建筑工程结构裂缝控制与处理技术研究

发表时间:2021/6/4   来源:《工程建设标准化》2021年2月第3期   作者:孙曰德
[导读] 混凝土是当下建筑建设过程中不可或缺的重要材料,应用极为广泛。
        孙曰德
        山东淄建集团有限公司,山东省淄博市,255000
        
        摘要:混凝土是当下建筑建设过程中不可或缺的重要材料,应用极为广泛。但由于混凝土的结构特殊性使得其极易受到周围不确定因素的影响,从而导致出现混凝土结构裂缝问题,对建筑的整体质量产生了极为不利的影响。对建筑结构设计中产生裂缝的成因进行分析,提出有效的策略给予控制,保证建筑结构设计的完整性与稳定性,推动建筑行业的稳健发展。
        关键词:建筑工程;结构裂缝;处理技术
        引言
        混凝土裂缝一直以来都是工程师们重点关注的问题,从工程实践的角度来看,现阶段的多数钢筋混凝土构件裂缝几乎已经成为常态化,只是其中部分裂缝较为浅显因此极难被人们所发现,并且不会对整体结构造成明显的损伤,因此允许其出现。部分裂缝长期处于高强度的荷载状态下,且在物理与化学因素下不断扩大,长此以往将会增大钢筋锈蚀或混凝土保护层剥离等不良现象的发生风险,甚至影响到结构的强度与刚度,缩短结构的使用寿命,因此根据不同裂缝制定科学合理的预防处理措施具有极为重要的现实应用价值。
        1建筑结构裂缝成因分析
        1.1温度因素
        在施工过程中因为体积较大的混凝土产生许多水化热,环境温度高及大气温度变化,极易出现裂缝。许多建筑物是由混凝土和砖石组成,固化时,因为水化作用,在短时间内混凝土温度上升,加上砖石温度保持不变,使得混凝土与砖石间存在温差。受到房屋结构限制,砖石及混凝土为两种不同材料,有不同的线膨胀系数,随着温度变化,墙壁及屋顶产生的内部压力以及温度变化成正比。如果部件温度负荷比剪切强度和拉伸强度高,就会有裂缝问题出现。除此之外,建筑物长期暴露在室外,当日照时间比较长时,将会降低建筑耐热性,使地板和墙壁间有间隙出现,从而出现裂缝。
        1.2材料因素
        水泥、骨料、水等是组成混凝土的主要材料,作为一种复合材料,不同材料的力学性能不同,在硬化过程中极易出现裂缝,这些裂缝不规则分布,一般不贯通,且是不可避免的,称这些裂缝为微观裂缝。钢筋、混凝土会相互影响,出现不同程度的变形,如果拉应力过大,则会出现裂缝,若细微裂缝汇聚,会导致整体变成更大的裂缝。
        1.3基础不均匀沉降,引起建筑主体的开裂
        建筑下部带多层裙房的建筑在现在设计中经常遇到,主楼处的荷载较裙房处的荷载大很多,基础设计时尽管按荷载大小设计了大小不同的基础,但是由于主楼基础荷载远大于裙楼基础荷载,主楼基础的沉降也远大于裙房基础的沉降,沉降差超过建筑材料的变形限值,构件就会产生裂缝。面积较大的建筑,地基持力层厚度变化很大的情况也很常见,在基础荷载相差不大的情况下,相邻基础持力层厚度相差较大,相邻基础的沉降差也可能导致建筑产生较大裂缝。
        2建筑结构裂缝控制措施
        2.1严格控制建筑结构设计
        在进行建筑结构设计时,设计人员必须调查清楚且充分考虑到影响混凝土裂缝的诸多因素,将建筑结构的整体刚度和整体承载能力提高。要充分考虑到建筑可能出现的不均匀沉降问题。为了防止建筑结构设计中出现裂缝问题,在建筑工程设计中,要对建筑体的荷载能力进行计算,并且对突发和不可调控因素进行预测,以提高工程设计的科学性和实用性。此外,在建筑结构长度超过相关规定的长度时,应在地下部位设置后浇带,一般设置在梁和楼板1/3处,宽度为800mm~1000mm,同时地上部位设置膨胀加强带,其宽度一般为2000m,内增15%水平钢筋,内掺12%的膨胀混凝土,这样能有效减少因沉降而产生的裂缝。


