馬剛毅

（山西三建集團(tuán)有限公司，山西 長(zhǎng)治 046000）

0 引言

建筑鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)是現(xiàn)代建筑中常見的結(jié)構(gòu)形式，具有承載能力強(qiáng)、耐久性好等優(yōu)點(diǎn)。然而，在使用過程中，由于各種因素的綜合作用，鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)可能會(huì)出現(xiàn)裂縫問題。這些裂縫不僅會(huì)影響建筑的美觀性，還可能對(duì)結(jié)構(gòu)的安全性和使用壽命造成潛在的威脅。通過科學(xué)合理的控制管理措施，可以最大限度地減少裂縫對(duì)建筑結(jié)構(gòu)的不良影響，提高結(jié)構(gòu)的使用壽命和安全性。

1 建筑鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)裂縫的類型

（1）抗拉裂縫。由于混凝土在受拉時(shí)的強(qiáng)度較低，當(dāng)受到拉力作用時(shí)，混凝土可能會(huì)發(fā)生裂縫。這種裂縫通常出現(xiàn)在梁、柱、板等結(jié)構(gòu)的底部或中部。

（2）抗壓裂縫。當(dāng)混凝土受到壓力作用時(shí)，可能會(huì)發(fā)生抗壓裂縫。這種裂縫通常出現(xiàn)在柱、墻等結(jié)構(gòu)的頂部或中部。

（3）熱脹冷縮裂縫。由于溫度變化引起的混凝土體積的膨脹和收縮，可能會(huì)導(dǎo)致熱脹冷縮裂縫的形成。這種裂縫通常出現(xiàn)在大面積混凝土結(jié)構(gòu)的表面。

（4）沉降裂縫。當(dāng)建筑物的基礎(chǔ)不均勻沉降時(shí)，可能會(huì)導(dǎo)致混凝土結(jié)構(gòu)發(fā)生沉降裂縫。這種裂縫通常出現(xiàn)在柱、墻等結(jié)構(gòu)的底部。

（5）施工裂縫。在施工過程中，由于施工操作不當(dāng)或施工質(zhì)量問題，可能會(huì)導(dǎo)致混凝土結(jié)構(gòu)發(fā)生裂縫。這種裂縫通常出現(xiàn)在連接處、接縫處或施工縫上。

需要注意的是，裂縫的類型和原因可能會(huì)有多種組合，因此在實(shí)際情況中，可能會(huì)出現(xiàn)多種類型的裂縫。對(duì)于建筑鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，及時(shí)發(fā)現(xiàn)和修復(fù)裂縫是非常重要的，以確保結(jié)構(gòu)的安全和耐久性[1]。

2 建筑鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)裂縫成因

2.1 荷載影響

荷載是指施加在建筑結(jié)構(gòu)上的外部力或外部力的影響。不正確的荷載引入和分布可能導(dǎo)致鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的裂縫形成。下面將詳細(xì)討論荷載對(duì)結(jié)構(gòu)的影響以及建筑鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)裂縫的形成原因。

首先，荷載對(duì)結(jié)構(gòu)的影響是建筑工程中必須考慮的重要因素。荷載可以分為靜載和動(dòng)載兩類。靜載荷是指結(jié)構(gòu)所承受的常態(tài)荷載，例如建筑本身的重量和固定物體的負(fù)荷。動(dòng)載荷是指結(jié)構(gòu)所承受的短期或臨時(shí)荷載，例如風(fēng)、地震和人員活動(dòng)等。這些荷載的作用會(huì)導(dǎo)致結(jié)構(gòu)的應(yīng)力和變形產(chǎn)生變化，從而可能引起裂縫的形成。

