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        建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計裂縫成因及對策

        2021-01-04 13:29:32徐健
        科海故事博覽·下旬刊 2021年12期
        關(guān)鍵詞:質(zhì)量控制

        徐健

        摘 要 我國建筑行業(yè)發(fā)展至今,其建設(shè)技術(shù)和建設(shè)規(guī)模已經(jīng)遠(yuǎn)超其它發(fā)展中國家,直追發(fā)達(dá)國家水平。目前,隨著城鎮(zhèn)化的擴(kuò)大,各種建筑工程興起并呈現(xiàn)蓬勃發(fā)展之勢。在這一時代背景下,如何減少裂縫問題的發(fā)生概率,既是亟待解決的首要問題,也是提高人們居住水平的必然要求。建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計是建筑施工的前提,由于涉及內(nèi)容較多,容易出現(xiàn)施工質(zhì)量問題,甚至出現(xiàn)重大安全事故。其中,裂縫問題是一個多年困擾建筑工作人員的難題,嚴(yán)重威脅著建筑物的安全。而根據(jù)權(quán)威數(shù)據(jù)顯示,在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計階段會經(jīng)常出現(xiàn)裂縫問題,嚴(yán)重威脅人們的生命及財產(chǎn)安全。因此,設(shè)計單位、施工部門必須充分認(rèn)識解決裂縫問題的重要意義,并且結(jié)合工程實(shí)際制定科學(xué)合理的裂縫防治措施。

        關(guān)鍵詞 建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計 裂縫成因 質(zhì)量控制

        中圖分類號:TU2 文獻(xiàn)標(biāo)識碼:A 文章編號:1007-0745(2021)12-0057-02

        隨著我國經(jīng)濟(jì)建設(shè)的快速發(fā)展,人們生活水平的提高,使得我國居民對于居住環(huán)境和工作環(huán)境的要求與日俱增。建筑物產(chǎn)生的裂縫與建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計有必然的聯(lián)系,因此,要解決裂縫問題,必須對建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計進(jìn)行分析。隨著人們生活水平的提高,對建筑質(zhì)量也提出了更高的要求。當(dāng)前,建筑裂縫問題很常見,不僅對建筑物的使用產(chǎn)生一定的影響,甚至威脅到了人們的生命安全,所以在進(jìn)行建筑設(shè)計時,必須保證其合理性。

        1 建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計裂縫成因

        1.1 地基變形

        地基變形是導(dǎo)致房屋建筑工程中出現(xiàn)結(jié)構(gòu)裂縫的重要原因[1],地基變形裂縫既是一類最為常見的裂縫形式,又最具特殊性,因其易形成多種變形種類,導(dǎo)致控制與處理難度增大。此類裂縫形成的主要原因是工程建設(shè)前期準(zhǔn)備與規(guī)劃實(shí)踐中,未能對于各項(xiàng)關(guān)鍵因素進(jìn)行系統(tǒng)全面的考慮,因而所得到的數(shù)據(jù)存在誤差,未能準(zhǔn)確掌握土質(zhì)結(jié)構(gòu)承載力,造成地基容易出現(xiàn)變形,進(jìn)而導(dǎo)致裂縫形成。

        1.2 溫差較大

        在建筑施工的過程中,大體積混凝土生成的大量水熱化等溫度變化,易導(dǎo)致溫度裂縫的產(chǎn)生。我國大部分房屋建筑都是由混凝土和砌體構(gòu)成的,在澆筑的硬化過程中很容易受到水化熱的影響,短時間內(nèi)易造成混凝土溫度過高,而砌體溫度未發(fā)生改變,這種溫差在一定程度上造成了裂縫[2]。我國當(dāng)前使用混凝土的線性膨脹系數(shù)是有一定規(guī)定的,當(dāng)混凝土內(nèi)外溫度差別較大時就會產(chǎn)生壓應(yīng)力,之后產(chǎn)生拉應(yīng)力,當(dāng)拉應(yīng)力超過混凝土的抗壓極限時就會產(chǎn)生裂縫。

