建筑结构设计中裂缝控制措施的研究

发表时间:2021/8/11   来源:《工程建设标准化》2021年36卷9期   作者:陈培军
[导读] 建筑工程的结构设计是建筑物的重中之重,
        陈培军
        深圳市深汕特别合作区土地资产运营管理服务有限公司 广东省深圳市518260
        摘要:建筑工程的结构设计是建筑物的重中之重,关系到工程质量和投入使用后的业主安全问题,而裂缝问题又是结构设计中最常出现的问题之一。因此,可以在工程设计环节进行优化改进从而解决裂缝问题。裂缝产生的原因会因建筑材料的不同而不同,同时也受到气候环境的影响,这就需要从建筑的结构设计上入手,同时控制好施工的每一阶段,最大程度避免裂缝产生,以及连带产生的其他质量隐患,全面提升建筑的质量和安全性能。对于裂缝问题,找出其关键原因和有效解决措施,就可以从根本上改善结构设计质量。
        关键词::建筑结构;裂缝;优化措施
引言
        当前建筑工程数量日渐增加的过程中,越来越多的工程结构面临着结构裂缝的难题,当出现结构裂缝后,如未及时进行裂缝的控制与处理,裂缝在不断扩展的过程中将会引起更为严重的工程质量安全问题。因此,结构裂缝将会使混凝土结构的使用寿命大幅缩短,对工程安全、效益等都是极为不利的。各个工程企业在实际的施工建设过程中,都应该从结构裂缝的形成机理出发,采取有效的裂缝控制方式,最大限度上保障结构性能,为人们提供安全、稳定的建筑结构。
1裂缝的特点
        要找到裂缝产生的原因,首先就是分析裂缝产生的原因以及裂缝的特点,才可以更具有针对性。裂缝的特点有以下几个:第一,裂缝的方向一般为竖向裂缝,其长度受到墙体的高度影响,墙体中间的位置裂缝是最宽的,并以此为中心向两侧逐渐变细而消失;第二,裂缝分布比较集中,数量较多,宽度在0.3mm之内,墙体中间裂缝数量大于两端且裂缝最大;第三,裂缝一般在拆模后产生,温差变化对裂缝产生影响很大,裂缝在大气中暴露后,时间越长裂缝数量越多,但不影响裂缝宽度,同时修补后的裂缝依然有着轻微漏水现象。
2裂缝的产生原因
        2.1温度原因
        由于混凝土结构会受到温度热胀冷缩的影响,当结构本身的性能难以应对温度作用时,就会出现结构裂缝。建筑工程结构施工作业结束以后,因为建筑结构中的内部空间是非常大的,结构内外部温度差值较大的情况下,就会导致膨胀的温度应力产生,甚至在一些条件下会伴随渗透压力的存在,在这些作用力下,结构裂缝出现,整体结构的完整性、安全性不足。
        2.2建筑结构变形
        混凝土梁板是土木工程建筑中受力结构和传力结构,在工程施工过程中,如果梁板强度不过关,或施工人员没有严格按照标准规范进行拆模,会导致梁板产生裂缝。另外工程投入运行后,如果梁板长时间受超载作用力,也会导致建筑内部混凝土结构产生拉应力,从而使结构发生变形现象。一旦拉应力超出混凝土承受范围,将直接导致混凝土产生裂缝。
        2.3材料因素
        (1)混凝土制造时,粗骨料中往往存在较多的岩石,加之大量使用,易导致空隙的产生。若存在较多泥浆,还会对夏期施工过程中的凝结性造成不利影响。各类骨料在使用过程中,也会产生裂缝。(2)在选择水泥过程中,往往选择那些矿渣水泥,或者热量较低的水泥,加之不合理的水灰比,也会造成裂缝的存在。(3)混凝土中所产生的泌水问题,往往会造成不均匀分布,进而引发裂缝现象。若添加较多材料,还会影响到混凝土的整体强度,进而引发裂缝问题。
        2.4地基不均匀沉降
        不同建筑工程当中地质条件不同,在建筑过程当中做好地基的把控是做好工程质量控制的关键。地基建设方案要根据当地地质条件、总体规模等方面进行综合设计。对建筑物的结构、混凝土的强度、施工技术等进行管控,确保施工建筑质量符合当地实际要求。如果施工队伍没有根据当地实际情况进行考虑,直接采用相同的地基形式,按照相同的技术进行施工,在建筑物的负载作用下,地基会出现一定程度的沉降。不均匀的沉降会导致建筑结构出现破坏,建筑混凝土会产生裂缝并出现开裂的现象。地基中受力分布不均匀,出现局部承载力不足、局部承载力过大等问题都是由于施工前期未根据结构设计好地基形式,从而引发地基不均匀的沉降,尤其是在楼塔建筑当中,如果没有进行特殊技术应用,那么在建筑相接部位容易出现沉降问题。
3建筑结构设计中控制裂缝的主要方法
        3.1施工技术控制
        一方面,应当加强混凝土结构优化设计。在建筑工程施工中,如果将施工裂缝控制在允许的范围内,严格按照要求计算、分析每个位置的荷载程度,可以达到增强建筑混凝土结构刚度的效果。如果建筑工程混凝土浇筑的长度较长,那么可以设置沉降缝来减少裂缝的问题。施工人员要加强与设计人员的沟通,明确设计方案中的不足,提高设计方案的可行性。同时,应当加强分析周围建筑物,避免在施工中影响到周围构筑物。另一方面,应当加强控制混凝土施工技术。在建筑工程施工中,要严格按照规范要求浇筑混凝土,根据工程实际情况合理选择混凝土浇筑方法,从而提升混凝土浇筑质量。当前混凝土浇筑方法较多,比如分层浇筑、分段浇筑等。无论采取何种浇筑方法都要严格遵守施工流程。比如在选择全面分层浇筑方法时,在进行浇筑时要对每层厚度进行严格控制,保证振捣充分,在第一层浇筑层初凝前及时浇筑第二层,以避免发生断层。分段、分层浇筑方法主要应用于混凝土结构体积较大的工程中,这种方式可以降低施工难度,有助于施工效率的提升。在施工中,要按照从下向上的方式进行施工,合理配置施工机械设备。
        3.2选择适合的材料
        建筑工程施工前,先要选择适合的材料,根据设计方案与现场实际,选择适合的钢筋混凝土原材料。在对材料进行选择过程中,要对原材料进行优化,使骨料中不含有多余的杂料,进而避免有机物与易产生腐化物质的存在。对于碎石进行选择的过程中,确保其大小均匀,使其能有效融合,并结合项目实际,对其直径进行合理筛选,以提升整体性能。在具体施工过程中,还要降低内部含水量,同时在内部可使用膨胀剂等。