其次，荷載對(duì)結(jié)構(gòu)裂縫的形成有直接或間接的影響。直接影響是指荷載本身直接作用于結(jié)構(gòu)上，產(chǎn)生應(yīng)力，進(jìn)而引起裂縫形成。例如，當(dāng)建筑承受大的靜載荷或動(dòng)載荷時(shí)，結(jié)構(gòu)的變形會(huì)導(dǎo)致局部應(yīng)力超過材料的強(qiáng)度極限，從而引起裂縫。間接影響是指荷載引起的變形和撓度導(dǎo)致了其他因素的變化，進(jìn)而導(dǎo)致裂縫形成。例如，結(jié)構(gòu)的變形和撓度可能導(dǎo)致支座的移位或間距變化，進(jìn)而引起裂縫形成。鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的裂縫形成原因復(fù)雜多樣。其中，彎曲裂縫是最常見的類型。荷載引起的彎曲應(yīng)力是彎曲裂縫形成的根本原因。當(dāng)荷載施加在結(jié)構(gòu)上時(shí)，鋼筋混凝土的梁、柱等構(gòu)件會(huì)發(fā)生彎曲變形，而這種變形會(huì)導(dǎo)致構(gòu)件上出現(xiàn)應(yīng)力集中，進(jìn)而引起裂縫形成。另一方面，鋼筋的伸縮變化也可能產(chǎn)生裂縫。當(dāng)溫度變化或濕度波動(dòng)導(dǎo)致結(jié)構(gòu)和鋼筋的伸縮時(shí)，構(gòu)件內(nèi)部出現(xiàn)的應(yīng)力集中也會(huì)導(dǎo)致裂縫形成。

此外，剪切裂縫和拉伸裂縫也會(huì)在結(jié)構(gòu)中出現(xiàn)。剪切裂縫通常是由于剪切力的作用導(dǎo)致的。例如，地震或風(fēng)載荷引起的剪切力可能會(huì)造成結(jié)構(gòu)中的剪切應(yīng)力集中，從而導(dǎo)致裂縫形成。拉伸裂縫是由拉力引起的。例如，某些結(jié)構(gòu)承受的荷載可能會(huì)引起結(jié)構(gòu)中的張力集中，進(jìn)而導(dǎo)致裂縫形成[2]。

2.2 溫度變化

當(dāng)結(jié)構(gòu)受到高溫?zé)彷椛浠蚧馂?zāi)等熱源的作用時(shí)，結(jié)構(gòu)中的混凝土和鋼筋會(huì)因?yàn)闇囟壬叨蛎?。這種膨脹會(huì)產(chǎn)生內(nèi)部應(yīng)力集中，進(jìn)而導(dǎo)致裂縫的形成。特別是當(dāng)溫度升高超過混凝土和鋼筋的熱膨脹系數(shù)時(shí)，裂縫的形成風(fēng)險(xiǎn)將會(huì)更大。當(dāng)溫度下降時(shí)，結(jié)構(gòu)內(nèi)部的混凝土和鋼筋會(huì)收縮，從而產(chǎn)生收縮應(yīng)力。當(dāng)收縮應(yīng)力達(dá)到混凝土和鋼筋的承載極限時(shí)，就會(huì)引起裂縫的形成。這種收縮應(yīng)力的形成主要是因?yàn)榛炷恋母稍锸湛s和溫度收縮造成的。干燥收縮是指混凝土內(nèi)部水分的蒸發(fā)引起的收縮，而溫度收縮是指混凝土因溫度降低而引起的收縮[3]。

2.3 材料收縮和膨脹

建筑材料在受到溫度變化和水分變化的影響時(shí)，會(huì)發(fā)生收縮或膨脹，從而導(dǎo)致應(yīng)力的變化，最終引起裂縫的形成?；炷恋氖湛s是一種重要的裂縫形成原因?；炷猎跐仓螅瑫?huì)通過水化反應(yīng)形成硬化的水泥石。然而，在水泥石的硬化過程中，會(huì)釋放出水分，導(dǎo)致混凝土收縮。這種收縮即為干縮。干縮會(huì)產(chǎn)生內(nèi)部的壓力，當(dāng)這種壓力大于混凝土的強(qiáng)度時(shí)，就會(huì)形成裂縫。此外，混凝土的干燥收縮也會(huì)導(dǎo)致裂縫的形成。干燥收縮是指混凝土中的水分蒸發(fā)，導(dǎo)致混凝土體積變小而引起的收縮。特別是在干冷條件下，混凝土的干燥收縮更為明顯。溫度變化也會(huì)引起材料的膨脹和收縮。當(dāng)建筑結(jié)構(gòu)受到溫度變化的影響時(shí)，結(jié)構(gòu)中的材料，包括混凝土和鋼筋，會(huì)發(fā)生熱脹冷縮。這些溫度變化引起的體積變化會(huì)導(dǎo)致結(jié)構(gòu)內(nèi)部產(chǎn)生應(yīng)力，并最終引起裂縫的形成。特別是當(dāng)材料的熱膨脹系數(shù)較大時(shí)，溫度變化引起的裂縫風(fēng)險(xiǎn)更高[4]。