        1.3 收縮裂縫

        收縮裂縫在混凝土裂縫中占有較大比例,一般包括以下幾種裂縫類型:一是膠凝裂縫。水泥在凝固過程中會發(fā)生固化,使水泥膠體體積明顯變小,引發(fā)混凝土產(chǎn)生自主收縮的現(xiàn)象,這種現(xiàn)象貫穿于水泥固化的全過程;二是干燥裂縫。在混凝土振搗過程中,引發(fā)混凝土內(nèi)部的游離水溢出,在混凝土表面產(chǎn)生收縮現(xiàn)象,隨著混凝土靜置時間的增加,游離水持續(xù)揮發(fā),引發(fā)混凝土表層收縮,造成混凝土體積不斷減少。在振搗后會發(fā)生泥土離析現(xiàn)象,引起混凝土表層收縮速度加快,從而引發(fā)干燥裂縫;三是碳化收縮裂縫。由于混凝土所含的二氧化碳和氧化鈣發(fā)生化學(xué)反應(yīng),其化學(xué)產(chǎn)物碳酸鈣會造成混凝土體積變小,從而產(chǎn)生裂縫。

        2 建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計裂縫對策

        2.1 建筑工程結(jié)構(gòu)裂縫控制措施

        為了緩解建筑結(jié)構(gòu)外層裂紋問題,提出從質(zhì)量層面對此開展控制研究。在此過程中,應(yīng)首先考慮溫度對建筑結(jié)構(gòu)的影響。例如,在選擇建筑主體結(jié)構(gòu)施工材料方面,應(yīng)優(yōu)先選擇質(zhì)量較高的混凝土材質(zhì),并選擇市場信譽(yù)度與綜合評價較好的供貨商[3]。在使用混凝土施工過程中,應(yīng)提前準(zhǔn)備好緩蝕劑等多種摻于混凝土中的化學(xué)試劑,致力于通過化學(xué)試劑的應(yīng)用來改善混凝土的綜合性能,并在條件允許的情況下,適當(dāng)降低混凝土在建筑結(jié)構(gòu)施工中的使用量,避免混凝土性能不穩(wěn)定對建筑結(jié)構(gòu)整體造成威脅。為了進(jìn)一步改善混凝土的性能,可采用在攪拌的混凝土中加入粉煤灰的方式,降低混凝土水化熱反應(yīng)。同時,需要結(jié)合混凝土建筑工程結(jié)構(gòu)要求,選擇優(yōu)化的骨料代替?zhèn)鹘y(tǒng)施工材料,通過此種方式實(shí)現(xiàn)對混凝土結(jié)構(gòu)整體抗壓能力的提升。在控制墻體裂縫過程中,需要重視對墻體的后期保養(yǎng)與保濕工作。例如,在基礎(chǔ)土木建筑工程中,可在完成施工后的相關(guān)環(huán)節(jié)中陸續(xù)對拆模的構(gòu)件進(jìn)行回填處理,避免由于建筑結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性突發(fā)降低導(dǎo)致墻體出現(xiàn)裂紋。在工程實(shí)踐實(shí)施的過程中,應(yīng)注意此步驟行為的實(shí)施仍需要改善,在條件允許的情況下,可采用降低混凝土熱量散發(fā)的發(fā)生,降低建筑結(jié)構(gòu)內(nèi)部與外部溫度差,避免由于應(yīng)力過于集中導(dǎo)致的建筑結(jié)構(gòu)綜合性能下降。

