房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的現(xiàn)澆混凝土裂縫控制策略

陳勇

【摘 ?要】在目前看來，現(xiàn)澆混凝土已經(jīng)可以適用于當(dāng)前的各類房屋建筑的，而與之有關(guān)的建筑總體性能也實(shí)現(xiàn)了突顯的轉(zhuǎn)變與優(yōu)化。但是與此同時(shí)，現(xiàn)澆混凝土一般來講都很難徹底杜絕混凝土開裂，其中包含塑性裂縫、應(yīng)力裂縫以及結(jié)構(gòu)裂縫等。因此針對(duì)上述不同種類的混凝土裂縫而言，應(yīng)當(dāng)明確裂縫根源并且著眼于綜合性的裂縫控制。

【關(guān)鍵詞】房屋建筑;結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì);現(xiàn)澆混凝土;裂縫控制

1造成現(xiàn)澆混凝土裂縫的主要原因

1.1內(nèi)部設(shè)計(jì)原因

（1）平面上的收縮裂縫主要產(chǎn)生在應(yīng)力比較集中且厚度不大的結(jié)構(gòu)截面上，設(shè)計(jì)過程中，過度關(guān)注功能而沒有充分考慮結(jié)構(gòu)。比如建筑的平面設(shè)計(jì)不規(guī)則，在設(shè)計(jì)中又未采取有效的加強(qiáng)措施，導(dǎo)致在凹凸角等處極易產(chǎn)生收縮應(yīng)力，待應(yīng)力疊加或累積到一定程度后，就會(huì)產(chǎn)生裂縫。（2）結(jié)構(gòu)配筋之間的距離過大，尤其是具有抵抗負(fù)彎矩作用的鋼筋沒有按照要求進(jìn)行通長布置，使結(jié)構(gòu)邊緣處產(chǎn)生順負(fù)彎矩筋走向的裂縫。（3）對(duì)于鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，其受力由兩部分同時(shí)承擔(dān)，如果結(jié)構(gòu)的厚度不足，剛度勢必減小，使受壓的混凝土與持續(xù)受拉的鋼筋實(shí)際應(yīng)力都明顯增大，導(dǎo)致表面產(chǎn)生裂縫。（4）因結(jié)構(gòu)的厚度往往很薄，此時(shí)如果進(jìn)行管道預(yù)埋，會(huì)進(jìn)一步削弱截面，同時(shí)跨中處僅有一層鋼筋，使結(jié)構(gòu)很容易產(chǎn)生沿管道走向分布的裂縫，這在實(shí)際情況中是一種很常見的現(xiàn)象。

1.2材料因素

工程結(jié)構(gòu)粗細(xì)骨料的含泥量過大很容易造成現(xiàn)澆混凝土工程后期收縮量的增加，而骨料級(jí)配的不科學(xué)和不合理也會(huì)在一定程度上增加混凝土工程結(jié)構(gòu)的后期收縮量，從而加大工程結(jié)構(gòu)裂縫出現(xiàn)的可能性。另一方面，在現(xiàn)澆混凝土工程結(jié)構(gòu)的實(shí)際施工過程中，為最大程度上保證現(xiàn)澆混凝土房屋建筑工程的實(shí)際施工質(zhì)量，有關(guān)工作人員會(huì)在混凝土工程結(jié)構(gòu)中添加一定的外加劑和摻合料等，而該類試劑的選擇不當(dāng)或摻量不當(dāng)則很容易造成混凝土工程結(jié)構(gòu)收縮量的劇增，從而出現(xiàn)現(xiàn)澆混凝土結(jié)構(gòu)裂縫。

1.3混凝土配合比設(shè)計(jì)因素

在混凝土工程結(jié)構(gòu)的裂縫控制過程中，配合比設(shè)計(jì)是其重要內(nèi)容?；炷了嗟燃?jí)或品種的選擇、用量不當(dāng)以及配合比設(shè)計(jì)過大或過小等都會(huì)在極大程度上造成混凝土工程結(jié)構(gòu)的后期質(zhì)量問題，進(jìn)而加大混凝土工程結(jié)構(gòu)裂縫出現(xiàn)的可能性。同時(shí)，配合比設(shè)計(jì)過程中砂率、水灰比的選擇不當(dāng)?shù)纫矔?huì)在一定程度上增加混凝土工程結(jié)構(gòu)和異性的偏差，進(jìn)而造成混凝土工程出現(xiàn)離析、泌水等不良現(xiàn)象。

1.4對(duì)溫度控制不重視

砂石集料的溫度也會(huì)影響到混凝土的調(diào)和，施工人員如果不重視砂石集料的溫度變化，也會(huì)產(chǎn)生裂縫。因此，在夏季和冬季進(jìn)行材料攪拌時(shí)，如果沒有根據(jù)實(shí)際情況采用合理的降溫和增溫方式，會(huì)出現(xiàn)嚴(yán)重的溫度差別，直接影響到混凝土的形成，出現(xiàn)較大的裂縫。

2房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的現(xiàn)澆混凝土裂縫控制

2.1控制好原材料的配比及原料檢測

①水泥品種選擇直接會(huì)影響到水泥的收縮程度，水泥的收縮程度取決于水泥中含有的石膏和硫的含量還有水泥砂的細(xì)致程度。高強(qiáng)度混凝土的使用導(dǎo)致了在工程建設(shè)中使用的水泥標(biāo)號(hào)越來越高，所使用的水泥用量越來越多，水泥產(chǎn)生的水化熱越來越大，最終導(dǎo)致了混凝土在強(qiáng)度形成過程中變形程度越大。②在混凝土攪拌過程中，向混凝土中加入外加劑用量也會(huì)對(duì)混凝土裂縫產(chǎn)生具有一定的影響，一點(diǎn)外加劑添加不合理直接會(huì)影響到混凝土的收縮情況的變化，因此在制作混凝土?xí)r向其中添加外加劑時(shí)必須嚴(yán)格按照配比來添加。③混凝土水灰配比直接會(huì)影響到混凝土的收縮情況。用水量以及水泥的用量，兩者之間的比例對(duì)混凝土收縮有直接的作用，尤其是水的配比。在用水量一定的情況下，混凝土收縮情況與水泥的用量成正比;在水灰比不變的情況下，混凝土的收縮情況隨著混凝土的含砂量成正比。綜上，單位用水量、水泥灰比例、泥砂含量等對(duì)混凝土收縮比例產(chǎn)生巨大的影響，因此在混凝土施工前一定要有經(jīng)試驗(yàn)室確定的混凝土配合比并且在混凝土投料前對(duì)相關(guān)原材料進(jìn)行相應(yīng)的檢測。

2.2優(yōu)化布置現(xiàn)澆施工平面

從平面布置的視角來看，關(guān)于現(xiàn)澆混凝土有必要密切關(guān)注其中的裂縫現(xiàn)象，一旦察覺到裂縫隱患那么立即對(duì)其予以處理。因此在實(shí)踐中，針對(duì)現(xiàn)澆平面應(yīng)當(dāng)致力于靈活性與綜合性的控制。具體而言，關(guān)于后澆帶設(shè)計(jì)應(yīng)當(dāng)將其限定于至少40米的房屋長度條件下，并且保證中部的收縮后澆帶不會(huì)超出三分之一的梁體與樓板跨度范圍。在遇到特殊情形時(shí)，如果已經(jīng)超出了40米的房屋總體長度，則需妥善設(shè)置必要的房屋變形縫，并且保證符合30米的間隔距離。除了上述的施工要素以外，房屋構(gòu)造裂縫還可能出現(xiàn)于基礎(chǔ)沉降的特殊位置。因此為了規(guī)避此類的裂縫出現(xiàn)，那么就要增設(shè)相應(yīng)的沉降縫，或者運(yùn)用布置后澆帶的方式予以處理。如果裙房與主樓之間呈現(xiàn)相對(duì)顯著的高差，則需限定于12米以內(nèi)的外部構(gòu)件長度，其中包括建筑物的雨棚、掛板與女兒墻等，并且妥善增設(shè)伸縮縫。

2.3科學(xué)進(jìn)行配筋設(shè)計(jì)