        2.2合理选择材料
        建筑工程开展施工需要运用到的材料有很多,并且针对不同环节需要运用材料也存在一定差异,若出现材料质量不过关、不符合施工标准要求等情况,不仅会引发裂缝问题,还会威胁到整体结构质量,相应性能发挥也会大打折扣,为此要对材料进行严格把控。实践中需要根据建筑结构设计要求,对各部分施工材料类型、规格、数量、性能等加以明确,并委派专门人员对这些材料进行采购,在这过程中也要货比三家选择综合资质比较好的供应商进行合作,同时在材料使用时对材料质量、规格等进行一一检验,以避免因为材料因素而引发裂缝问题。
        2.3施工过程严格把关
        为杜绝建筑工程裂缝产生,就要对施工过程进行严格把关,主要是因为建筑工程施工包含内容众多,施工中一旦出现工艺把握不牢、操作不规范等问题,不但会引发裂缝问题,还会威胁整体工程质量。尤其是针对建筑混凝土施工,其质量控制好坏将直接影响到整体建筑结构安全性和稳定性,为此需要对混凝土施工技术进行深入研究,并指导施工人员严格遵照工艺标准要求进行操作。如:在混凝土浇筑施工中,除了要对施工环境可能造成影响进行考虑以外,还要对工艺技术进行优化创新,实践中可以通过分层浇筑施工的方式,降低外部环境对浇筑质量产生的不良影响,针对出现的温度较高情况,还可以采取埋设水管措施,使混凝土内部外温度保持一致,混凝土结构抗裂性能也会明显提升,同时对钢筋凝土结构施工位置进行科学设置,在保证钢筋结构不会受到混凝土施工影响的同时,利用建筑结构梁体、楼板之间混凝土材料强度等级保持相同、节点核心区域混凝土强度等级与墙柱混凝土材料保持相同等措施,维护整个建筑结构稳定性。另外,在出现建筑梁柱墙混凝土等级超过底板混凝土强度情况时,需要对节点核心区域混凝土强度大小进行科学调整,实践中可以在验算以后采用加大节点区域配筋、增配抗裂钢筋等措施,防止交接部位出现裂缝情况,建筑结构承载和抗裂能力也会得到进一步提高。
        2.4保温或保湿养护
        为消除浇筑混凝土后所产生的内外温差现象,在夏季应对混凝土结构做保湿处理,冬季则应做好保温养护工作。以大体积混凝土为例,在其处于终凝状态的情况下,由于其表面储存了一定比例的水,因此本身具有一定程度的隔热与保温效果,将内外温差进一步缩减从而降低了裂缝加重风险。部分基础工程,尤其是在完成大体积混凝土结构拆模工作后,则应缩短填土时间,以避免出现气温骤变带来的不良影响。
        3裂缝处理方法
        在结构承载力不受到较大影响的情况下,建议采用表面修补(较窄缝隙中适用,可以选择应用薄膜或是环氧类树脂等材料修复缝隙)或充填法(先将裂缝凿成V型,接着以树脂砂浆作为填充材料,也可选择沥青等);而若是为了避免出现处理裂缝影响到结构安全性的情况下,可以选择围套加固法或是钢筋加固法。所谓围套加固法,就是在裂缝周围尺寸允许的条件下,选择在结构外侧包裹钢筋砼围套,继而实现钢筋截面的增加目标,将其承载力进一步提升。而钢筋加固法则是选择应用U型螺栓或钢套箍紧构件,从而有效避免裂缝的进一步扩大,刚度与承载力均将会有进一步提升。加固完毕后,应核验钢套与混凝土表面是否处于亲密接触状态,以充分发挥其加固效果。
        结束语
        综上所述,建筑施工过程中混凝土裂缝的预防与控制,一直以来都是施工人员与技术人员重点关注的问题,而一旦处理不当将会导致混凝土的强度与刚度被严重削弱,甚至影响到其使用寿命。因此,应不断完善裂缝的处理流程,选择应用科学的处理方式,为建筑行业的未来发展奠定坚实的基础。
        参考文献
        [1]王晓羽.建筑结构设计裂缝成因及控制策略分析[J].建材与装饰,2020(05):86-87.
        [2]王颖,周正.对建筑结构设计中控制裂缝解析[J].居业,2019(11):13-14.
        [3]张靖宇.土木工程建筑结构中存在的问题及对策[J].砖瓦,2020(09):82-83.
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