秦愛(ài)元

（國(guó)策眾合（北京）建筑工程設(shè)計(jì)有限公司（晉城太行分公司），山西 晉城 048000）

城市化步伐的加快，給我國(guó)建筑工程帶來(lái)一定發(fā)展空間，隨著規(guī)模的增大，卻日益暴露出很多問(wèn)題，建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)出現(xiàn)的裂縫，就是其中之一，受施工工藝及水平等因素的影響，往往會(huì)對(duì)工程質(zhì)量造成不利。因此，現(xiàn)代社會(huì)發(fā)展視域下，就要重視建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中產(chǎn)生的裂縫分析，結(jié)合施工現(xiàn)實(shí)情況，優(yōu)化結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)工作，提升施工整體質(zhì)量。

1 建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)裂縫的主要類(lèi)型

現(xiàn)階段，建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)裂縫主要包含以下幾種類(lèi)型。

1）塑性收縮裂縫。此種裂縫類(lèi)型比較常見(jiàn)（如圖1所示），重點(diǎn)是因?yàn)槭┕と狈侠硇院鸵?guī)范性，對(duì)于大部分塑性收縮裂縫，具有多樣性。裂縫之間距離，相對(duì)而言比較廣泛，尤其是最小的，僅僅只有零點(diǎn)幾毫米，而間距最大的可能會(huì)有1mm。施工初期，裂縫表現(xiàn)不是很明顯，時(shí)間一長(zhǎng)，就會(huì)發(fā)展成連續(xù)性裂縫，想要控制和預(yù)防此類(lèi)裂縫問(wèn)題，對(duì)于施工作業(yè)人員，就要重視“水泥”和“混凝土水膠比”應(yīng)用量。若是面臨大風(fēng)且高溫環(huán)境施工情況，則需要有效控制施工質(zhì)量，確保其與實(shí)際施工要求相符合[1]。

圖1 塑性收縮裂縫圖

2）塑性沉降裂縫，在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)當(dāng)中，該類(lèi)裂縫出現(xiàn)次數(shù)較多（如圖2所示），通過(guò)仔細(xì)觀察，我們可以發(fā)現(xiàn)其具有一定特征，就是兩邊窄和中間寬，形狀與梭型比較類(lèi)似。一般情況下，這種裂縫會(huì)發(fā)生在建筑梁板和變截面以及梁柱的交匯位置，從深度方面講，可以直接到達(dá)鋼筋表面。塑性沉降裂縫的進(jìn)一步控制和預(yù)防，對(duì)施工作業(yè)人員具有很高要求，既要控制坍落度和水灰比，還要關(guān)注砂率，只有考慮以上因素，才能對(duì)其進(jìn)行有效控制。若是施工中使用的是截面間距較大構(gòu)件，應(yīng)在較深位置開(kāi)展?jié)仓ぷ?，靜置相應(yīng)時(shí)間后，確保沉降穩(wěn)定性，之后和上部界面層一起澆筑。還需格外關(guān)注，對(duì)保護(hù)層厚度進(jìn)行有效控制[2]。

圖2 塑性沉降裂縫

3）溫度應(yīng)力裂縫。對(duì)于溫度應(yīng)力裂縫來(lái)說(shuō)，指的是受外界不良因素影響，使得建筑結(jié)構(gòu)產(chǎn)生裂縫問(wèn)題。混凝土澆筑施工過(guò)程中，一般要花費(fèi)很長(zhǎng)時(shí)間，加上晝夜溫差和室內(nèi)外溫度差的影響，使得混凝土內(nèi)外散熱均勻性不足，從而影響混凝土澆筑作業(yè)。在強(qiáng)度方面，溫差拉應(yīng)力如果大于混凝土本身可以承載的拉應(yīng)力，就會(huì)產(chǎn)生溫度應(yīng)力裂縫。從表面看，雖說(shuō)此種裂縫不是特別明顯，但是會(huì)產(chǎn)生一定危害，嚴(yán)重影響建筑使用功能。溫度應(yīng)力裂縫表現(xiàn)為深度不一，想要有效預(yù)防，就要在施工中，避免環(huán)境及溫度產(chǎn)生的不良影響，強(qiáng)化施工質(zhì)量控制工作[3]。

2 建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)出現(xiàn)裂縫的原因

結(jié)合實(shí)際建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)情況來(lái)看，目前，我國(guó)建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)出現(xiàn)裂縫主要原因包含以下幾個(gè)方面。