3 建筑鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)裂縫控制方法

3.1 合理化結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

3.1.1 斷面設(shè)計(jì)

建筑鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)裂縫控制的一種重要方法是進(jìn)行合理的斷面設(shè)計(jì)。斷面設(shè)計(jì)的目的是確保結(jié)構(gòu)在受到荷載作用下的穩(wěn)定性和持久性，同時(shí)減少或控制裂縫的形成。為此，應(yīng)該根據(jù)結(jié)構(gòu)所受到的彎矩和剪力分布，確定合理的截面形狀和尺寸。通過合理布置和配置鋼筋，以抵抗彎矩和剪力的作用，減小結(jié)構(gòu)的變形和應(yīng)力集中，從而減少裂縫的發(fā)生。同時(shí)，鋼筋的配筋應(yīng)符合設(shè)計(jì)要求。根據(jù)結(jié)構(gòu)的荷載和變形要求，確定合適的鋼筋直徑、數(shù)量和布置方式。充分利用鋼筋的強(qiáng)度和剛度，使結(jié)構(gòu)能夠充分發(fā)揮抵抗荷載和變形的能力，避免發(fā)生裂縫。通過合理的混凝土配合比和材料選擇對(duì)控制裂縫有重要影響。調(diào)整水灰比、使用細(xì)骨料、添加適量的減水劑等措施可以提高混凝土的流動(dòng)性和抗裂性能。此外，選用低收縮水泥、高性能混凝土等也能有效減少混凝土的收縮和膨脹。此外，結(jié)構(gòu)的斷面形狀對(duì)于裂縫的控制也很關(guān)鍵。合理的選擇截面形狀，可以提高結(jié)構(gòu)的抗彎強(qiáng)度和抗剪強(qiáng)度，減少應(yīng)力集中，從而減少裂縫的產(chǎn)生。

3.1.2 縫寬控制

建筑鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)裂縫控制中的重要一環(huán)是縫寬控制。縫寬是指混凝土結(jié)構(gòu)中裂縫兩側(cè)的間隙寬度，可以通過合理的控制縫寬來減少水平和垂直裂縫的發(fā)生和擴(kuò)展。在進(jìn)行縫寬控制時(shí)，需要在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)階段，縫寬的要求應(yīng)在設(shè)計(jì)規(guī)范中明確規(guī)定。根據(jù)結(jié)構(gòu)的用途、荷載和變形要求，確定縫寬的允許值，同時(shí)考慮結(jié)構(gòu)的安全性和耐久性。同時(shí)，合理的施工技術(shù)對(duì)于縫寬的控制至關(guān)重要。應(yīng)注意以下方面。

（1）澆筑混凝土?xí)r應(yīng)采取合適的施工措施，避免過量的振搗和擠壓，以免使混凝土產(chǎn)生過多的收縮和膨脹。

（2）控制混凝土的初始收縮。在澆筑混凝土后及時(shí)進(jìn)行養(yǎng)護(hù)，保持適當(dāng)?shù)臐穸龋瑴p緩混凝土的收縮速率。

（3）控制混凝土的齡期收縮。齡期收縮是指混凝土在齡期內(nèi)發(fā)生的由于水分流失而引起的收縮?？梢酝ㄟ^添加延緩齡期收縮劑來控制混凝土的齡期收縮。

（4）使用合適的抗裂措施?？梢圆捎美w維增強(qiáng)混凝土、鋼筋布置、增加收縮縫等抗裂措施，增加結(jié)構(gòu)的抗裂能力。

（5）施工質(zhì)量控制。在施工過程中，需要嚴(yán)格控制混凝土的配合比、澆筑質(zhì)量和養(yǎng)護(hù)條件，避免質(zhì)量差、收縮大的混凝土。同時(shí)，在鋼筋的布置和連接、模板的安裝等方面也需要嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)要求進(jìn)行施工，確保結(jié)構(gòu)的完整性和穩(wěn)定性。

