试述建筑结构设计中的现浇混凝土裂缝控制措施

摘 要：本文对建筑结构设计中的现浇混凝土裂缝成因、裂缝的类型和部位进行分析，并提出了现浇混凝土裂缝控制措施以及混凝土裂缝的弥补处理。

关键词：结构设计；现浇混凝土；裂缝；成因； 控制措施

一、建筑结构设计中现浇混凝土裂缝成因

1.设计原因。在现浇钢筋混凝土结构设计中，影响结构开裂的因素有很多，如：外加剂的选择和用量、混凝土的标号选择及配比、结构荷载的分配均匀性以及配筋等方面。

2.材料及混凝土配合比原因。现浇钢筋混凝土结构的材料主要是钢筋、水泥、粗骨料、细骨料、水和外加剂，这些材料组成的多相混合物决定了混凝土的性质以及结构的质量，现浇混凝土裂缝类型包括收缩裂缝、沉陷裂缝以及温度裂缝，从以上混凝土裂缝的类型可以看出，混凝土的不均匀变形是造成现浇钢筋混凝土结构出现裂缝的主要原因，因此要从混凝土的配料上加以分析裂缝的成因。

3.施工及浇筑后养护原因

（1）施工过程管理不到位，钢筋在钢筋绑扎过程排列不均匀，箍筋间距过小或者过稀，楼板面筋和底筋处未设置支撑马凳；拆模较早或模板支撑刚度过小；混凝土在浇筑过程中振捣不密实，造成粗细骨料分布不均匀最终造成部分底部强度不足等问题。

（2）养护措施问题，浇筑混凝土之后，施工单位没有按设计要求进行养护，造成混凝土收缩开裂。

二、现浇混凝土裂缝类型和部位

1.收缩裂缝。收缩裂缝的类型有以下几种：

（1）干缩收缩裂缝，由于集料和水泥石变形不一致造成干缩裂缝的出现，干缩收缩裂缝裂缝细小，表面较多，纵横交错，在较大粗集料周围集中，呈辐射状。

（2）沉降收缩裂缝，由于混凝土配比不同的骨料密度，在浇注、振捣过程中，可能会因为钢筋的阻挡造成骨料的不均匀分布，从而导致沉降收缩裂缝的出现。

（3）塑性收缩裂缝，在混凝土初凝完成之后，结构表面出现失水开裂的情况，塑性收缩裂缝裂缝较浅，并且形状不规则，主要集中在混凝土表面。

2.沉陷裂缝。由于现浇混凝土结构的不均匀沉陷，容易形成沉陷裂缝，这种裂缝受温度影响较小，主要分布在结构的竖直方向上，一般是深入或贯穿裂缝，与地面垂直或成45°～ 60°交角。

3.温度裂缝。混凝土结构中内外温差较大时容易出现温度裂缝，温度裂缝多发生在施工期，在结构中也比较多见，有深入和贯穿的，也有较浅的，深入和贯穿的温度裂缝与短边方向大致平行，而对于较浅的裂缝，常常纵横交错，走向没有规律可循。

三、现浇混凝土裂缝控制措施

1.设计方面控制措施。在建筑结构设计过程中设计单位应注意以下问题：

（1）如果在设计结构中断面出现突变，会造成构件应力集中而产生裂缝，房屋建筑结构的突变因素很多，尤其是受到自身预应力的影响，

再加上受到外界环境因素的影响，可能发生结构断面突变的问题，应尽量减少楼板开洞形成的细腰现象，以及结构体型发生突变位置应适当加强梁板构造强度达到降低应力突变对楼板裂缝的影响。

（2）在设计过程中，构造钢筋配置过少或过粗也容易导致构件出现裂缝，因此，设计人员在结构设计中应重视构造钢筋的认识，慎重选择墙板、楼面等薄壁构件的钢筋数量和直径，同时，应根据房屋建筑结构设计的实际情况，以及结构建设要求等进行全面的考虑，合理选择房屋建筑结构的配筋，这样才能将配筋的作用充分地发挥出来，从而有效地防止房屋建筑结构混凝土裂缝问题的发生。

（3）在设计过程中，应积极采用补偿收缩混凝土技术，相当一部分混凝土裂缝是由于混凝土收缩产生的，可以通过在混凝土中掺用膨胀剂来补偿混凝土的收缩，从而解决此类问题，实践证明，效果明显。