1）荷載過(guò)大，荷載裂縫主要指的是鋼筋混凝土在長(zhǎng)時(shí)間作用下，承受過(guò)大荷載，而產(chǎn)生的一種裂縫。此類(lèi)裂縫產(chǎn)生的主要原因是鋼筋混凝土遭受大于“設(shè)計(jì)荷載”的影響。建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)過(guò)程中，應(yīng)統(tǒng)籌兼顧，考慮建筑結(jié)構(gòu)自身的抗裂性，對(duì)某些結(jié)構(gòu)進(jìn)行重點(diǎn)研究和分析，明確承載的荷載，并且掌握荷載承受的主要因素。與國(guó)外相比較，我國(guó)建筑結(jié)構(gòu)荷載設(shè)計(jì)值比較低，發(fā)展具有一定滯后性，一定程度上使得建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)裂縫出現(xiàn)的概率增加[4]。

2）地基不均勻沉降，在建筑工程中，地基發(fā)揮著重要作用，不僅承受著建筑物自身的重量，還承受著其他荷載。以上部荷載為例，其會(huì)對(duì)地基應(yīng)力產(chǎn)生相應(yīng)影響，造成地基應(yīng)力深度和擴(kuò)散范圍變化。加上地基土體并非均質(zhì)，在承載應(yīng)力變化過(guò)程中，一般是由中間，逐漸朝著兩邊減少。因此，地基有時(shí)會(huì)出現(xiàn)不均勻沉降，這時(shí)候，對(duì)應(yīng)建筑物就會(huì)產(chǎn)生裂縫，裂縫是否嚴(yán)重，和施工企業(yè)采取的應(yīng)對(duì)措施具有很大關(guān)聯(lián)，若是在施工中發(fā)現(xiàn)有裂縫形成，就要立刻對(duì)其加固，防止裂縫繼續(xù)擴(kuò)散造成的不良影響。與此同時(shí)，實(shí)際施工中，若是沒(méi)有確保骨料與砂土混合均勻，混凝土含水量與施工要求相符合，就開(kāi)展?jié)仓鳂I(yè)，往往會(huì)使得建筑物產(chǎn)生塌陷，無(wú)法將地基所承受的應(yīng)力進(jìn)行分散，進(jìn)而造成裂縫問(wèn)題[5]。

3）溫差變化，建筑施工過(guò)程中，混凝土的使用，會(huì)產(chǎn)生大量水熱化現(xiàn)象，造成周?chē)h(huán)境溫度升高，此種溫度變化，經(jīng)常會(huì)形成裂縫。開(kāi)展建筑施工時(shí)，會(huì)使用到砌體與混凝土，這兩種材料，不管是在膨脹系數(shù)，還是在溫度吸收方面，都存在一定的差異性。若是水熱化的出現(xiàn)，使得混凝土溫度得以提升，而砌體溫度沒(méi)有變化，此時(shí)，屋面和墻面之間，就會(huì)出現(xiàn)溫度內(nèi)應(yīng)力，隨著溫度的增加，其內(nèi)應(yīng)力也會(huì)逐漸變大。建筑部分溫度內(nèi)應(yīng)力一旦超過(guò)自身抗裂強(qiáng)度，建筑物則會(huì)發(fā)生裂縫。除此之外，溫度裂縫的出現(xiàn)，還和季節(jié)有很大關(guān)系。比如，夏天溫度比較高，建筑物受太陽(yáng)的長(zhǎng)期輻射，其阻熱性能就會(huì)變低，這種現(xiàn)象會(huì)造成墻體和樓蓋之間，出現(xiàn)很大溫差，從而增加裂縫產(chǎn)生的概率[6]。

3 建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)裂縫的有效解決對(duì)策

想要進(jìn)一步解決建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中出現(xiàn)的裂縫，就要綜合考慮各個(gè)方面影響因素，控制建筑結(jié)構(gòu)裂縫的產(chǎn)生，提升建筑工程整體施工水平與質(zhì)量。具體可以從以下幾個(gè)方面入手。

3.1 強(qiáng)化建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)水平

將建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)水平進(jìn)一步增強(qiáng)，對(duì)預(yù)防裂縫的產(chǎn)生，具有一定積極意義。該項(xiàng)過(guò)程進(jìn)行可以結(jié)合三個(gè)方面開(kāi)展。

