建筑结构工程裂缝的管理及分析防治董静江

建筑结构工程裂缝的管理及分析防治董静江

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摘要:随着经济的增长,同时也带动了建筑业的快速、持续的发展。建筑物的安全和美观越来越受到人们的重视,建筑物的裂缝影响建筑结构的整体性和使用功能,也会给用户造成不安全感,但是只要裂缝在不危及结构安全和使用时却容易被人们忽视。然而有裂缝建筑物在地震荷载等随机载荷的作用下,往往容易引起前提破坏,因此在建筑设计和施工过程中应采取相应的预防措施,使裂缝得到有效的控制。

关键词:建筑工程;结构设计;裂缝成因;措施

一、导致建筑结构裂缝问题出现的具体原因

1、混凝土原材料质量不过关

混凝土由由水、石子、水泥、砂石、外加剂等多种原材料混合而成,构成混凝土的这些原材料的质量直接影响到混凝土的质量,而混凝土的质量好坏对建筑结构的温度有着最直接的影响。各种原材料不仅质量要达标,并且混合的相关比例也必须严格按照标准进行,并且原材料要进行充分混合搅拌,防止出现混凝土质量问题造成建筑结构裂缝。

2、塑性沉降、收缩裂缝

塑性沉降裂缝的出现通常会给建筑物的质量造成严重的影响。而分析塑性沉降裂缝产生的主要原因,我们发现,在建筑施工过程中,尤其是在混凝土的浇注过程中,如果出现阻碍骨料沉降现象,则往往会伴随着裂缝的出现。通常造成这种阻碍现象发生的因素是一些建筑辅助性的材料。如果,在建筑施工中,没能按照操作规定对模板进行绑扎也可能导致塑性沉降裂缝的出现。塑性收缩裂缝通常出现在建筑物的表面,但是塑性收缩裂缝的形成受到很多环境因素的影响,但是分析其产生的多种因素,发现当混凝土表面的水分出现蒸发过快,或是模板吸收水分过快是导致塑性收缩裂缝产生的主要原因,也就是说在建筑结构混凝土浇注之后,在塑性状态下混凝土表面的水分会出现蒸发过快的现象,同时,又由于在浇注后没有及时的将建筑物表面进行有效覆盖,进而导致裂缝的出现。这种情况在天气恶劣的情况下更容易发生。

3、温度裂缝

温度裂缝产生的原因是由于温度、焊接和混凝土内部的水化热作用影响,冷热变化比较显著,导致混凝土内部结构的收缩或者膨胀,导致出现裂缝。这几种原因产生的裂缝也不太相同,环境温度产生的裂缝往往会出现在杆件截面,焊接产生的裂缝往往出现在焊接周边,水热化产生的裂缝多平行于结构的短边。下面我们将详细的分析这三类原因引起的裂缝。

(1)由于温度引起的裂缝主要出现在高温车间、冷藏室等一些温度骤变比较大的环境中,这些裂缝一般平行于梁板结构的短边。

(2)混凝土在浇筑后,会慢慢的硬化,在这个过程中,水泥本身会释放出比较多的热量,这就会提高混凝土内部的温度,这样混凝土内外部温度会出现较大的不同,此时如果未采取有效的治理措施的话,就会出现裂缝。

(3)焊接裂缝预制构件安装时预埋件因焊接措施不当,也会使周边的混凝土产生裂缝。因此,在焊接时,尽量采取分层分段焊接的方法,并对预埋件周围的混凝土做好隔热处理,避免焊接时温度过高使局部的混凝土产生裂缝。

4、混凝土收缩变形引起的裂缝

混凝土收缩裂缝根据其形成的时间分为硬化前、硬化中和硬化后裂缝;初凝和终凝阶段是混凝土胶结硬化的重要过程,也是裂缝的多发期,其龟裂就是常见裂缝之一。同时,混凝土因硬化而体积缩小,楼板四周受支座梁体的约束而不能自由伸展,当收缩引起板产生的约束力超过一定程度时,早期混凝土强度极低又不足以抵抗,就会在板应力相对较集中的板角处开裂,其走向与板的对角线相垂直。引起裂缝的原因包括:混凝土水泥用量、含水量、水灰比、坍落度等过大,骨料级配差;振捣不实或混凝土浇筑后气温高未及时养护或养护不到位,风吹日晒后表面水分蒸发过快而急剧收缩开裂等。一般商品混凝土的收缩量要比现场搅拌混凝土大。现浇混凝土楼板未能连续浇灌而设置施工缝后,新旧混凝土间形成接缝,如处理不当,也容易因收缩而发生裂缝。