对于原材料进行配比的过程中,也要注意对裂缝进行预防,正式使用混凝土之前,要科学地进行配比,同时对其进行试验,若各项数据都达标,方可大面积进行施工。搅拌过程中,还要保证内部的均匀性,同时适当地添加外加剂,使其放热量得到合理控制,进而提升混凝土整体质量。
        3.3对温度进行合理控制
        温度对混凝土建筑影响也是比较大的,如果刚好施工地区昼夜温差比较大,直接产生的冷热交替现象严重,就会严重影响混凝土的建筑质量。室内外产生的温差也会直接导致混凝土产生开裂现象。所以我们在进行施工的时候,要分析实际情况有针对性地对混凝土施工采用相应对策,避免温差大引起混凝土的裂缝出现,减少搅拌施工对固化土有不好的影响。有关部分在施工的时候尤其要注意高温,在这个基础上按照要求合理有效地减小室内外温差,如利用墙体厚度。在进行浇筑时,我们还可以通过降低浇筑温度来使混凝土在这个状态下很快形成混凝土结构,以创造更适合施工的条件。如果处在高温的环境下,还能用喷涂或者遮光的方式把物料的温度降低,接着用一些设备进行浇筑,如冷凝管。不管温度变化较大还是较小,都应该有相应的预防方法,及时降低温度变化对工程产生的负面影响。
        3.4建筑物沉降变形控制
        建筑结构的基础是整个建筑工程的重中之重,其设计应该参考地质勘查数据和施工方案,同一种建筑结构不能选用两种不同的基础形式。采用天然基础时,应精确计算各个基础的沉降量数据,当相邻基础的沉降量偏差超过设计规范要求和相关标准时,应及时科学的调整并重新核算,直至相邻基础沉降量达标后方可进入后续工作。采用桩基础时,应结合施工实际需要选择是否进行沉降基础验算。对于形式复杂的建筑建构,例如层数相差较大的高低层连接一体的建筑,在高低层连接处建筑物所受到荷载较大,处理不及时会出现较大的沉降偏差,撕裂建筑结构。因此,一般在两边结构沉降完成后,采用后浇带技术补充浇筑。
        3.5优化混凝土的结构设计
        为有效提升混凝土质量,避免施工中裂缝的存在,就要在结构设计过程中,选择中低强度的混凝土,为避免结构表面裂缝的产生,就需增加钢筋量,虽然无法全面消除裂缝,但能减少裂缝宽度,提升整体强度。除此以外,在施工过程中,还要合理设置施工缝,尽可能降低温度裂缝,从而避免混凝土裂缝问题,以及混凝土较大裂缝的产生。此外,对于混凝土进行浇灌时,还要结合具体设计方案开展,完善浇筑方式,尽可能提升结构的完整性与安全性。
        3.6加强混凝土结构养护
        混凝土浇筑后的养护工作能够有效的防止裂缝出现,尤其是不同地区的温度、湿度等对混凝土建筑物的影响较大,如果没有进行及时的养护,有可能会引起蜂窝、麻面、脱落等质量问题,对后期的建筑整体质量造成较大的影响。一般来说,在工程上通过温度和湿度的双重控制,能够有效的防止裂缝的产生,避免由于混凝土内外差引起裂缝伸缩的现象。同时,还能够有效地帮助混凝土中温度应力减少,避免裂缝产生。从天气角度考虑,外部建筑在雨天容易出现水分饱和的现象,这时需要搭建防风防雪棚。在大风干燥酷热天气当中,混凝土的水分流失过快,容易出现收缩裂缝,这时要注意进行洒水养护。同时要养护人员要结合当地的温度、湿度对养护流程进行规划,避免出现养护不力的现象。
