1、1土木工程结构裂缝控制的方法研究摘 要：目前，土木工程建设的规模日渐扩大，结构形式日趋复杂，施工工艺发生了巨大的变化，人们对建筑质量的要求更加严格。在这种形势下，工程结构的裂缝问题变得日益突出。结构物的裂缝是普遍性的技术难题，它的诊治问题也正引起业界的关注。近年来裂缝问题日趋增多，这己影响到生活和生产，并困扰着大批工程技术人员和管理人员，是迫切需要解决的技术难题。 关键词：土木结构；裂缝；方法 中图分类号：TV543+.6 文献标识码：A 文章编号： 1、引言 裂缝是混凝土结构中普遍存在的一种现象，它的出现不仅会降低建筑物的抗渗能力，影响建筑物的使用功能，而且会引起钢筋的锈蚀，混凝土的碳化，降
2、低材料的耐久性，影响建筑物的承载能力。建筑结构在使用状态下允许出现裂缝，结构建筑影响混凝土裂缝的因素有很多，例如混凝土材料的收缩性能，混凝土的变形模量、抗拉强度以及徐变等力学性能，但是不能超过结构裂缝的最大间距， （如表 1）所示，超过最大间距的裂缝，会对结构的安全性产生极大的影响，不仅在美观，实用等方面，甚至影响结构的安全性，在地震作用下容易最先发生破坏，以至于倒塌。因此，本文主要研究土木工程结构中裂缝的控制的相关方法， 为混凝土结构的设计者提供一定的技术依据。 22、影响混凝土结构裂缝的因素 裂缝产生的原因主要是变形作用，如温度变形、收缩变形、基础不均匀沉降变形等多因素，此类裂缝占全部裂缝
3、的 80%以上。对于变形作用引起的裂缝控制研究还很不成熟，缺乏相关规范及规程，它涉及结构设计、地基基础、施工技术、材料质量、环境状态等诸多因素，特别是泵送混凝土施工工艺的发展，使得混凝土裂缝控制的技术难度大大增加。 3、混凝土结构控制裂缝的方法 3.1 合理设计结构平面布置 建筑平面宜规则，避免平面形状突变。当平面有凹口时，凹口处外横墙宜与内横墙拉通对齐，并肩在凹口处边缘设置拉粱，其戳面及配筋不宜太小、;凹口周边楼板宜适当加厚并加强配筋，宜考虑该处楼板负筋拉通，使能抵抗在此处集中的温力及混凝土收缩应力。由于建筑标准对通风、采光、日照、明厅、明卫的要求，因此建筑平面不规则，凹凸布局比较普遍。在凹
4、口处，楼板宽度减少很多，温度应力和混凝土收缩应力很容易在此处集中，导致该处楼板贯穿性拉裂。特别是结构层面中部凹口处，按“长墙及地基板的温度收缩应力”理论，水平应力最大，楼板结构配筋设计应予以构造性加强。 对于连续长度较长的外墙，建筑上可以考虑设置大的落地门窗和八角窗以减小墙端部处温差应力，避免楼板切角裂缝的产生。转角窗处楼板宜加设暗拉梁。减少外墙和室内楼板的温差一般很难做到，根据裂缝3控制“放”的原则，通过减小外墙的连续长度来减小温差应力。 当楼房长度大于 60m 时，可在房屋中部设置收缩后浇带或设置沉降缝，以减小混凝土收缩应力及温度应力的影响。当建筑物地基可能具有不均匀沉降时，也可设置后浇带
5、或设置沉降缝，避免沉降裂缝的产生。根据“长墙及地基板的温度收缩应力”理论，在房屋中部处，由混凝土收缩和温度变形产生的纵向拉应力最大，在此处设置后浇带或设置沉降缝，可减小相应影响。 3.2 根据具体情况设置后浇带 现行规范的伸缩缝规定控制开裂与否的唯一因素是结构长度。然而根据大量现场调查，引起结构裂缝的原因是综合性的，结构长度只是影响温度收缩应力综合因素之一，而不是唯一的因素。仅就长度而言，结构长度与应力呈非线性关系，如结构长度小于规范的规定，似乎结构内力影响很小，伸缩缝或后浇带可以有效地控制裂缝。但是对于承受很大温差和收缩作用的现浇楼板、大截面梁、剪力墙及长墙等约束度较高的结构，裂缝的概率仍然
