栗永華

（廣州市住宅建筑設(shè)計(jì)院有限公司山西分公司，山西 太原 030000）

0 引言

隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，中國(guó)基建的技術(shù)和水平也得到了非常大的進(jìn)步，我國(guó)城市化建設(shè)步伐正在不斷加快，城市建筑規(guī)模不斷擴(kuò)大，對(duì)于建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的要求也越來(lái)越高，因此在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中出現(xiàn)許多突出問(wèn)題影響著建筑結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性，而建筑結(jié)構(gòu)裂縫作為建筑工程最常見、最突出的問(wèn)題之一，如何防止和處理建筑結(jié)構(gòu)裂縫的出現(xiàn)，是建筑工程必須面臨的挑戰(zhàn)[1]。因此，在建設(shè)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中應(yīng)采取有效的防范對(duì)策，結(jié)合裂縫出現(xiàn)的原因具體分析，進(jìn)而減少和控制結(jié)構(gòu)裂縫的產(chǎn)生，提高建筑工程的穩(wěn)定性，保障人們的生產(chǎn)生活安全。

1 建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)裂縫的危害性

首先，建筑工程施工中存在的安全問(wèn)題需要及時(shí)處理，確保建筑結(jié)構(gòu)的整體運(yùn)行，保障整體建筑施工過(guò)程的成本降低，整體推進(jìn)結(jié)構(gòu)的工程管理，加強(qiáng)對(duì)嚴(yán)重裂縫問(wèn)題的處理，減免對(duì)剛度和承壓力的降低，保證建筑工程的合理化水平[2]。其次，如果建筑橫截面存在問(wèn)題，抗剪能力的降低也會(huì)威脅建筑物的安全穩(wěn)定。要不斷推進(jìn)建筑結(jié)構(gòu)管理，保證建筑整體的抗剪能力。第三，建筑物的整體強(qiáng)度下降，最重要的原因是，建筑物裂縫的剪切力相對(duì)較弱。為了保證建筑工程不出現(xiàn)裂縫，必須改善建筑混凝土的水和空氣質(zhì)量，提高建筑構(gòu)造物的整體結(jié)構(gòu)工程強(qiáng)度。考慮施工整體的耐久性，施工后期的管理工作要做到位。

2 建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)裂縫的類型以及相應(yīng)來(lái)源

在建筑行業(yè)快速發(fā)展的過(guò)程中，針對(duì)建筑結(jié)構(gòu)裂縫問(wèn)題，人們給予的關(guān)注程度越來(lái)越高，這項(xiàng)問(wèn)題逐漸成為影響建筑施工安全最為核心的一項(xiàng)內(nèi)容。為了能夠解決其中結(jié)構(gòu)裂縫的問(wèn)題，就需要做好結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)和規(guī)劃，并且了解建筑裂縫的具體類型和來(lái)源。具體內(nèi)容如下。

2.1 塑性沉降

塑性沉降就是在裂縫中最為典型的一種建筑結(jié)構(gòu)裂縫，主要造成這一情況的原因就是建筑物的沉降變形，沉降的特點(diǎn)一般都是中部寬度較大，兩側(cè)則較窄[3]。這種類型的建筑結(jié)構(gòu)所呈現(xiàn)出的裂縫，一般情況下是在建筑橫截面變換的區(qū)域，根據(jù)裂縫具體情況的延伸，可能會(huì)對(duì)鋼筋的整體強(qiáng)度造成嚴(yán)重的影響。

2.2 塑性收縮

塑性收縮這樣的裂縫大多數(shù)呈現(xiàn)出的是不規(guī)則的形式，這種類型建筑的結(jié)構(gòu)裂縫主要就是因?yàn)槭┕ぜ夹g(shù)沒(méi)有達(dá)標(biāo)，或者施工工藝的穩(wěn)定性存在著問(wèn)題，最終造成的裂縫現(xiàn)象。塑性收縮裂縫早期規(guī)模是普遍比較小的，但是隨著時(shí)間不斷的流逝，這樣的規(guī)模也會(huì)逐漸擴(kuò)大，在高溫潮濕環(huán)境中更容易出現(xiàn)裂縫的拓展。

