浅谈工程结构裂缝控制的方法.pdf

浅谈工程结构裂缝控制的方法 吴鸿 半个世纪以来，我国建筑业取得了辉煌的成就，其中混凝土结构、预应力混 凝土结构技术突飞猛进，日新月异，取得大批先进、成熟的科技成果，混凝土结 构设计理论与设计规范水平已跻身世纪先进行列。 我们应当看到在大规模建设取得上述巨大成就的同时还存在着质量问题。目 前，在工程结构领域中一个相当普遍的问题是建筑物的裂缝问题，并且近年来日 趋增多，它已影响到生活和生产，并困扰着大批工程技术人员，是迫切需要解决 的技术难题。 一、建筑物裂缝的综合性原因 近年来，工程裂缝是影响正常使用极限状态的主要因素。裂缝产生的原因主 要是变形作用，如温度变形作用引起的裂缝问题，此类裂缝研究还不成熟，缺乏 有关规范及规程，它涉及到结构设计、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 难度大增加。例如过去干硬性及预制混凝土的收缩变形约为 2.5×10-4～3.5× -4 -4 -4 10 ,而现在泵送流态混凝土约6×10 ～8×10 ，水化热也大幅度提高。 二、裂缝控制方法 1．结构温度伸缩缝间距问题 根据《混凝土结构设计规范》（GBJ10—89），为避免结构由于温度收缩应力 引起的开裂，采取永久式伸缩的方法，伸缩缝允许间距为 30~55m（室内或土中 长墙、剪力墙结构及框架结构），露天条件下为20~35m。规范的附注中又明确指 出：如有充分依据和可靠措施时，上述规定可以增减。其他有关的规程中还有允 许采用“后浇带：取代伸缩缝的办法”。 2． 后浇带的有效作用 现行规范的伸缩缝规定是把结构长度看作控制开裂与否的唯一因素。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 第 1 页 共 1 页 力墙及长墙等约束度较高的结构，裂缝的概率仍然很高。 此外，由于综合因素的关系，有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：①后浇带中清理垃圾 困难，接缝不密实，防水质量差，后期可能形成两条裂缝，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，从目前混凝土的收缩量来看，估计 2 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 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，有害与无害的界限由使 用功能而定。当采取必要的设计、施工及材料措施控制有害裂缝的产生或由于估 计不足等因素，即便出现少量有害裂缝，通过化学灌浆处理，仍然满足设计使用 要求，即可取消后 浇带。实践证明，从长期正常使用来看，这种以“抗”为主 的无缝工程较留永久性变形缝具有一系列的优点，如整体性好、防水性好、抗震 性好、施工方便等。 3.加强构造配筋问题 设计时注意构造配筋十分重要，它以结构抗裂影响很大。但目前国内外对此 都不够重视。对连续式板不宜采用分离式配筋，应采用上下两层（包括受压区） 连续式配筋；对转角处的楼板（受双向约束较大）宜配上下两层放射，孔洞处配 加强筋；对混凝土梁的腰部增配构造钢筋，其直径为8~14mm，间距约200mm，视 情况而定。 4． 混凝土结构形式与强度等级问题 在水平结构(如梁、板、墙等)中，尽量采用中低档混凝土的强度等级 （C25~C35），利用后期强度R60 。 泵送混凝土的迅速发展，由于流动