3.2 施工方法和質(zhì)量控制

3.2.1 混凝土澆筑與養(yǎng)護(hù)

在澆筑混凝土前，要檢查模板及支撐的安裝是否符合要求，確保模板的穩(wěn)固性?；炷恋呐浜媳取嚢钑r(shí)間、澆注速度和振搗等操作要符合設(shè)計(jì)要求，并進(jìn)行稠化控制，防止混凝土脫水分和漿體分層。需要根據(jù)施工條件合理控制澆筑溫度。在高溫季節(jié)，可采用措施控制混凝土溫度的升高，如降低水泥用量、采用適當(dāng)?shù)睦鋮s措施等。在低溫季節(jié)，應(yīng)避免混凝土的凍結(jié)?；炷翝仓髴?yīng)及時(shí)進(jìn)行養(yǎng)護(hù)，保持適當(dāng)?shù)臐穸取１窨梢圆捎酶采w薄膜、噴水、施加濕漿等方式，防止混凝土過早失水和收縮引起的裂縫。在建筑鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)裂縫控制過程中，需要鋼筋的布置應(yīng)符合設(shè)計(jì)要求，能夠吸收和承受外部荷載的變形。鋼筋的密度和直徑可以根據(jù)需要進(jìn)行調(diào)整，增加混凝土的抗裂能力。在混凝土結(jié)構(gòu)中設(shè)置合適的收縮縫，能夠吸收結(jié)構(gòu)的收縮變形，減小混凝土結(jié)構(gòu)的應(yīng)力。收縮縫的布置和尺寸需符合設(shè)計(jì)規(guī)范，并合理安排施工順序。此外，適當(dāng)?shù)慕档突炷两Y(jié)構(gòu)的溫度可以減少溫度應(yīng)力和熱裂縫的發(fā)生?？梢酝ㄟ^合理隔離和降溫技術(shù)來降低結(jié)構(gòu)的溫度。可以采用纖維增強(qiáng)混凝土、抗裂劑等措施來增加混凝土的抗裂能力，減少裂縫的發(fā)生和擴(kuò)展[5]。

3.2.2 鋼筋安裝和處理

在此環(huán)節(jié)中，需要選擇質(zhì)量良好的鋼筋材料，確保符合設(shè)計(jì)要求和相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)。要檢查鋼筋的表面是否有銹蝕、油污等缺陷，避免使用有明顯缺陷的鋼筋。在進(jìn)行鋼筋安裝前，要檢查模板尺寸和位置是否符合設(shè)計(jì)要求。在安裝鋼筋過程中，要保證鋼筋的正確放置位置和間距，并進(jìn)行正確的焊接、連接和固定。同時(shí)，在進(jìn)行混凝土澆筑之前，要對(duì)鋼筋進(jìn)行預(yù)處理，包括除銹、清潔和保護(hù)涂層等。預(yù)處理可以去除鋼筋表面的銹蝕物和污垢，提高鋼筋與混凝土的黏結(jié)性和耐久性。在建筑鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)裂縫控制過程中，混凝土在硬化和干燥過程中會(huì)發(fā)生收縮和膨脹，容易引起裂縫。通過合理控制混凝土的配合比、控制水膠比和添加適當(dāng)?shù)耐饧觿?，可以控制混凝土的收縮和膨脹，減少裂縫的發(fā)生。同時(shí)，混凝土與鋼筋的黏結(jié)能力直接影響結(jié)構(gòu)的抗裂性能?？梢圆捎眠m當(dāng)?shù)酿そY(jié)增強(qiáng)材料，如黏結(jié)劑和黏合劑，來增強(qiáng)混凝土與鋼筋之間的黏結(jié)強(qiáng)度。在鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)中設(shè)置適當(dāng)?shù)氖湛s縫和伸縮縫，能夠吸收混凝土的收縮和擴(kuò)張變形，減少應(yīng)力集中，降低裂縫的風(fēng)險(xiǎn)。可使用纖維增強(qiáng)混凝土、抗裂劑等措施來增加混凝土的抗裂能力，減少裂縫的形成和擴(kuò)展。