2.3 溫度應(yīng)力

這種裂縫主要產(chǎn)生的原因就是溫度所造成的影響，實(shí)際上混凝土在澆筑的過(guò)程中，對(duì)于這一類型的建筑結(jié)構(gòu)裂縫也是經(jīng)常出現(xiàn)的[4]。造成這種情況主要的原因就是，施工的整體長(zhǎng)度相對(duì)是較長(zhǎng)的，建筑物受到晝夜溫差所造成的影響，如果保溫不到位，就會(huì)出現(xiàn)應(yīng)力集中這個(gè)問(wèn)題，而應(yīng)力不能夠得以釋放，最終也會(huì)造成大量溫度應(yīng)力的裂縫。

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

3.1 載荷裂縫

建筑物的重量給承重結(jié)構(gòu)帶來(lái)壓力。經(jīng)過(guò)多年的洗禮，累積的應(yīng)力逐漸在建筑物的混凝土結(jié)構(gòu)中引起裂縫。這樣的裂縫就是載荷裂縫。載荷和非載荷的裂紋的比較突出了裂紋承受的巨大壓力，也證明了其作為建筑結(jié)構(gòu)的重要性。大多數(shù)現(xiàn)代建筑荷載設(shè)計(jì)都從西方建筑中吸取了教訓(xùn)，但實(shí)際上，建筑荷載預(yù)測(cè)通常處于較低水平，混凝土結(jié)構(gòu)領(lǐng)域相對(duì)常見，因此行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)和實(shí)際建筑都可以與大多數(shù)建筑進(jìn)行比較[5]。執(zhí)行特性質(zhì)量檢查并獲取負(fù)載標(biāo)簽。結(jié)果表明，產(chǎn)品結(jié)構(gòu)的抗裂性不合格甚至更差，這個(gè)問(wèn)題在摩天大樓中很常見。

3.2 溫度因素的影響

對(duì)于當(dāng)前階段的建筑物來(lái)說(shuō)，所出現(xiàn)的裂縫通常都是垂直的，一般與實(shí)體墻的高度同等，如果實(shí)際當(dāng)中所產(chǎn)生裂縫的寬度不超過(guò)0.3mm，那么便不會(huì)對(duì)建筑結(jié)構(gòu)的安全性造成過(guò)于嚴(yán)重的威脅，如果實(shí)際裂縫的厚度要超出了0.3mm，那么就說(shuō)明了建筑結(jié)構(gòu)的安全性發(fā)生問(wèn)題，需要給予及時(shí)地處理。通常情況下建筑結(jié)構(gòu)所出現(xiàn)的裂縫都會(huì)位于建筑物墻面的靠中心位置，而墻體的邊緣所產(chǎn)生的裂縫會(huì)比較少。而裂縫產(chǎn)生的時(shí)間一般也會(huì)在拆模完成之后。此種現(xiàn)象足以說(shuō)明了溫度所發(fā)生的變化對(duì)混凝土結(jié)構(gòu)所造成的影響還是比較嚴(yán)重的。如果實(shí)際當(dāng)中混凝土結(jié)構(gòu)的內(nèi)部溫度與其結(jié)構(gòu)外部溫差比較大，那么是非常容易產(chǎn)生裂縫的，裂縫的出現(xiàn)便會(huì)對(duì)建筑物應(yīng)用過(guò)程中性能的發(fā)揮造成相應(yīng)的限制，同時(shí)建筑物自身所具備的安全性以及美觀性同樣也會(huì)受到不利的影響。溫度會(huì)對(duì)混凝土結(jié)構(gòu)的裂縫造成直接性的影響，在實(shí)際所開展的混凝土澆筑工作結(jié)束以后，混凝土內(nèi)部所含有的熱量不能夠在短時(shí)間之內(nèi)完成散發(fā)，所以其內(nèi)部結(jié)構(gòu)溫度便會(huì)一定程度上升，這樣便拉開了和外界溫度的差距，溫差會(huì)導(dǎo)致混凝土內(nèi)外結(jié)構(gòu)的應(yīng)力發(fā)生很大程度的變化，如果所產(chǎn)生的應(yīng)力超出了混凝土結(jié)構(gòu)自身所能夠承受的范圍，那么便會(huì)慢慢產(chǎn)生裂縫[6]。為了能夠降低溫度因素而導(dǎo)致建筑結(jié)構(gòu)出現(xiàn)裂縫情況的出現(xiàn)，可以適當(dāng)加大樓板厚度以及提高配筋率來(lái)有效提高建筑結(jié)構(gòu)對(duì)溫度應(yīng)力的抵抗能力。