（4）在设计过程中，应充分考虑混凝土构件的收缩变形。例如，从结构上要进行合理的设计，要结合实际房屋建筑结构的实际情况进行科学计算，并要求房屋建筑结构有着足够的抗力， 而且，在对房屋建筑结构进行设计的过程中，应充分满足国家关于承载力的要求之外，还应满足抗裂性、变形的相关要求，从而有效地提高房屋建筑结构的设计效果。另外，通过对以往房屋建筑结构设计的情况来分析，应结合房屋结构所产生的裂缝现象对其进行有效的设计，如，针对于混凝土变形裂缝，可以充分利用“放”、“抗”的原则，其中“抗”主要是对结构的构件某些部位从构造上进行合理的加强配筋，通过增加配筋来提升混凝土的弹性极限拉伸，从而有效地避免因变形而产生的裂缝问题，对提高混凝土的抗变形、裂缝能力等有着极大地作用，有效地提升房屋建筑结构的抗拉伸能力。在房屋建筑结构设计中通过合理加强配筋，更有利于提升混凝土结构的抗裂性，尤其是在梁侧增加纵向钢筋的情况下，在屋面板角部增设相应的双向钢筋网，并在砖混结构的楼面板设置圈梁，以此来提高房屋建筑结构的抗裂缝能力。在混凝土板收缩变形的情况下，可以采用增加配筋的方式来提高混凝土结构的抗裂性能，而且，随着配筋数量的增加，收缩裂缝的数量也会随之增加，因此，在当收缩变形较大的情况下，应注意不能盲目的增加配筋数量，应结合房屋建筑结构设计的实际情况进行相应的设计，这样才能将其作用充分地发挥出来。

2.选材和配合比设计方面。在选材和配合比设计方面，注意以下几个方面的问题：

（1）选用与结构要求符合的混凝土强度等级及水泥品种、等级。

（2）选用含泥量应符合规范要求，级配优良的砂、石原材料，如果配合比设计中水灰比、砂率选择不合适，容易造成混凝土和易性偏差，使混凝土出现离析、泌水、保水性不良等问题，增加收缩量。

（3）如果混凝土掺和料、外加剂选择不适合或掺量不当，将会增加混凝土收缩率，因此应合理选择混凝土外加剂和掺和料。

（4）单方水泥用量越大、用水量越高，则水泥浆体积越大、坍落度越大、收缩越大，确定配合比之后，设计人员应到施工现场深入调查了解，选择合理的混凝土设计坍落度。

（5）通过充分考虑不同品种、不同掺量的膨胀剂所起到的不同膨胀效果，正确掌握好混凝土补偿收缩技术的运用方法。

3.结构配筋设计的控制措施

在拉力作用下，由于混凝土结构材料的非均匀性，截面中存在大量不规则的应力集中点，截面局部在这些应力集中点达到抗拉强度极限时会发生塑性变形，这时如果继续受力，在混凝土结构应力集中处会出现裂缝。如果结构配筋适当，钢筋能够有效的约束混凝土的塑性变形，使混凝土内应力减小，混凝土裂缝出现的时间延后，从而达到了提高混凝土极限拉伸的目的。

四、混凝土裂缝的弥补处理

1.一般性处理，对处于比较容易处理位置的混凝土表面裂缝，将裂缝处利用粘贴、喷涂的方式凿成小V 型槽，并用高分子材料（例如聚酰胺树脂、环氧树脂等聚合物）或者水泥砂浆对裂缝进行处理。

2.灌浆处理，灌浆处理较多用在贯穿建筑物的裂缝上，分为化学灌浆和水泥灌浆两种方法，在细小的裂缝中灌浆处理浆液充填并凝固，能够恢复建筑物整体性和增加結构的强度。

3.凿槽回填混凝土，凿槽回填混凝土一般应用在裂缝较深且贯穿主体的重要建筑物上，要想恢复其整体性，采用贴浇一层混凝土面板、分块浇筑预留宽槽回填混凝土或者沿裂缝凿槽回填混凝土等方法。

五、结语

综上，只有建筑结构设计合理、原材料选用正确、混凝土配合比设计合理、提高施工技术水平、严格遵守施工技术规程以及加强施工监控等，才能最大程度减少混凝土裂缝的产生。

参考文献：

[1] 苏成， 黄志坚， 刘小璐. 高层建筑地震作用计算的时域显式随机模拟法[J]. 建筑结构学报，2015，（1）：13-22.

[2] 王亚斌. 建筑结构优化设计策略探析[J].住宅与房地产，2016，（27）：68.