        2.2 加強(qiáng)材料選擇與質(zhì)量控制

        在對裂縫進(jìn)行控制和處理的過程中,必須注意合理選擇材料,避免引入質(zhì)量不合格的材料導(dǎo)致出現(xiàn)適得其反的控制效果。首先,需要對材料供應(yīng)商的資質(zhì)進(jìn)行全方位的審核,確保其資質(zhì)與材料及時供給能力后方可與其進(jìn)行簽約,應(yīng)重視在合同中詳細(xì)規(guī)定責(zé)任追究細(xì)節(jié),進(jìn)一步增強(qiáng)材料質(zhì)量控制實(shí)效性。其次,在材料正式進(jìn)入房屋建筑工程施工現(xiàn)場前,工作人員需要對其進(jìn)行再次檢測,確保其質(zhì)量和安全性達(dá)到相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)要求。在這一環(huán)節(jié),尤其需要對于水泥這一澆筑混凝土的關(guān)鍵材料進(jìn)行嚴(yán)格檢測,認(rèn)真審核相關(guān)檢驗(yàn)報告,確保其處在保質(zhì)期內(nèi),并對其成分進(jìn)行檢測[4],嚴(yán)格杜絕內(nèi)含硅酸鹽成分的水泥進(jìn)入施工現(xiàn)場。在選擇沙石材料前,需要根據(jù)水泥的選用情況進(jìn)行確定,并根據(jù)水泥的使用劑量合理確定比例,從而提高混凝土的配比質(zhì)量,有效防止裂縫的出現(xiàn)。

        2.3 溫度變化裂縫控制

        對于溫度變化引起的裂縫,相關(guān)人員需要采取以下措施對其進(jìn)行控制:1.預(yù)防管理。管理人員必須嚴(yán)格控制施工全過程,在管理工作中,必須積極落實(shí)裂縫部位的設(shè)計和管理。在施工管理過程中,相關(guān)人員必須嚴(yán)格檢查規(guī)劃內(nèi)容與材料質(zhì)量,結(jié)合工程實(shí)際需要,選擇合適的保溫層材料,避免因建筑物內(nèi)部與外部溫差過大而出現(xiàn)裂縫現(xiàn)象;2.施工控制。在施工階段混凝土的凝固時間較長,因此,相關(guān)人員需要優(yōu)先采用低水熱化的水泥,并且根據(jù)施工現(xiàn)場溫度選擇最合理的混凝土攪拌措施,從而有效防止產(chǎn)生溫差裂縫。

        2.4 粘剛、碳纖維加固法

        該技術(shù)使用粘結(jié)劑,把粘剛或者碳纖維與裂縫進(jìn)行緊密粘結(jié),從而提升混凝土結(jié)構(gòu)的承載力,這種技術(shù)具有對施工場地空間要求低、加固效果良好、施工時間短、工藝簡單等優(yōu)點(diǎn),在混凝土裂縫修補(bǔ)工程中得到廣泛應(yīng)用。其中,粘結(jié)質(zhì)量的高低決定了裂縫修補(bǔ)的效果。具體包括以下流程:一是表面處理。表面處理是該加固法中的重要工序,首先使用毛刷、清潔劑等工具對混凝土表面油污進(jìn)行清潔。其次利用打磨機(jī)打磨2-3毫米粘合面,然后清除粘合面上的粉粒,并進(jìn)行擦拭,再次使用鋼絲刷進(jìn)行二次清潔,最后使用毛刷和清潔劑進(jìn)行二次清洗;二是進(jìn)行涂膠處理。建筑結(jié)構(gòu)膠配置要嚴(yán)格依照配比和攪拌程序進(jìn)行,確保結(jié)構(gòu)膠色澤均勻、流動適中;三是把結(jié)構(gòu)膠均勻涂抹在混凝土新面,并反復(fù)刮抹,確保結(jié)構(gòu)膠充分滲透和浸潤,在涂抹方法上要遵照中間厚邊緣薄的原則,涂抹厚度保持在1-3毫米,最后把鋼板貼在裂縫位置;四是進(jìn)行固定和加壓。一般采用膨脹螺栓和卡具進(jìn)行固定措施,并有效控制加壓量,確保膠液保持在最佳位置;五是在20度的環(huán)境下進(jìn)行固化,一般需要24小時;六是進(jìn)行質(zhì)量檢驗(yàn),一般采用小錘擊打鋼板,確認(rèn)結(jié)構(gòu)膠硬化程度,通過肉眼觀察鋼板邊緣結(jié)構(gòu)膠色澤,以確認(rèn)結(jié)構(gòu)膠的密實(shí)程度;七是依據(jù)施工要求,采用防腐涂料,對粘合面進(jìn)行防腐處理。

        2.5 防治地基不勻

        在建筑過程中,對地基不均勻的現(xiàn)象應(yīng)該及時地開展調(diào)查,在設(shè)計之前對地質(zhì)勘查工作進(jìn)行相關(guān)的研究,根據(jù)地質(zhì)報告來進(jìn)行工程圖紙的設(shè)計。對于一些比較繁瑣的地質(zhì)結(jié)構(gòu),應(yīng)該在地基開挖后對地基軟弱部分進(jìn)行處理。在進(jìn)行地基加固時,還應(yīng)該結(jié)合上部結(jié)構(gòu)對多方面的情況進(jìn)行考察,最后確定高效率、經(jīng)濟(jì)性的整體方案。在上部結(jié)構(gòu)修改中,可以對建筑物體的體型進(jìn)行改變,斷開建筑物基礎(chǔ),實(shí)現(xiàn)其自由沉降,避免產(chǎn)生裂縫。但是在設(shè)置沉降縫時,還應(yīng)該根據(jù)相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定來進(jìn)行,此外還應(yīng)避免沉降縫中落入雜物。

        2.6 做好相關(guān)養(yǎng)護(hù)工作

        養(yǎng)護(hù)過程中可以運(yùn)用蒸汽養(yǎng)護(hù)方式,將混凝土構(gòu)件置于蒸汽與空氣的混合飽和環(huán)境中養(yǎng)護(hù),為實(shí)現(xiàn)其快速硬化創(chuàng)造良好條件。運(yùn)用蒸汽養(yǎng)護(hù)方式時,要控制時間、溫度、養(yǎng)護(hù)濕度,室內(nèi)與室外溫差最好不超過20%。養(yǎng)護(hù)可以采取分階段方式進(jìn)行,進(jìn)而有效控制混凝土裂縫問題。也可以運(yùn)用自然養(yǎng)護(hù)方式,就是使溫度處于常溫狀態(tài)下,對混凝土進(jìn)行養(yǎng)護(hù)工作。一般情況下,平均溫度需高于5℃,在常溫狀態(tài)下需適當(dāng)展開澆水工作,保證混凝土在規(guī)定時間內(nèi)具有足夠濕度。養(yǎng)護(hù)初期,水泥發(fā)生水化速度較快需保證水分充足。一般情況下,混凝土養(yǎng)護(hù)時間約為14d,當(dāng)處于雨雪天氣時,需搭設(shè)防護(hù)措施遮蓋混凝土表面,保證室內(nèi)與室外溫差不會過大,同時完善混凝土建筑的排水設(shè)施,防止雨水侵蝕混凝土建筑。開展混凝土養(yǎng)護(hù)工作時,可以運(yùn)用蓋棉、澆水等多種方式減小溫差,降低裂縫產(chǎn)生概率。

        3 結(jié)語

        綜上所述,裂縫主要由荷載、溫度變化、地基不均勻沉降等因素引起,相關(guān)單位在設(shè)計與施工過程中,必須結(jié)合工程的實(shí)際特點(diǎn),根據(jù)相關(guān)理論,科學(xué)地制定解決裂縫問題的方法和措施。只有采取以上措施,才能降低裂縫的出現(xiàn)概率,提高建筑物強(qiáng)度,實(shí)現(xiàn)企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益的最大化。

        參考文獻(xiàn):

        [1] 徐鋒.建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計出現(xiàn)裂縫的原因及對策探討[J].城市建設(shè)理論研究(電子版),2020(01):27.

        [2] 宿坤,宋佳.建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計出現(xiàn)裂縫的原因及對策研究[J].中國房地產(chǎn)業(yè),2019(12):178.

        [3] 夏濤.建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計出現(xiàn)裂縫的原因及對策研究[J].工程技術(shù)研究,2019,04(12):24-25.

        [4] 馬圣超.建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計出現(xiàn)裂縫的原因及對策研究[J].居舍,2019(03):15.

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