根據(jù)季節(jié)和天氣條件，采取對應(yīng)的措施。冬季施工，應(yīng)及時采用草包覆蓋等，防止混凝土凍裂;夏季施工，由于氣溫高，水分揮發(fā)快，應(yīng)定時濕水，降低混凝土硬化過程中產(chǎn)生的水化熱。施工過程的控制，對控制構(gòu)件減少混凝土裂縫的產(chǎn)生具有顯著效果，事實(shí)證明，實(shí)際工程中，大部分混凝土構(gòu)件的早期裂縫都是養(yǎng)護(hù)不到位而產(chǎn)生的。

4 結(jié)語

總之，混凝土材料在混合攪拌的過程中會因?yàn)榕c水發(fā)生反應(yīng)而向外界釋放熱量，當(dāng)其在澆筑后冷卻凝固時會因?yàn)閮?nèi)外溫差過大而出現(xiàn)內(nèi)陷式裂縫，影響混凝土結(jié)構(gòu)的承重能力。鋼筋與混凝土結(jié)構(gòu)中，鋼筋受到空氣中氧氣與水分的影響會產(chǎn)生腐蝕，導(dǎo)致鋼筋內(nèi)部結(jié)構(gòu)疏松，引發(fā)與混凝土結(jié)合處縫隙逐漸擴(kuò)大。建筑體的設(shè)計過程較為復(fù)雜，有時會因?yàn)橐恍┝W(xué)結(jié)構(gòu)的處理不當(dāng)而引發(fā)結(jié)構(gòu)變形或局部受力不平衡現(xiàn)象，引發(fā)建筑結(jié)構(gòu)產(chǎn)生撕裂情況，施工控制不到位，也會大量導(dǎo)致混凝土早期裂縫的產(chǎn)生，嚴(yán)重破壞建筑物體的安全性與穩(wěn)定性。

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