中设设计集团股份有限公司上海分公司 上海 200092
摘要：建筑工程进行结构设计时，只有结合工程中实际的地质环境，对建筑结构形式进行优化设计，在设计中采取相关技术措施，做好裂缝防控。施工中强化监管，严格按照相关施工规范施工，各项指标满足设计要求才能确保建筑物质量，提高建筑物使用性能。
关键词：建筑工程；结构设计；裂缝防冶
要想保障建筑物的整体质量，不仅要提高结构设计的创新理念和建筑施工技术，还要加强相关单位对裂缝问题的重视，才能进一步为延长建筑的使用寿命创造条件，才能为建筑单位谋取更宽、更高、更广的发展空间提供帮助，才能更好地为建筑单位提高市场竞争力和企业形象奠定基础。
一、建筑工程裂缝类型及产生原因
1、塑性变形引起的裂缝
由塑性变形造成的混凝土裂缝一般出现在硬化前，这是因为混凝土在硬化前一直处于塑性状态，而上部建筑的均匀沉降会受到一定限制，导致结构产生裂缝。在混凝土结构建筑物中，如果混凝土的表面积增大或者钢筋直径过大、骨料粒径过大，都会使得混凝土水平方向的收缩比垂直方向的收缩困难，进而造成混凝土不规则裂缝，此类裂缝相互之间的间距在0.3—1.0mm范围内，表现形式为相互平行，并且裂缝本身都会存在一定深度。
2、结构裂缝
随着现代建筑工程施工工艺及水平的提升，现浇楼板已逐渐取代预制多孔板，现浇楼板的楼面优点在于其承载能力一般都能满足设计强度的要求而且整体性较好。但若用现浇楼板代替预制多孔板时，会增大楼板的刚度，造成原有墙体的相对刚度的降低，从而有可能导致在墙体刚度较薄弱的部位或者一些墙体的截面突变部位产生裂缝。
3、应力裂缝
应力裂缝即因应力而产生裂缝，其主要原因是混凝土结构在因各种原因而产生收缩时会自动出现应力而使得裂缝产生。因应力而使得裂缝产生的主要表现形式包括混凝土自身的收缩、混凝土因干燥而产生收缩，混凝土在塑性的过程中产生收缩以及炭化而出现的收缩。混凝土在浇筑完成以后，混凝土会慢慢硬化，在这个过程当中，混凝土内部的的水分会逐渐蒸发，使得混凝土的体积会不断减小，从而导致混凝土收缩现象的产生，但是混凝土在进行收缩的过程当中因受支座的影响不能自行伸展，若约束应力到达极限，混凝土板就会开裂。
4、温度应力造成的裂缝
此类裂缝的形成主要是由于混凝土浇筑完成后，难以将聚积于混凝土内部的水泥水化热散发出去，混凝土内部温度相对较高，而混凝土外表由于与外界接触，其表面温度会因外界环境的影响热量散发较快，从而导致混凝土内外部分的温差较大，造成混凝土表面产生拉应力，而内部则出现压应力。而混凝土由于刚完成浇筑不久，龄期较短，其抗拉强度不足，从而造成表面拉应力大于混凝土自身极限抗拉强度，在混凝土表面出现温度裂缝。
二、建筑工程裂缝控制措施
1.对建筑平面进行科学设计
在对建筑进行规划设计时，注意平面规则状态的保持，对建筑长、高度设计要尽量满足相关规定，建筑物长度尽量不大于温度伸缩下的最大间距，如果结构总长度超过规范要求，变形缝按相关规范进行设置，如果主楼同周围建筑存在较大高差，应在相关设置后浇带或者是沉降缝，在其两侧结构施工完成60天后，采用比后浇带两侧构件混凝土强度等级高一等级的微膨胀混凝土进行浇筑；并对基础沉降造成的裂缝进行有效控制。
2.对混凝土材料提出要求
1）混凝土原材料应采用低收缩、低水化热水泥，包括硅酸盐水泥和普通硅酸盐水泥，水泥强度宜为42.5级，后浇带带外主体结构均采用补偿收缩混凝土，限制膨胀率要求大于等于0.020％，后浇带、膨胀加强带均采用微膨胀混凝土，限制膨胀率要求大于等于0.025％，从而减少混凝土的初期开裂和温度收缩裂缝。2）控制水泥用量，掺入适当的粉煤灰和外加剂、控制水胶比。3）控制砂石骨料含泥量和级配、合理选择混凝土配合比。4）施工应注意控制混凝土外加剂的品种、质量和剂量。
3. 结构中添加抗裂纤维
混凝土作为抗压强度高、成本低廉、应用最为广泛的建筑材料，存在着固有的弱点——抗拉强度低、抗裂性差、韧性小等，因此也限制了混凝土性能的充分发挥。目前，在混凝土中添加纤维来提高混凝土耐收缩断裂性（如钢纤维、合成纤维、天然纤维、聚丙烯晴纤维等）是近年来研究和应用最为广泛的途径之一。
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4. 配筋控制：
1）构件配筋考虑温度变化和混凝土收缩影响。2）适当提高结构的最小配筋率，采用双层贯通钢筋。由于地下室外墙养护较困难，受温度影响大，水分蒸发速率大，容易开裂，为了控制温差和干缩引起的垂直裂缝，适当提高墙体的水平钢筋配筋率，钢筋间距控制在150mm。3）结构在形状变化、刚度突变、孔洞凹角等部位容易在温差和收缩作用下开裂，在这些关键部位增加构造配筋可以控制裂缝。