3.3 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中出現(xiàn)的問(wèn)題

由于溫度變化等其他建筑材料的特性產(chǎn)生的裂縫無(wú)法避免，只能進(jìn)行修復(fù)。但是，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中出現(xiàn)的裂縫是可以人為避免的因素。但是，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的誤差是造成裂縫的重要因素。由于設(shè)計(jì)師的相關(guān)方法過(guò)于保守，設(shè)計(jì)師完全根據(jù)設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行設(shè)計(jì)，缺乏專業(yè)的設(shè)計(jì)理念和質(zhì)量，在設(shè)計(jì)中沒(méi)有認(rèn)真調(diào)查工程的實(shí)際施工情況，如規(guī)模、荷載設(shè)計(jì)的一些基本參數(shù)與實(shí)際數(shù)據(jù)不一致，造成裂縫。在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)是最容易出現(xiàn)漏洞場(chǎng)鑄地板的施工設(shè)計(jì)和預(yù)制多孔板，它們有不同的承載力建筑物的墻，墻的剛度將會(huì)增加，削弱地板的剛度，所以裂縫會(huì)出現(xiàn)在墻體結(jié)構(gòu)的薄弱部位[7]。建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)不僅要符合相應(yīng)的規(guī)范，還要對(duì)具體的施工方法進(jìn)行研究和分析，確保結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的合理性和科學(xué)性，從而在更大程度上保證建筑工程的質(zhì)量。

3.4 混凝土收縮因素

在塑性狀態(tài)下，混凝土極易發(fā)生收縮現(xiàn)象，從而導(dǎo)致建筑結(jié)構(gòu)出現(xiàn)裂縫問(wèn)題。在凝結(jié)過(guò)程中，混凝土外部環(huán)境會(huì)和混凝土內(nèi)部材料發(fā)生水化反應(yīng)，導(dǎo)致混凝土表面出現(xiàn)失水現(xiàn)象，從而加大混凝土的坍落度，最終促使混凝土建筑結(jié)構(gòu)的表面產(chǎn)生裂縫。另外，施工單位常常不注重對(duì)混凝土澆筑結(jié)構(gòu)的覆蓋養(yǎng)護(hù)，混凝土內(nèi)的水分在受到外界環(huán)境作用下會(huì)隨之蒸發(fā)，從而改變混凝土水灰配合比，不能滿足施工標(biāo)準(zhǔn)與要求，最終導(dǎo)致建筑結(jié)構(gòu)表面產(chǎn)生裂縫。

3.5 不均勻的地基產(chǎn)生裂縫

使用地基時(shí)，房屋本身的重量及其承受的負(fù)載可以傳遞到地基上，并且在上部負(fù)載的作用下，地基力會(huì)繼續(xù)按一定角度散布。深度越深，傳播范圍越大。在相同深度處，應(yīng)力在中心處最大，而在兩側(cè)逐步減小?？紤]到地基土的不均勻性，建筑物地基的應(yīng)力分布也不均勻。這樣，建筑物的地基容易出現(xiàn)不均勻的沉降，并且建筑物的墻壁也會(huì)開裂[8]。另外，如果在設(shè)計(jì)施工階段不注意加固工作，開裂的問(wèn)題會(huì)變得更加嚴(yán)重，甚至可能導(dǎo)致垂直壁的傾斜。

