建筑工程结构设计中的裂缝问题分析

王翔翔

（浙江西城工程设计有限公司，浙江 杭州 310000）

某住宅小区建筑工程，其有地上建筑23 层、地下建筑1 层，地下建筑设计高度是3.2m，且用途以常规储藏室为主。本工程总建设面积约1.84 万m2，其中地下总建筑面积约772.06m2，地上总建筑面积约1.77 万m2。该工程是一项高层民用建筑工程，以现浇筑钢筋混凝土剪力墙作为主结构形式，总设计高度为68.43m，底板厚度最大是1.6m，并以分段流水循环浇筑的方法进行具体施工，整个工程的混凝土总浇筑体积约8.2 万m3。

1 裂缝的特点

裂缝的问题已经严重影响到了建筑工程后期使用的过程，需对裂缝进行认识和分析，充分了解裂缝的特点，并针对裂缝的特点进行处理和预防工作，保证结构符合正常使用的规定。裂缝的特点：（1）裂缝的方向多为竖向，其长度与墙体的长度有着密切的联系，在中间墙的施工部位容易出现宽裂缝的现象，由此向两侧进行延伸直到最终消失；（2）裂缝一旦出现会产生蔓延的效果，继而产生更多宽度小的裂缝，并会不断发展；（3）裂缝的分布呈现出中间墙体裂缝集中、两端较少的现象；（4）从裂缝的出现时间分析，裂缝在拆模前后出现较为集中，温度变化也容易引起裂缝；（5）裂缝在空气中暴露会加速裂缝宽度增大。在进行墙体裂缝的修补工作之后，也会对防水等效果产生影响。

2 裂缝的产生原因

2.1 温度差异

钢筋混凝土结构依然是我国建筑结构主要采用的形式，建筑以混凝土材料为主体，就面临着混凝土材料与其他建筑材料的线膨胀系数之间的差异，加之外界环境的变化因素影响，容易在建筑物中产生温度裂缝的现象。混凝土材料具有热胀冷缩的性质，在温度的影响下，因内外部混凝土的膨胀系数不同，造成了内外受力不均继而产生裂缝。此类因为热胀冷缩而引起的裂缝是日常施工中十分常见的一种裂缝形式。为有效防治温度裂缝的出现，可以结合施工实际选用特定的技术及材料来降低结构内外温差，以达到降低相关裂缝出现的目的。

2.2 干缩裂缝

实际施工中引起干缩裂缝的原因主要是混凝土成型的养护工作不合理，再加上外部压力影响和结构表面水分流失速度快，增大了结构内外的体积收缩力，在内部产生很大的拉应力，进而引发干缩裂缝产生。鉴于此，在配比混凝土的工作中，相关技术人员必须针对所用的砂石严控其含泥量，完成首次施工后，可以再进行二次施工，切实增强混凝土的抗拉性能，从而达到降低干缩裂缝发生的效果。

2.3 地基不均匀沉降引起裂缝

地基不均匀沉降也是一些建筑物裂缝产生的原因之一，因建筑物的体积十分庞大，尤其是现阶段越来越多的高层建筑的出现与使用也加重了地基的负担，使得地基可能出现不均匀沉降。另外，地基的土质和其自身的弹性模量也会影响到地基的承载能力和稳定的程度。此外，地下含有软土层、过度开采地下水等也会引起严重的地基不均匀沉降的现象。地基不均匀沉降产生的裂缝是十分严重的，会影响到建筑物的正常使用和其安全性，还会在时间的变化过程中引起裂缝程度的增加，例如正八字裂缝、倒八字裂缝、竖向裂缝等都是十分常见的。地基裂缝通常出现在纵墙上，也容易集中在房间、空间被削弱的位置，需要进行合理的处理。

3 建筑结构设计中控制裂缝的主要方法

3.1 混凝土强度等级选用

建筑结构中经常利用大体积混凝土进行施工的工作，建筑结构的梁和板应该进行强度的保持工作，也需要在强度不同的梁柱中进行节点的分配工作，核心区的强度分布应该与柱、墙相同，使得强度进一步稳定。不同的节点分布如图1 所示。

图1 梁柱节点混凝土强度处理

3.2 控制好建筑物的不均匀沉降

设计工作中要结合实际地质状况和建筑结构施工要求，选用最佳的基础形式。同一建筑结构不可选用两种不同的基础形式。若选用的是天然基础形式，则必须针对各个基础的沉降量进行精确的计算，当相邻的两个基础在沉降量上出现偏差，达不到设计及规范要求的标准的情况下，必须及时做出科学调整，并重新验算，待相邻基础的沉降差达到标准要求后再进行后续工作。若选用的桩基础，则必须结合现实需要来明确是否对基础沉降进行验算工作。而若建筑结构形式复杂且层数差比较大的高低层连成一体的建筑物，由于其高低层变化位置承受的荷载比较大，若处理不合理，极易出现比较大的沉降差，使得结构发生开裂问题。所以可以在两边结构完成沉降后，再利用后浇带技术进行补充。