3.2.3 溫度和濕度控制

混凝土澆筑時(shí)的溫度要控制在適宜范圍內(nèi)，避免過高或過低的溫度。過高的溫度會(huì)導(dǎo)致混凝土的水分過快蒸發(fā)，引起收縮排水，從而增加裂縫的風(fēng)險(xiǎn)。過低的溫度則會(huì)影響混凝土的正常硬化。通過添加防凍劑、加熱和絕熱措施等，可以控制混凝土的初凝和終凝時(shí)間，降低溫度對(duì)混凝土的影響，減少裂縫的發(fā)生。在進(jìn)行濕度控制時(shí)，當(dāng)混凝土澆筑后，要及時(shí)進(jìn)行保濕措施，保持混凝土表面的水分，防止過早干燥。過早干燥會(huì)導(dǎo)致混凝土收縮過快，增加裂縫的風(fēng)險(xiǎn)。室內(nèi)濕度的控制對(duì)于混凝土結(jié)構(gòu)的裂縫控制也非常重要。設(shè)備通風(fēng)和調(diào)節(jié)濕度的設(shè)備，如除濕機(jī)和空調(diào)等，可以控制室內(nèi)濕度，減少混凝土受潮和干燥的影響。施工速度要適中，避免過快或過慢。過快的施工速度會(huì)導(dǎo)致混凝土局部過熱、收縮過快，增加裂縫的風(fēng)險(xiǎn)。過慢的施工速度則會(huì)導(dǎo)致混凝土部分干燥、局部收縮，同樣增加裂縫的風(fēng)險(xiǎn)。通過使用抗裂材料，如抗裂纖維、抗裂劑等，可以增加混凝土的抗裂能力，減少裂縫的形成和擴(kuò)展。

3.3 結(jié)構(gòu)監(jiān)測(cè)與維護(hù)

在裂縫控制過程中，應(yīng)該定期對(duì)建筑結(jié)構(gòu)進(jìn)行檢查，包括觀察和記錄裂縫狀況、測(cè)量結(jié)構(gòu)變形和位移等。通過定期檢查，可以及時(shí)發(fā)現(xiàn)和處理存在的問題，避免裂縫擴(kuò)展和結(jié)構(gòu)安全隱患?？梢允褂媒Y(jié)構(gòu)監(jiān)測(cè)儀器，如應(yīng)變計(jì)、位移計(jì)、裂縫計(jì)等，實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)結(jié)構(gòu)的變形和裂縫情況，以及環(huán)境的溫度和濕度等因素。這些監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)可用于分析結(jié)構(gòu)的變形情況，判斷結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性和安全性，通過調(diào)整維護(hù)措施降低結(jié)構(gòu)的裂縫風(fēng)險(xiǎn)。在進(jìn)行建筑鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)維護(hù)過程中，合理的設(shè)計(jì)與施工：在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)根據(jù)預(yù)計(jì)的溫度和濕度變化，合理設(shè)計(jì)伸縮縫，以容納混凝土的收縮與膨脹，減少裂縫的形成。同時(shí)，在施工過程中，應(yīng)嚴(yán)格控制混凝土的澆筑質(zhì)量，確保混凝土的強(qiáng)度和密實(shí)度，避免空鼓和孔洞等質(zhì)量問題導(dǎo)致結(jié)構(gòu)裂縫的發(fā)生。在施工期間，要控制施工場(chǎng)地的溫度和濕度，避免快速干燥或過度濕潤(rùn)的情況，以減少混凝土的收縮和膨脹。在使用期間，可通過加裝隔熱層、保持室內(nèi)適宜的溫度和濕度等方式，降低結(jié)構(gòu)的溫濕度變化，減少裂縫風(fēng)險(xiǎn)。

4 結(jié)語

總而言之，建筑鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)裂縫的控制管理需要多方面的努力。只有在設(shè)計(jì)、施工、監(jiān)測(cè)和維護(hù)等各個(gè)環(huán)節(jié)都采取有效措施，才能確保結(jié)構(gòu)的安全可靠，延長(zhǎng)其使用壽命。我們應(yīng)該高度重視裂縫控制管理工作，為建筑安全可持續(xù)發(fā)展做出貢獻(xiàn)。