4 建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的裂縫解決方案

4.1 荷載裂縫預(yù)防措施

影響建筑質(zhì)量的最大因素是承重裂縫。所以在施工項(xiàng)目中，必須加強(qiáng)對(duì)施工人員的監(jiān)督，加強(qiáng)對(duì)施工材料的檢查，避免偷工減料。如果沙子、水泥等材料不符合標(biāo)準(zhǔn)要求，混凝土一定不能滿足強(qiáng)度要求，荷載開裂是不可避免的。此外，為了確?；炷吝\(yùn)輸?shù)陌踩透玫谋４?，必須盡量減少膜內(nèi)坍落度。在施工中選擇混凝土和水泥材料時(shí)，應(yīng)盡量選擇好材料，使其符合相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，以確保選擇的水泥滿足混凝土強(qiáng)度等級(jí)的要求。

4.2 實(shí)現(xiàn)對(duì)溫度裂縫的有效控制

為了能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)溫度裂縫的有效控制，相關(guān)的工程設(shè)計(jì)人員需要結(jié)合實(shí)際的情況初步完成建筑工程結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)，防止過(guò)多凹凸結(jié)構(gòu)的產(chǎn)生。要想加強(qiáng)對(duì)建筑結(jié)構(gòu)溫度裂縫的有效控制以及預(yù)防，還需要相關(guān)的設(shè)計(jì)人員根據(jù)實(shí)際的實(shí)際建設(shè)規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)長(zhǎng)度以及高度開展結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)，以更好地使完工后的建筑滿足實(shí)際需求，降低建筑結(jié)構(gòu)和溫度之間所存在的關(guān)系，這樣即使材料發(fā)生相應(yīng)的變形，也基本不超出安全的范圍之外。

4.3 混凝土收縮因素的應(yīng)對(duì)措施

為有效解決因混凝土收縮造成的建筑結(jié)構(gòu)裂縫問(wèn)題，施工單位在進(jìn)行混凝土澆筑過(guò)程中，一定要制定與實(shí)施有效的混凝土結(jié)構(gòu)養(yǎng)護(hù)措施。尤其是在夜間進(jìn)行混凝土澆筑過(guò)程時(shí)，為減少混凝土水分的蒸發(fā)量，施工單位一定要對(duì)混凝土建筑結(jié)構(gòu)實(shí)施有效的覆蓋養(yǎng)護(hù)措施。與此同時(shí)，為保證混凝土材料始終保持適量的水分，施工單位一定要嚴(yán)格控制混凝土的運(yùn)輸時(shí)間，時(shí)間不宜過(guò)長(zhǎng)。

4.4 控制建筑材料的質(zhì)量

在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)過(guò)程中，有必要合理選擇混凝土原料，嚴(yán)格控制原料質(zhì)量。但是，從工程角度來(lái)看，原材料質(zhì)量通常是一個(gè)有問(wèn)題的環(huán)節(jié)。在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)過(guò)程中，有必要對(duì)原材料的質(zhì)量制定明確的規(guī)定，并在實(shí)際施工過(guò)程中對(duì)材料管理環(huán)節(jié)實(shí)施設(shè)計(jì)要求。優(yōu)質(zhì)的建筑材料可以降低建筑成本。除了在現(xiàn)場(chǎng)管理過(guò)程中加強(qiáng)材料質(zhì)量檢查外，還必須在設(shè)計(jì)階段闡明匹配的品種和規(guī)格。特別需要強(qiáng)調(diào)的是，必須嚴(yán)格檢查直接影響混凝土性能的原材料，例如水泥，沙子和礫石，并且可以使用高質(zhì)量的材料來(lái)減少開裂的可能性[9]。良好的材料質(zhì)量控制可以有效地控制由于塑性變形引起的結(jié)構(gòu)裂縫。在材料質(zhì)量檢驗(yàn)過(guò)程中，必須滿足相應(yīng)的抽樣檢驗(yàn)要求，采用適當(dāng)?shù)脑囼?yàn)和檢驗(yàn)方法，對(duì)結(jié)果進(jìn)行詳盡的記錄，并承擔(dān)材料檢驗(yàn)的責(zé)任。