在《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》中對(duì)受拉鋼筋最小配筋率做出了明確規(guī)定。針對(duì)梁、板等構(gòu)件，規(guī)范了對(duì)其配筋率、鋼筋間距要求，對(duì)板的受力鋼筋配置，需要選擇直徑小、較密的方案，這樣即可降低構(gòu)件裂縫。這就需要嚴(yán)格按照規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行構(gòu)造配筋以及設(shè)置間距，對(duì)加強(qiáng)混凝土裂縫控制有著極大的作用。理論上建筑屋面?zhèn)鳠嵯禂?shù)要不高于1.0W/（m2·K），屋面板結(jié)構(gòu)配筋則采用雙層雙向配筋，如果存在著板無筋區(qū)域，可以將板支座負(fù)筋拉通，也可以在無負(fù)筋區(qū)域采用雙向鋼筋網(wǎng)，并和（其他）板負(fù)筋搭接即可。對(duì)于四邊嵌固現(xiàn)澆樓板來說，由于板收縮會(huì)受到雙向約束力，所以在板4角45°位置產(chǎn)生裂縫，中部生成貫穿性裂縫，在房屋屋面板陰陽角變形應(yīng)力集中的位置上，可以增設(shè)雙層雙向間距為100mm的配筋，范圍是板跨度的1/4。

2.4重視溫度控制

穩(wěn)定溫度對(duì)混凝土的使用來說，非常重要。溫度變化會(huì)影響到溫度裂縫的控制，控制好溫度變化就可以控制好溫度裂縫，進(jìn)一步保證橋梁的工程質(zhì)量。減少混凝土的水熱比例，需要改良原料配置，選用適當(dāng)?shù)奶砑雍蟿?。?duì)砂石集料來說，可以在外邊進(jìn)行灑水降溫，防止冷卻凝固，在澆筑形成后，幫助澆筑層進(jìn)行熱量散發(fā)?；炷翜囟忍幚硗獠靠梢赃M(jìn)行大面積澆筑處理，內(nèi)部可以進(jìn)行降溫管理，使得內(nèi)部溫度控制在標(biāo)準(zhǔn)范圍內(nèi)。冬季最重要的是保溫措施，混凝土調(diào)和好后，可以使用保溫材料進(jìn)行處理，防止混凝土因溫度過低而出現(xiàn)裂縫，增加混凝土的使用效率。

2.5現(xiàn)澆混凝土結(jié)構(gòu)裂縫治理

（1）壓力灌漿法可以填充并膠結(jié)裂縫，并有效修補(bǔ)裂縫寬度大于0.2mm的裂縫，建議選取環(huán)氧樹脂類灌漿料作為灌漿材料。（2）在裂縫表面涂刷環(huán)氧膠泥可以封閉裂縫，可有效修補(bǔ)裂縫寬度小于0.2mm的裂縫。當(dāng)裂縫分布較為分散時(shí)，可沿各個(gè)裂縫走向涂刷環(huán)氧膠泥，裂縫左右宜各涂刷100mm，上下宜各涂刷100mm，當(dāng)區(qū)域內(nèi)存在多條重合裂縫時(shí)，涂刷所有裂縫區(qū)域，并以最外層裂縫為基準(zhǔn)向外涂刷100mm，環(huán)氧膠泥涂刷層的厚度控制在1mm為宜。（3）碳纖維布條粘貼法可以控制裂縫開展，配合壓力灌漿法或環(huán)氧膠泥涂刷法可以有效修復(fù)沿跨中的裂縫和與板成45°夾角的斜向裂縫。

3結(jié)束語

綜上述，為保證工程建設(shè)質(zhì)量，需要對(duì)工程結(jié)構(gòu)現(xiàn)澆混凝土裂縫進(jìn)行控制。針對(duì)裂縫產(chǎn)生的具體原因，需要對(duì)混凝土裂縫采取有效的處理措施，降低混凝土裂縫的發(fā)生幾率，確保房屋建筑結(jié)構(gòu)的整體性能，發(fā)揮房屋建筑工程的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。

參考文獻(xiàn)：

[1]何智，李志威.現(xiàn)澆混凝土樓板設(shè)計(jì)施工過程中的裂縫控制對(duì)策分析[J].建材與裝飾，2017，50：85-86.

（作者單位：中國電建集團(tuán)昆明勘測設(shè)計(jì)研究院有限公司）