5、建筑工程结构设计不合理

建筑结构设计是建筑工程施工的参照依据,建筑结构设计的合理与否对建筑工程质量产生最直接的影响,可以说合理的建筑结构设计是建筑工程施工质量的重要保障。当建筑结构设计中房梁的跨度过大、建筑楼板设计过薄、配筋分布位置不合理、附加吊筋以及各种结构缝设置不当等设计缺陷,都会导致混凝土结构出现裂缝。

二、建筑结构裂缝的防治

1、防治建筑结构温度裂缝的措施

采用改善骨料级配、掺混合料、或加引气剂塑化剂等措施以减少混凝土中的水泥用量,在混凝土拌合时可在水中加冰块,或将碎石冷却后再拌合以降低混凝土的浇筑温度;热天浇筑时应减少浇筑厚度,利用浇筑层面散热。可在混凝土中埋入冷却管,通入冷水降温。合理规定拆模时间,不得为赶工期而提前拆模;当气温降低幅度大时应进行表面保温,防止混凝土内外温差过大。

2、针对混凝土沉降及收缩的防治措施

沉降现象的发生跟混凝土的质量有直接联系,所以要想有效防止出现沉降裂缝,就务必将运输混凝土的时间最大限度地缩短,确保混凝土内部的水分保持适量,同时确保振捣混凝土的频率均匀,防止因出现混凝土离析分层现象而产生裂缝。与此同时,相关施工人员要做好对浇筑混凝土的养护工作,夜间及时覆盖混凝土浇筑结构构件,有效控制其内部水分的蒸发速度,防止产生收缩裂缝。

3、控制好建筑混凝土结构开裂质量

(1)选用合格的材料及配料

在选用水泥时,应选择水热化较低的,严禁在施工中使用不合格的水泥;采用质地坚硬、表面粗糙的石料制作粗骨料,其空隙率较小,不会发生碱性反应,且石料理的有害物质含量不能超过相关规定;采用空隙较小、颗粒较粗、含泥量较低的中型砂石制作细骨料;要适当使用外加剂,如减水剂等,以有效改善混凝土的工作性能,积极降低用水量,尽量减小配料收缩;在混凝土的配置过程中要准确计算计量,严格控制好水泥跟水灰之间的比例,当混凝土出现离析时一定要重新搅拌均匀才能够进行浇筑等。通过这一列的防治措施将有效降低甚至消除因材料因素产生的裂缝。

(2)优化建筑结构设计

要做好建筑结构设计的前期工作,综合分析建筑物的结构类型、承载基础及地基类型,使结构布置尽量合理。横墙的间距不宜超过建筑物高度的1.5倍,建筑物的长高比一般宜控制在2.5以下。高度、荷载差异较大的部位容易产生由于地基的不均匀沉降导致的裂缝,因此在适当的部位应设置沉降缝。为了避免温度裂缝的产生,要从设计上采取预防措施,对于总长超过45m的长条形建筑应设置温度伸缩缝;非承重墙的厚度,宜设为240墙,以加强内墙对温差的抗变能力。屋面承受的温度变化最大,产生温度应力也最大的,在设计过程应采取加强措施。

(3)有效控制施工质量

钢筋混凝土的模板构造要科学合理,防止各个模板杆件之间发生变形而造成混凝土裂缝的产生;模板及支架要具备足够强的刚度,防止因施工荷载的压力作用造成模板变形过重产生裂缝;相关施工人员的拆模时机应控制好,不能拆得过早,要确保早龄期混凝土不会出现损坏及开裂等现象,当然,拆模时间也不能太晚,不能错过混凝土水热化的峰值,也就是不能错过混凝土的最佳养护接入时机。在浇筑混凝土时,应确保振捣适度且均匀,防止离析现象发生;加强养护早期混凝土,并科学延长养护的时间,在温度低、气温高、风速大等环境下更要及时喷水,或采用覆盖保湿膜等措施防治建筑结构产生裂缝。

结语

综上所述,建筑结构出现裂缝是一个普遍性的现象,也长期困扰着技术人员。裂缝在大多工程中虽然不可避免,但却可以控制。虽然它们的成因比较复杂,影响因素也多,但是,我们也完全可以通过针对成因、预防为主、加强设计施工的管理等方面的综合考虑,并严格遵守相关的设计规范和准则,以减少裂缝的产生,从而确保结构的安全、避免不必要的损失。因此,做好钢筋混凝土结构设计中的裂缝控制工作,是我们长期而重要的任务。在设计阶段很好控制裂缝,才能保证建筑结构的各种性能良好。

参考文献

[1]杨奕丰.初探建筑混凝土结构裂缝的成因与防治措施[J].福建建材,2014,10:88-90.

[2]李要飞.建筑结构设计裂缝成因及控制措施探析[J].中华民居(下旬刊),2013,10:24-25.

[3]吴庆.探讨建筑结构设计中裂缝成因及防治[J].中国建筑金属结构,2013,18:136.

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