6、很高。此外，由于综合因素的关系，有些工程长度超过规范的规定并没有开裂。从防水角度分析，由于近代建筑规模日趋宏大，超长、超宽、超厚结构都日趋增多，永久性的变形缝(包括伸缩缝、沉降缝、抗震缝)给工程的防水质量带来严重不利，止水带渗漏是常见而又难以处理的质量缺陷。所以，后浇带的应用是一种进步，但并不是在任何条件下都能奏效。利用后浇带取代永久伸缩缝时应当注意以下两个问题: (l) 后浇带中清理垃圾困难，接缝不密实，防水质量差，后期可能4形成两条裂缝，因此后浇带的构造很重要; (2) 后浇带的间距不宜过长(30m 左右)，填充封闭时间不宜过短，以能将总降温及收缩变形进行一半以上的时间为佳，从目前混凝土的
7、收缩量来看，估计 3-6 个月方能取得明显效果，最短不少于 45d;在软土地区，填充时间在结构封顶以后，方可有效地释放差异沉降的应力。如通过地基处理解决差异沉降问题，为此目的而设的后浇带可以不设。根据现场实践经验，裂缝分为有害的及无害的两类， 3.3 按照要求设计混凝土构件厚度 对现浇楼板板厚宜)L/30-L/35(L 为单向板跨度或双向板短向跨度)，一般设计厚度不宜小于 100mm(厨房、浴厕、阳台板不得小于 90mm)，屋面板厚度宜大于等于 120mm。对现浇剪力墙结构，外墙墙厚宜大于160mm，其中地下室外墙墙厚宜大于 250mm。就现浇混凝土楼板的最小厚度问题，GB5O010-2002
8、 在考虑钢筋锚固、耐久性等因素而确定的最小厚度，对于民用建筑单向板仅要求为 60mm，对于双向板仅要求为 80mrn。楼板厚度越薄，相应产生的混凝土干缩应力亦越大。根据工程设计经验，厚度低于 100mm 的楼板的温度收缩裂缝很难控制。从构造角度，并考虑经济合理的原则，提出混凝土现浇楼板的适宜厚度。 3.4 减少施工因素带来的影响 施工因素产生的裂缝主要有以下几个方面：模板及其支撑不牢固、产生变形或局部沉降、拆模不当引起开裂、养护不好引起开裂、混凝土和易性不好、浇筑后产生分层产生裂缝、冬季施工拆除保温材料时温差过大引起裂缝、烈日曝晒后突然降雨产生裂缝、大体积混凝土的水化热5使内部与表面温差过大产
9、生裂缝、大面积现浇混凝土由于温度收缩产生裂缝、主筋位置严重位移使结构受拉区开裂、混凝土初凝后又受到振动产生的裂缝等等。 4、结论 在实际工程中，经常会出现因为设计、施工、环境的原因，使结构物出现裂缝，从而影响正常使用，工期拖延，给社会造成了巨大经济损失。随着建筑规模的扩大和结构形式的复杂化，加上工程进度的加快，裂缝问题日益严重。混凝土裂缝问题一直严重困扰着混凝土的施工质量，在混凝土生产以及施工过程中有针对性地采取预防措施，尽可能采取有效的设计措施、材料措施、以及施工措施从源头上防止裂缝的发生，使结构尽量不出现裂缝，或尽量减少裂缝的数量和宽度，特别是避免有害裂缝的出现，以确保工程质量，使建筑物具备良好的耐久性和结构稳定性。 参考文献 1 王铁梦.工程结构裂缝控制 北京:中国建筑工业出版社，1998. 2 陈萌.混凝土结构收缩裂缝的机理分析与控制.武汉理工大学博士论文，2006. 3 赵国藩、李树瑶、廖婉卿、文明秀、来玉普、王键等.钢筋混凝土结构的裂缝控制 北 京:海洋出版社，1991. 4 陈肇元、崔京浩、朱金锉、安明晶、俞哲夫.钢筋混凝土裂缝分析与控制 .工程力学 6增刊，2001.