1）優(yōu)化結(jié)構(gòu)整體設(shè)計(jì)，作為設(shè)計(jì)人員，在設(shè)計(jì)工作之前，要做好施工現(xiàn)場(chǎng)的勘察工作，系統(tǒng)收集各類(lèi)信息數(shù)據(jù)，從而確保設(shè)計(jì)和建筑結(jié)構(gòu)體系要求相一致。比如，結(jié)構(gòu)承載力和作用大小，設(shè)計(jì)之前，就要做好計(jì)算，進(jìn)行有效預(yù)估。還要計(jì)算溫度變化情況，對(duì)混凝土材料后續(xù)變化特點(diǎn)進(jìn)行充分把握，評(píng)估混凝土結(jié)構(gòu)受溫度應(yīng)力的實(shí)際大小。建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)，還要對(duì)約束機(jī)制加以科學(xué)選取，從而抵抗和釋放混凝土溫度應(yīng)力。就拿建筑結(jié)構(gòu)受力設(shè)計(jì)來(lái)說(shuō)，不僅要堅(jiān)持整體性原則，還要保障建筑結(jié)構(gòu)自身的受力性能，結(jié)合受力原理特征，促進(jìn)受力分析和受力圖一致[7]。高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，還要分析“抗荷載”和“抗變形”等能力，確保結(jié)構(gòu)尺寸的有效設(shè)計(jì)，強(qiáng)化建筑結(jié)構(gòu)的平衡性，防止裂縫產(chǎn)生。

2）重視混凝土設(shè)計(jì)，建筑施工中，混凝土造成的裂縫問(wèn)題非常常見(jiàn)，想要對(duì)其預(yù)防，就要重視混凝土設(shè)計(jì)，提升設(shè)計(jì)自身水平。設(shè)計(jì)期間，要掌握混凝土強(qiáng)度等級(jí)，若是等級(jí)很高，則會(huì)增加水泥用量，在凝固期間，就會(huì)發(fā)生水熱化，從而造成裂縫問(wèn)題。若是等級(jí)強(qiáng)度很低，則會(huì)使得降低抗壓性能，造成裂縫。若是混凝土坍落度很大，澆筑時(shí)有可能會(huì)出現(xiàn)離析，相反，則會(huì)導(dǎo)致密實(shí)度不佳，產(chǎn)生裂縫。特別是設(shè)計(jì)地下室等建筑結(jié)構(gòu)時(shí)，要使用抗?jié)B混凝土，施工中在混凝土中添加適量的外加劑，減少裂縫出現(xiàn)。而在構(gòu)件當(dāng)中，科學(xué)設(shè)定構(gòu)造鋼筋，能夠進(jìn)一步控制裂縫?，F(xiàn)階段，應(yīng)力分析主要對(duì)象為結(jié)構(gòu)承受應(yīng)力，在保障鋼筋結(jié)構(gòu)應(yīng)力同時(shí)，應(yīng)合理利用構(gòu)造鋼筋，確保建筑結(jié)構(gòu)的耐久性和穩(wěn)定性。實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)，要結(jié)合相應(yīng)要求和標(biāo)準(zhǔn)，合理配置鋼筋，確保配置位置的可行性和合理性。作為設(shè)計(jì)者，就要熟悉各類(lèi)構(gòu)件，采用科學(xué)構(gòu)造配筋方法，從而增強(qiáng)應(yīng)用水平。比如，高強(qiáng)度鋼筋構(gòu)件的使用，可以防止混凝土出現(xiàn)開(kāi)裂，還能規(guī)避地基沉降，使得建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)更加科學(xué)[8]。

3）增強(qiáng)預(yù)應(yīng)力設(shè)計(jì)水平，建筑結(jié)構(gòu)預(yù)應(yīng)力設(shè)計(jì)工作的有效開(kāi)展，需要考慮“鋼筋”和“幾何結(jié)構(gòu)”等因素，對(duì)于設(shè)計(jì)方案的優(yōu)化，不但要將結(jié)構(gòu)自身重量減輕，而且還要節(jié)約鋼筋使用量，這就要求在施工過(guò)程中，控制建筑結(jié)構(gòu)長(zhǎng)度，將其控制在合理范圍中。另外，地下部位，應(yīng)設(shè)置后澆帶，利用密孔鋼絲網(wǎng)，加固周?chē)炷痢Ｈ羰情L(zhǎng)度超過(guò)規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)，可以使用“沉降縫”和“后澆帶”等方式，降低裂縫的出現(xiàn)。

3.2 荷載裂縫和地基不均裂縫的控制

一方面，針對(duì)荷載裂縫，在某種條件下會(huì)對(duì)建筑工程質(zhì)量產(chǎn)生影響，因此，在施工當(dāng)中，就要重視荷載裂縫防護(hù)作業(yè)，加大檢查力度。需要對(duì)原材料質(zhì)量進(jìn)行有效監(jiān)控，確保水泥質(zhì)量和細(xì)沙含量，保證混凝土強(qiáng)度達(dá)到施工要求，從而避免荷載裂縫問(wèn)題。與此同時(shí)，對(duì)于入模坍落度，要合理控制，這樣可以將坍落度加以降低?；炷吝x擇，要結(jié)合設(shè)計(jì)要求進(jìn)行，保障質(zhì)量同時(shí)，還要科學(xué)應(yīng)用減水防裂劑，從而滿足混凝土強(qiáng)度等施工要求[9]。