        3.7建筑工程中混凝土裂缝的控制技术
        (1)表面涂抹技术。表面涂抹技术顾名思义就是在表面上进行修补的一种方法,对于又细又浅的裂痕,这种裂痕并未伤及建筑的内在结构,因此可将严格按照规定比例配制的液态混凝土涂抹于裂痕上,以达到修补裂痕的效果。
        (2)开槽填补法。在较大的裂缝当中经常用开槽填补法,但是由于填补法工艺较为复杂,数量较少的裂缝中进行使用效果更好。通过在早期凿出一个u型的凹槽,在凹槽中涂抹修补剂,将聚合物进行填充来实现填补,达到辅料与周围水泥相混合的目的。特别注意修补部位的压平,并注意天气、温度、湿度等对开裂修补的影响。注意修补部位的隔绝,路面混凝土修补部位采用塑料薄膜封堵的方法。
        (3)置换处理技术。置换技术常用于土木工程建筑中受损部位严重的混凝土结构中,在该技术制作过程中,施工人员需要将混凝土裂缝位置的杂物或混凝土材料清除,再利用新材料替代清除后的材料,以此来解决裂缝问题,提高工程整体质量。由此可见,在采用置换处理技术时,需要保证选择的替换材料满足工艺需求。具体来说,施工单位需要结合土木工程建筑的结构特点进行分析,合理选择置换材料,从而达到理想处理效果。现阶段,施工单位采用该方法处理混凝土裂缝时,选择较为常见的材料有聚合物、水泥砂浆、改性聚合物混凝土等,置换效果较好。随着科学技术不断发展,越来越多的混凝土材料会随之出现,施工单位需要结合实际情况选择置换材料,从而提高裂缝处理效果。
        (4)浇灌技术。浇灌技术在建筑工程中应用得较为广泛,可以修补任何形状以及深度的裂痕。浇灌方法简单,易于操作,就是利用液态的凝浆将裂缝填补,达到的效果也是非常不错的。
结束语
        建筑结构的质量高低直接影响到建筑整体的安全性能。本文阐述的建筑结构裂缝问题是建筑结构中最常见的一个问题。通过具体分析裂缝问题的特点和产生原因,并据此采取相关措施进行预防和修补。通过对混凝土结构进行事前和事后的干预,尽量降低裂缝出现概率,同时采用裂缝灌浆和填充等方法对已经产生的裂缝进行修补,从而提高建筑结构的安全可靠性。
参考文献
[1]林志平.建筑工程施工中混凝土裂缝的成因与治理[J].散装水泥,2020(5).
[2]鄢栋梁.建筑工程施工中混凝土结构与砌体结构的裂缝防治途径[J].大众标准化,2020(7).
[3]王卫.建筑工程施工中混凝土裂缝的分析与治理研究[J].居舍,2020(9).
[4]张杰.土木工程建筑中混凝土裂缝的施工处理技术分析[J].建材与装饰,2020(8).
[5]赵琪.建筑工程现浇混凝土楼板裂缝防治技术实践[J].四川水泥,2020(3).
        
        
        
       
投稿 打印文章 转寄朋友 留言编辑 收藏文章
  期刊推荐
1/1
转寄给朋友
朋友的昵称:
朋友的邮件地址:
您的昵称:
您的邮件地址:
邮件主题:
推荐理由:

写信给编辑
标题:
内容:
您的昵称:
您的邮件地址: