摘要：随着城市人口日益增多，人均所占的建筑空间日益减少，城市用地越来越紧张，因此高层建筑应运而生，成为城市建筑的主要发展方向。作为高层建筑的主要材料和结构体系，钢筋混凝土是首选。但是由于混凝土的种种缺点，如匀质性较差，抗拉强度较低，以及膨胀收缩、徐变等特性，在实际工程中，经常会由于设计、施工和使用不当等原因，导致混凝土构件与结构出现不同程度的裂缝，从而影响了建筑物的正常使用，甚至会造成严重破坏。所以，解决和防治混凝土结构中的裂缝，保证施工质量，对于高层建筑来说是一个特别重要的问题。
关键词：高层建筑；混凝土；裂缝；控制措施
引言：
引起高层建筑混凝土构件产生裂缝的原因是多方面的，如混凝土组成材料的特性、建筑结构的设计、混凝土的配制、浇筑养护以及后期使用等，这些因素中都很容易产生裂缝。从混凝土的组成及硬化机理上讲，混凝土构件出现裂缝是不可避免的，但裂缝的产生，从建筑美观来说，会受到影响，同时还可能产生渗漏，就会影响建筑物的使用功能，影响混凝土结构的耐久性，造成二次装饰装修损坏；裂缝的发展影响到结构构件的承载力和安全，甚至会危害到人身安全，造成生命财产不可估量的损失。对于一般业主而言，他们不具备混凝土结构的相关专业知识，对混凝土结构中肉眼可见的裂缝（宽度一般不小于0.05mm）往往就怀疑到房屋得安全性，怀疑地基基础与主体结构的质量，也会产生不必要的纠纷。因此，分析高层建筑结构中混凝土构件裂缝产生的部位、原因，并在此基础上提出相应的解决措施已是高层建筑设计、施工所面对的一个重要课题。
1、高层建筑混凝土裂缝产生的原因
1.1高强混凝土产生的裂缝
近年来C40～C60等中高强混凝土已广泛应用于高层建筑中，甚至C80～C120的高强混凝土在具体工程中也已有应用[1]。由于高强混凝土采用的配合比设计多为低水灰比、高标号水泥、高水泥用量、使用高效减水剂及掺加超细矿粉，其收缩机制与普通混凝土就有所不同。高强混凝土中的水泥用量大多是普通混凝土的1.5倍～2倍，在混凝土生成过程中，更易出现收缩裂缝。高强混凝土因采用高标号水泥，在混凝士硬化过程中，混凝土的最高温升也将加大，从而使混凝土的温度收缩应力加大。综合各种原因，就可能导致温度收缩而产生裂缝。
1.2大体积混凝土基础产生的裂缝
对于高层建筑来说，经常会出现超过2m厚的基础底板。因为基础底板是主要的受力构件，所以对其整体性要求较高，一般采用一次性整体浇筑，而对于大体积混凝土的浇筑来说，各种大体积混凝土裂缝主要是温度变化引起。由于混凝土体积大，浇筑后在升温阶段，集聚在内部的水泥水化热不易散发，导致混凝土内部温度显著升高，而产生内部压应力，在外表面产生拉应力，由于混凝土抗拉强度低，所以可能产生表面裂缝；在降温阶段新浇混凝土因存在较强的地基或基础的约束而不能自由收缩，此时产生的拉应力大于升温时产生的压应力，当差值过大时，在混凝土内部就会产生裂缝，最后有可能形成贯穿裂缝。
1.3大截面钢筋混凝土梁的施工裂缝
高层建筑由于上部结构型式和下部不同，一般存在转换层。对于高层建筑结构来说转换层是整个结构的关键部位，在设计上一般都要求混凝土二次浇筑，转换层梁承担着巨大荷载。另外对跨度有较大要求的公共建筑如也存在着相当数量的大截面混凝土梁，这些梁在截面上同高层建筑转换层大梁相比稍微小一些，但其长度较长且跨数多，在混凝土的浇筑施工中极有可能产生沉降裂缝、收缩裂缝及温度裂缝。
1.4施工不当产生的裂缝
钢筋混凝土构件产生裂缝主要有以下几方面原因：1）钢筋位置的不准确；2）由泵机运输的混凝土由于装载不当等原因造成的裂缝；3）没有按规范要求搭设模板、模板支撑体系的刚度偏小和过早拆除模板导致产生裂缝。
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2、建筑混凝土裂缝的控制措施
2.1做好施工前的设计和准备工作
在建筑结构设计中，应处理好处于约束状态下的结构设计，当结构没有足够的变形余地时，在结构设计中合理配置构造钢筋，防止裂缝的产生；设计中应尽量避免结构断面突变带来的应力集中，如因结构或造型方面原因等而不得以时，应充分考虑采用构造配筋等加强措施；积极采用补偿收缩混凝土技术。在楼板设计时，充分考虑楼板刚度平衡及混凝土工作特性，对房屋的阳角及跨度较大的楼面板，可设置双层双向通长钢筋，阳角配筋应加大且增设放射筋；板筋应适当加大加密。管线敷设走向垂直于混凝土的收缩和受拉方向时容易产生收缩裂缝。在管线设计时，楼板内不应预埋水管。当预埋其他管线时，应布置在板上、下两层钢筋中的中和轴附近，并宜与钢筋成斜交布置。管线布置应避免立体交叉，严禁3层及3层以上管线交错叠放，必要时宜在管线集散处增设垂直于管线的钢丝网、增加双层双向抗裂构造配筋等加强措施，提高混凝土的抗拉强度。
2.2原材料的控制
选用低水化热的水泥品种能有效降低水化热、减少内外温差，可选用矿渣硅酸盐水泥、普通硅酸盐水泥。在保证混凝土强度的前提下尽量减少水泥用量、减少内外温差。对于有抗渗要求的屋面混凝土，可掺入适量膨胀剂起到补偿收缩作用，防止裂缝的产生。选用具有减水、增强和缓凝的外加剂，可提高混凝土的流动性、粘聚性及泵送性和抗渗性能。砂的粗细程度对于混凝土的强度有明显影响，在泵送混凝土宜采用级配良好的中砂，根据混凝土强度选择合理的砂率，在保证混凝土流动性基础上可减少用水量和水泥用量，降低水化热提高混凝土的抗裂性能。对抗裂要求较高的楼板，可采用在混凝土中加入纤维如钢纤维、杜拉纤维提高混凝土抗裂性能。
2.3施工工艺控制
对高层建筑板面混凝土施工时，混凝土泵送出料口宜采用布料机施工作业，使混凝土在施工作业面布料均匀；要求做到振捣密实，严格防止混凝土漏振现象的发生。对面积大的板面，对浇筑后混凝土在振动界限前用平板振动器给予二次振捣，不但能防止采用振动棒振捣局部密实不均匀，而且能排除混凝土在粗骨料、水平钢筋下部生成的水分和空隙，增加混凝土的密实度，提高混凝土的抗裂性能。钢筋在楼板混凝土中抗拉受力，起着抵抗外荷载产生的弯矩、防止混凝土收缩和抵抗温差应力防止发生温差裂缝的作用，这一作用必须在钢筋上下有合理的保护层，使水泥有效与钢筋结合；在楼板混凝土施工时，对施工过程中所破坏的钢筋进行整修，特别注意支座等容易产生裂缝位置钢筋的保护。
2.4混凝土浇筑后养护的控制
刚浇筑后的混凝土水化速度较快，首先，采用覆盖保湿的办法创造适宜的潮湿条件防止混凝土表明脱水而产生干缩裂缝。其次，保温养护是混凝土施工的关键环节，其目的主要是降低大体积混凝土浇筑体的内外温差值以降低混凝土块体的自约束应力，达到防止或控制温度裂缝的目的。再次，适当提高养护环境温度有利于减少内外温差、缓解降温速度，从而减小温度应力，也有利于混凝土强度增大和应力松弛发挥作用，可以避免混凝土因表面干裂而产生的塑性收缩。养护期间混凝土表面温度与其中心温度之差不大于25℃。最后，加强现浇板浇捣的养护工作。忽视对混凝土的养护，既会降低混凝土的强度，又易使其在硬化过程中失水得不到及时补偿而产生裂缝，尤其在高温下施工，更应经常浇水养护，这样既可减少因温度产生的裂缝，也可降低由于混凝土的收缩而产生的约束应力，有效控制裂缝。
3、结束语
对高层建筑，混凝土裂缝的防止更为重要。本文通过对混凝土裂缝的产生原因和防治措施进行分析研究，为今后高层建筑结构混凝土裂缝的控制提供了依据。随着高层建筑的普遍应用以及混凝土施工技术的日益提高，高层建筑混凝土裂缝的防止工作也会得到不断发展提高的。
参考文献：
[1]韦林文．高层混凝土结构裂缝分析与防治（J）．河南建材．2009，，6：68-69
[2]粟宇华，刘中云.高层混凝土结构裂缝形成的原因与控制措施（J）．四川建筑．2009，1（35）：37-38
[3]张良泉.高层建筑施工中的混凝土裂缝控制（J）．建筑科学．2009，9：69
论文作者:王烨
论文发表刊物:《基层建设》2019年第1期
论文发表时间:2019/3/28
标签：混凝土论文; 裂缝论文; 高层建筑论文; 应力论文; 钢筋论文; 楼板论文; 水化论文; 《基层建设》2019年第1期论文;