钢筋混凝土结构裂缝的成因与控制

钢筋混凝土结构裂缝的成因与控制

梁伟强

梁伟强

东莞市居安建筑设计有限公司广东东莞523980

摘要：钢筋混凝土结构因其承载力高，可塑性强，整体性能好，取材方便等优点，在我国建筑行业得到广泛的应用。目前仍然是最重要的建筑结构形式之一。但是随着建筑项目需求的不断增加，建筑工程周期不断缩短，尤其是设计时间越来越少，在钢筋混凝土的结构设计中容易出现不同类型的问题，直接影响到建筑项目的施工质量，甚至会对用户安全造成影响。基于此，本文对钢筋混凝土结构裂缝的成因与控制进行探讨，以供参考。

关键词：钢筋混凝土；结构裂缝；成因与控制

引言

在当前的工程建设中，钢筋混凝土结构的应用十分普遍，但是裂缝的存在对其价值发挥造成了不利的影响。文章就钢筋混凝土结构裂缝的产生与控制做全面讨论，旨在为实践提供理论参考。

1钢筋混凝土结构设计的要求

1.1安全性

安全性是建筑结构设计最根本的要求之一。钢筋混凝土结构在使用过程中会承受各种不同类型的载荷，其结构设计必须保证钢筋混凝土结构在遭受各种载荷时，仍然能够保持主体建筑结构的坚固稳定性。这种载荷一方面是指正常使用和建筑施工过程中出现的可以预测的载荷，另一方面是指在建筑结构使用过程中，无法预测的偶然载荷，比如地震冲击等。

1.2耐久性

除了基本的安全性和适用性要求之外，钢筋混凝土的结构设计还要满足耐久性的要求，钢筋混凝土结构投入使用以后，需要满足较长的使用周期，建筑结构的使用寿命一般要保持在几十年以上，这就要求钢筋混凝土结构在较长时间内仍然维持相对稳定的结构形态，以及使用性，因此在钢筋混凝土结构设计时需要考虑结构的耐久性要求。以上三方面的要求也被统一称作结构设计的可靠性要求，是指钢筋混凝土结构必须满足的基本功能要求，除此之外，还要考虑到钢筋混凝土结构设计的经济性要求。在钢筋混凝土结构设计中可靠性要求和经济性的要求往往会存在一定的矛盾，这就要求设计人员综合考虑建筑项目的具体情况，确保钢筋混凝土结构设计在满足基本的安全可靠性的基础上，又具备经济合理，成本低等优点。

2钢筋混凝土结构裂缝产生的原因分析

2.1材料原因

钢筋混凝土裂缝产生的主要原因是材料的问题。钢筋混凝土结构的稳定性、安全性与材料的性能明显相关。如果材料性能与工程实际情况不匹配，钢筋混凝土结构便会发生裂缝。在钢筋混凝土结构设计时，选用的水泥无法满足要求，就会导致结构裂缝的产生。

2.2原材料质量问题引起裂缝产生

在进行混凝土制作的过程中，对于原材料是有着非常严格的要求的，而一旦选用了质量较差的水泥以及砂石材料，都会导致混凝土的质量受到损害。项目工程施工的过程中一旦选用了这种质量较差的混凝土，就非常容易导致裂缝问题的出现，严重的甚至会导致“豆腐渣工程”的出现，给工程质量带来极大的破坏，同时对广大人民群众的生命和财产安全也是极大的威胁。

2.3施工原因导致的裂缝

2.3.1模板对结构裂缝的影响

在施工中对比普通覆膜多层板和塑料模板梁底后发现，普通木模板梁底更容易产生裂缝。这是因为普通覆膜多层板在周转使用两三次后，表面覆膜基本磨损殆尽，起不到隔水作用，水分不断散失到空气中，因此，混凝土在硬化初期失水较多，混凝土产生急剧的体积收缩，而此时混凝土强度很低，不能抵抗这种变形应力而导致塑性收缩裂缝。而塑料模板几乎不会吸收混凝土中的水分，并且提供了1个隔绝水分蒸发的密闭环境，混凝土凝结硬化好，因此，收缩裂缝少。

2.3.2保护层过厚或过薄对裂缝的影响

由公式（1）可知，最大裂缝宽度与混凝土保护层厚度Cs成正比，这是因为保护层增大后，变相导致钢筋位置高于设计时计算位置，而使中和轴人为上移，从而加大了梁底拉应力，因此，当施工中梁结构下部保护层过厚时，会增加梁体裂缝的宽度。但是，当梁下部保护层过薄时，也会出现梁底裂缝的情况。这是因为保护层过薄时，导致箍筋下部保护层无法被混凝土的粗骨料填充，此处混凝土局部收缩应力没有骨料约束，并且箍筋是横向布置，无法约束横向裂缝的发生。因此，混凝土保护层厚度过厚或过薄都将导致梁底更容易产生裂缝。

3控制钢筋混凝土裂缝产生的具体措施

3.1做好材料的选择和控制

材料的质量和性能会对裂缝的产生造成影响，比如水泥的水化热、硬度、强度、凝结时间等。在保证和易性的前提下，遵循低水泥用量、低水胶比、低单位体积用水量的混凝土配合比技术。用控制水胶比来提升混凝土耐久性的方法，相较于水胶比，用水量对控制开裂更为重要。比如部分工程的施工受环境因素的影响比较显著，此时需要对水泥的抗酸性、抗碱性及抗水性等做具体的分析。材料性能、材料配比会影响裂缝产生的概率，比如标准的钢筋混凝土结构中，水、水泥、砂石的配比率是1∶1.5∶2.75，如果比例失当，裂缝的产生率会有显著提升。

3.2对浇灌混凝土的混合比进行严格的控制

在进行混凝土浇灌施工时，工作人员需要对混凝土首次浇灌的混合比进行准确的记录，以此来作为后续混凝土配料比的参考数据。同时，如果在混凝土浇灌的过程中，出现了两个浇灌平面难以实现完成粘合以及出现异常反应的情况，施工人员就必须要暂停施工，对当前的混凝土配料比进行分析，及时的进行调整，防止因配料比不适合导致浇灌面出现化学反应，最终引起结构裂缝的出现。此外，如果因工程施工需要，在进行混凝土浇筑的过程中需要使用到添加剂，工作人员也应该先选取少量的混凝土来进行配比试验，经检测观察不会引起特殊化学反应后，才能进行后续施工。

3.3完善钢筋混凝土的结构体系

钢筋混凝土结构在设计施工过程中相对复杂，会受到诸多因素的影响，这也是导致钢筋混凝土结构出现问题的重要原因。要想优化钢筋混凝土的结构设计必须对结构体系进行优化完善，去除不必要的繁琐内容，简化结构设计流程，提高结构设计的相关要求。

3.4施工方面预防措施

1）在施工阶段，应注重混凝土施工的过程控制，模板宜采用吸水性小的模板。2）模板验收时注意起拱高度，清除所有垃圾，木模在浇筑前要用水湿润。3）结构梁下铁绑扎时重点控制钢筋不上移，确保保护层厚度满足质量验收规范的要求。4）混凝土浇筑后应避免过早的静载和动载的扰动，尽可能拉长工艺性间歇时间，堆载要分散放置，杜绝各类动荷载。5）梁底拆模应严格履行拆模申请手续，先审批后拆除。拆模时宜先拆梁底模架后拆板底模架，确保梁板同支架共同受力转换为结构自受力的过程逐步进行。

3.5强化施工指导和监督

施工过程中不规范的操作和不成熟的技术应用会导致施工衔接问题，进而出现裂缝，所以为了避免此类施工裂缝，需要做好两项工作：1）要在施工前做好技术指导，使施工人员掌握更成熟、更先进的技术。2）在施工过程中，监理人员需要做好监督和指导，对不规范的施工行为要及时的纠正。有了标准和规范的约束，因施工错误而引发的裂缝也会明显减少。总之，强化施工指导和监督对于规避施工因素造成的裂缝有重要的意义。

结束语

通过本文的分析可知，钢筋混凝土结构在设计过程中会遇到抗震、结构延性、钢筋排列、裂缝等诸多问题，这些都会对钢筋混凝土的性能造成影响。本文提出的措施能够有效优化钢筋混凝土结构的设计，提高钢筋混凝土的结构性能，更好的保证钢筋混凝土结构的质量。

参考文献：

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