另一方面，地基不均勻情況，要及時(shí)進(jìn)行調(diào)查，除了勘察施工區(qū)域地質(zhì)環(huán)境之外，工作人員還需將地區(qū)較弱區(qū)域加固，提升地基施工整體水平。開(kāi)展地基加固工作時(shí)，要根據(jù)上部結(jié)構(gòu)，考量多方面確定最終的施工方案，從而確保施工方案的經(jīng)濟(jì)性、安全性和整體性。修改上部結(jié)構(gòu)時(shí)，應(yīng)適當(dāng)改變建筑物體型，將建筑物基礎(chǔ)斷開(kāi)，確保自由沉降，只有這樣，才能防止裂縫產(chǎn)生。對(duì)于沉降縫的設(shè)置，需要結(jié)合建筑施工要求和標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行，還要防止雜物落入沉降縫中，從而解決地基不勻帶來(lái)的不利影響。

3.3 合理管控材料質(zhì)量

水泥質(zhì)量的好壞，會(huì)對(duì)混凝土力學(xué)性能產(chǎn)生影響，因此，在材料選擇過(guò)程中，需要選取合格材料，比如，外加劑的選擇，要由正規(guī)廠家生產(chǎn)，并且具備質(zhì)量保障相關(guān)文件。而有著很高抗裂性的混凝土，需要使用纖維混凝土間混凝土本身抗裂性加以增加。摻合料和骨料選擇，要結(jié)合施工標(biāo)準(zhǔn)，還要將砂細(xì)度模數(shù)進(jìn)行有效規(guī)范。如果骨料級(jí)配與含泥量很差，就要使用不同粒徑骨料優(yōu)化配合，確保級(jí)配最佳。在混凝土攪拌過(guò)程中，最佳的方式就是加入相應(yīng)級(jí)別的粉煤灰，這樣可以將抗裂性能改善。水膠比不能過(guò)大也不能過(guò)小，要控制在合理范圍內(nèi)，一般是0.4～0.55之間。關(guān)于混凝土配合比，可以適當(dāng)采用表1所示內(nèi)容進(jìn)行，在滿足各類(lèi)要求前提下，需要使用坍塌度較小的混凝土拌合物，這樣做的目的是防止離析等問(wèn)題，使得表面減少裂縫的產(chǎn)生。

表1 混凝土配合比（C20）

3.4 控制溫差變化造成的裂縫

建筑施工過(guò)程中，要進(jìn)行科學(xué)規(guī)劃，就拿保溫層來(lái)說(shuō)，要結(jié)合不同施工區(qū)域，合理選擇保溫層類(lèi)型。若是混凝土本身及外部環(huán)境造成升溫現(xiàn)象，合理選擇保溫層，能夠?qū)⑽蓓斉c屋面間的溫度差減低，使得溫差變化產(chǎn)生的裂縫得以緩解。施工人員開(kāi)展砌筑工作時(shí)，為了防止結(jié)構(gòu)擴(kuò)張與收縮，需要合理設(shè)置伸縮縫，保障位置和大小的科學(xué)性，從而為溫度變化影響結(jié)構(gòu)變化，提供緩沖空間，防止墻體出現(xiàn)變形。此外，混凝土水熱化，還會(huì)形成裂縫，因此，選擇水泥時(shí)，盡量選取低水熱化的，若是氣溫較高，攪拌混凝土?xí)r，就要選擇低溫水，實(shí)施混合攪拌，從而對(duì)溫度固化與水分添加量條件進(jìn)行有效控制，確?；炷帘砻鏈囟扰c濕度，滿足施工要求，防止裂縫出現(xiàn)。

4 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，想要從根本上將建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中出現(xiàn)的裂縫問(wèn)題加以解決，相關(guān)人員就要樹(shù)立現(xiàn)代發(fā)展理念，認(rèn)識(shí)到建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)重要性，明確裂縫產(chǎn)生的類(lèi)型，對(duì)裂縫原因進(jìn)行重點(diǎn)分析與研究，找出科學(xué)有效的解決措施，最大程度減少裂縫的產(chǎn)生，從而確保建筑結(jié)構(gòu)整體質(zhì)量，為我國(guó)建筑行業(yè)有序發(fā)展奠定堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)，為社會(huì)主義建設(shè)增光添彩。