5.控制构件厚度
建筑结构在设计过程中必须对钢筋的锚固还有耐久性精准掌握，对于施工中现浇构件一定严格控制最小厚度，多需要控制到L/30-L/35范围，其中L为板计算跨度，对于民用建筑来讲此数值应≥10cm。而在施工过程中需要结合施工的实际状况及构件的具体情况选择最为适合的厚度，确保施工中各项指标数据都处于有效的范围之内。
6.控制预防温度应力裂缝
建筑施工过程中一旦出现温度应力裂缝，直接影响工程质量，设计人员在设计中对布局形式应首先要考虑平面规则、受力结构简单的形式，而凸凹性设计结构不能过多使用，这样能够避免因为温度应力过于集中而导致的裂缝。要将材料变形都控制在一个较小范围内，这样才能够避免施工过程中因温差过大、变形集中而出现裂缝。对于建筑砌墙结构下纵墙应尽量少设置门窗，如果必须设置，门窗及门洞不能开的过大，一定要确保纵墙的抗剪面积，提高墙体抗剪性能。当然温度应力裂缝的产生同建筑墙体还有面板温度间的温差相关，屋面面板保温效果是否良好同裂缝程度直接相关。
7. 做好混凝土浇筑过程控制
在混凝土浇筑前首先要明确混凝土浇筑数量，容易产生裂缝的部位，以及该部位与施工缝之间的距离，混凝土运输距离、混凝土振捣方式，浇筑时间等，统筹规划，合理调配混凝土，避免因等待时间过长或混凝土供给不及时等人为因素造成施工裂缝的产生。在浇筑完成后，由于骨料在重力作用下沉降，上层混凝土骨料含量相对较低，再加之混凝土本身有泌水性，容易在表层产生收缩裂缝，因此在混凝土终凝前，要对混凝土材料表面进行二次抹压处理。当楼层建筑中的混凝土浇筑完24小时内，应避免施工材料吊卸对混凝土结构造成的振动，在混凝土达到终凝后方可分批吊运小型施工材料，同时要注意轻卸轻放，不能集中放置，待楼板混凝土强度达到规范规定强度后方可进行楼层墙板或楼面模板正常支模施工。为了减少楼板裂缝的出现，可在新浇筑的混凝土材料表面铺设木模板或脚手板等，分散集中应力，增强混凝土材料的刚度、减少弹性形变以及增强其抗冲击振动能力。
8. 提升养护工作
对于建筑工程来说，其中一个经常没有引起重视的环节就是混凝土的养护问题，一般来说，设计图纸中都会说明混凝土的保养时间，在混凝土浇筑结束的十二小时之内对混凝土采取相关措施进行保温和保湿是混凝土养护的最好的时间以及手段，并且混凝土的养护时间要根据材料以及施工的环境来进行确定，主要是保障混凝土在整个过程当中的温度和湿度达到标准，并且随时做好测量以及记录。用薄膜纸进行覆盖，保障混凝土的湿度也就是使混凝土始终有一定的水分，从而避免裂缝的产生。
三、建筑工程裂缝修复措施
1.修补法
在修补法中对裂缝采用环氧树脂胶结料加玻璃纤维或者是聚氨醋涂膜涂刷是最为常用的两种修补方法。如果用环氧树脂胶结料修补，要先将环氧树脂胶在一定比例下来适配，对适配后结料全面检验，检验合格之后方能使用。涂刷前要确保墙面干燥、清洁、结实，然后在平整的墙面上均匀涂刷环氧打底料。墙面如果凹凸不平需要先用腻子料将其填平修补，待墙面自然固化之后再在墙面将玻璃纤维布均匀粘贴1-3层。
2.充填法
1）用高速旋转的切割圆盘、风镐或者是钢钎将裂缝变大变宽；2）通过上述措施让裂缝变大，当裂缝扩大成梯形似的槽状或者呈“V”状的时候要对裂缝进行仔细清洗，清洗之后用适量成品速凝堵水剂在上面均匀涂抹；3）压抹的时候应分层进行，这样压抹效果才会更好。充填过程中对于速凝剂我们多是选择水泥砂浆、环氧砂浆、沥青油膏、高分子密封材料等这些，这样的速凝剂能够让裂缝很快封闭。当然如果裂缝在修补过程中具备结构强度等特殊要求，在充填中采用环氧砂浆填充则是更为适合的。
结束语
我们在对建筑工程的结构进行设计的时候，要根据建筑工程的地质环境以及结构的形式等来研究比较科学合理的结构设计和防控裂缝的方法，另外，我们还应该对工程的施工加强监督，使得施工企业能够严格按照规定来进行施工，从而保障建筑的安全以及正常使用。
参考文献：
[1]贾列，刘世铮.对建筑结构设计中裂缝控制措施的分析与研究[J].科技创新与应用，2015，（08）.
[2]王立军.从建筑结构设计谈混凝土结构的裂缝问题[J].中华民居（下旬刊），2014，（06）.
论文作者:徐冠华
论文发表刊物:《建筑科技》2017年第21期
论文发表时间:2018/2/26
标签：混凝土论文; 裂缝论文; 应力论文; 结构论文; 建筑论文; 温度论文; 楼板论文; 《建筑科技》2017年第21期论文;