3.3 配筋设计

建筑结构构件应该根据裂缝情况优化配筋工作，尤其是大跨度梁板中。屋面的配筋一般采用双层、双向通长配筋，选择合适直径、密度进行结构裂缝的有效控制工作。钢筋与混凝土互相影响，因此需要做好配筋的工作，防止裂缝产生。

3.4 优化施工工艺

为了进行建筑物结构裂缝的有效控制工作，需要进行合理的工程规划和裂缝处理工艺的提升，进行作业人员的技术培训，真正使得建筑工程的裂缝处理和防护工作更加高效地进行。常用的裂缝处理技术：（1）填充处理技术较适用于建筑结构裂缝较大的部位，其优势在于其针对大裂缝的施工难度小、成本低、并且施工的效果非常好。填充技术也在不断发展过程中进行了技术提升，更为优质的填充材料和性价比高的填充技术在市面上被广泛应用，在日常家用等方面具有较大优势。（2）灌浆处理技术也是建筑物裂缝一种比较常见的处理技术，并且处理能力强、适用范围广，操作手法和材料都更加廉价易得，并且对于技术人员的要求不高。灌浆处理技术可以在养护等方面的裂缝处理工作中都发挥良好的作用，有着较为广泛的应用。（3）结构补强处理技术也是混凝土裂缝修补的常见方法。在建筑结构施工完成后，使用的荷载超过了结构原有的承载力，易产生结构裂缝，严重时裂缝会影响到房屋的整体稳定性。结构补强处理技术用于结构性裂缝清理的工作，通过新增混凝土对结构损害的部位进行承载力补强，也使得裂缝发生率降低。

3.5 外部温度控制

混凝土的施工工作前，需要进行混凝土配比的检测工作，使得其在后续的施工过程中可以满足混凝土的质量要求，也减少裂缝的产生。尤其是需要在温度方面进行严格的控制工作，并进行严格的投料的控制工作。水泥水化热是造成混凝土施工时温度变化的主要原因，施工企业应参照施工时的各项性能要求，尽量降低水泥的使用频率，若必须使用则多选取低水化热的水泥进行施工，减少混凝土搅拌时散发的热量。混凝土实施搅拌前，借助冷水对碎石进行冲刷，可以减少热量的产生。选取合适的施工时间与浇筑方式也有助于控制温度裂缝。夏季酷暑和冬季严寒时进行作业要采取必要的温度控制措施，杜绝高温作业或者低温作业提升混凝土结构内部温差。实施浇筑时，使用分层浇筑施工，加强混凝土散热能力。若建筑工程施工选取大体积混凝土，施工单位要安装冷却水管，减少混凝土内外温差和内应力，避免裂缝的产生。

3.6 做好混凝土的浇筑养护工作

提升混凝土施工质量的基础是要做好养护工作，其也是杜绝裂缝产生的主要措施。首先，妥善对混凝土构件实行保温，使用防晒手段，杜绝温差大而产生裂缝。施工人员需要参照施工需求和标准进行施工，借助设置草席、塑料等手段实施养护。委派专人进行管理，杜绝人为对其进行干预和破坏给混凝土产生危害。其次，在混凝土的养护时间长短上进行控制，普通水泥的保养时间不能少于一周，加入掺合料和矿物等物质的混凝土需要加强养护的工作。最后，养护工作中还需要及时进行洒水工作，保持好湿润的状态，并及时做好强度检测的工作。养护工作需要交给专业的、专门的工作人员进行，对于温度湿度等重要的参数需要进行及时的控制工作，并及时做好强度检测的工作。

4 结束语

综上所述，随着社会的发展，人们对于建筑物的要求也不断提升，结构和质量方面的要求都在不断提升，尤其是当前的外界环境等方面都发生了许多变化，原本的施工技术与当下的施工环境方面产生了较大的差别。裂缝问题在建筑工程结构设计中是最常见的问题之一，而结构设计又是关乎工程质量的重要步骤，直接影响着日后人们居住的生命安全。因此控制好建筑工程中的结构设计步骤，有效地解决裂缝问题的成因，可以从一定程度上保证工程的质量。对于建筑结构设计中出现裂缝的问题，就需要对其原因进行分析工作，从而使得裂缝的问题可以得到针对性的解决，进而提升工作的整体质量，促进建筑工程的发展。