4.5 加強(qiáng)對(duì)施工技術(shù)的管理與控制

混凝土施工是一項(xiàng)非常復(fù)雜的系統(tǒng)工程，在施工現(xiàn)場(chǎng)如果不能科學(xué)合理地應(yīng)用，將直接影響混凝土的應(yīng)用強(qiáng)度，導(dǎo)致建筑結(jié)構(gòu)出現(xiàn)裂縫問(wèn)題。從長(zhǎng)遠(yuǎn)來(lái)看，會(huì)給建筑物的使用安全性帶來(lái)嚴(yán)重的負(fù)面影響。企業(yè)應(yīng)加大新技術(shù)投入力度，掌握混凝土施工核心技術(shù)。設(shè)計(jì)人員在設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)將材料、技術(shù)、工藝的運(yùn)用進(jìn)行合理的組合，使混凝土的配比、時(shí)間、溫度等嚴(yán)格符合相關(guān)技術(shù)適用標(biāo)準(zhǔn)，避免出現(xiàn)嚴(yán)重裂縫給施工企業(yè)造成損失。需要注意的是，混凝土配比完成后一般需要在30min 內(nèi)將材料全部用完，若超出規(guī)定時(shí)間仍在進(jìn)行澆筑，會(huì)導(dǎo)致混凝土離析，使得結(jié)構(gòu)出現(xiàn)裂縫現(xiàn)象。工程設(shè)計(jì)師應(yīng)將類似的技術(shù)應(yīng)用注意事項(xiàng)在技術(shù)交底文件中重點(diǎn)標(biāo)注出來(lái)，提高施工人員的重視程度，從而促使建筑結(jié)構(gòu)裂縫得到有效控制。

4.6 沉降裂縫防治措施

（1）對(duì)建筑施工中的軟土和不均勻地基，進(jìn)行處理作業(yè)。在進(jìn)行有關(guān)設(shè)計(jì)工作前，應(yīng)當(dāng)進(jìn)行地質(zhì)勘查工作，根據(jù)有關(guān)地質(zhì)報(bào)告情況設(shè)計(jì)工程施工圖。對(duì)于部分情況復(fù)雜的地基，在完成地基開挖工作后，應(yīng)加強(qiáng)對(duì)地基松軟部位的加工處理。在加固工程過(guò)程中，要結(jié)合上層建筑，系統(tǒng)地考慮多方面的情況，確定加固工程及處理方案，確保方案的效率性、經(jīng)濟(jì)性和整體性。關(guān)于其上層建筑，為了進(jìn)一步強(qiáng)化建筑物整體的剛度，可以改變建筑物的體型，也可以應(yīng)用于柔性與輕型結(jié)構(gòu)。

（2）應(yīng)該切斷建筑物的基礎(chǔ)，將其分成幾個(gè)部分，使其能夠進(jìn)行自由的沉降活動(dòng)，更有效地避免裂縫的產(chǎn)生。沉降縫寬度的設(shè)置應(yīng)按照有關(guān)規(guī)定者的要求和規(guī)定進(jìn)行，并確保其科學(xué)性和合理性。同時(shí)，要注意沉降縫中不要有雜物掉落，以免對(duì)建筑物各部分造成隨意沉降影響。在窗框位置處，應(yīng)安裝鋼筋混凝土梁，以避免反梁的作用變形和垂直裂縫的形成。

5 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，混凝土裂縫問(wèn)題長(zhǎng)期困擾著工程界?；炷磷鳛橐环N應(yīng)用廣泛的建筑材料，其質(zhì)量的好壞直接影響著施工質(zhì)量。為了減少相應(yīng)的影響，相應(yīng)的研究人員應(yīng)該積極應(yīng)用各種新技術(shù)來(lái)減少或消除此類問(wèn)題。