论文部分内容阅读
【摘 要】 随着我国人口数量的不断增多，建筑行业在我国也得到了一定的发展，高层建筑的数量也在不断的增多。本文就针对于混凝土结构裂缝的相关问题进行了阐述，并且提出了可解决的措施，全面加强高层混凝土结构的安全性和稳定性。
【关键词】 高层混凝土；结构；防裂缝
前言
现今，随着我国科技水平的不断发展，建筑行业也得到了快速的发展，因此，在建筑行业中各个施工工艺、施工材料和施工的设备也得到了一定的发展。在混凝土结构裂缝中，是当前建筑项目中一个关键的问题，在目前現代建筑施工项目中，几乎都伴随着混凝土结构的裂缝。因此，在现代建筑中，为了能够确保在施工后混凝土结构的质量和其使用寿命，采用科学合理的防裂缝的措施是必不可少的。
1.混凝土结构裂缝产生的原因
1.1沉降裂缝
房屋的全部荷载最终通过基础传给地基，而地基在荷载作用下，其应力是随深度而扩散，深度大，扩散愈大，应力愈小；在同一深处，也总是中间最大，向两端逐渐减小。也正是由于土壤这种应力的扩散作用，即使地基地层非常均匀，房屋地基应力分布仍然是不均匀的，从而使房屋地基产生不均匀沉降，即房屋中部沉降多，两端沉降少，形成微向下凹的盆状曲面的沉降分布。在地质较好、较均匀，且房屋的长高比不大的情况下，房屋地基不均匀沉降的差值是比较小的，一般对房屋的安全使用不会产生多大的影响 。但当房屋修建在淤泥土质或软塑状态的粘性土上时，由于土的强度低、压缩性大，房屋的绝对沉降量和相对不均匀沉降量都可能比较大。如果房屋设计的长高比较大，整体刚度差，而对地基又末进行加固处理，那么墙体就可能出现严重的裂缝。裂缝对称的发生在纵墙的两端，向沉降较大的方向倾斜，沿着门窗洞口约成45°呈正八字形开裂，且房屋的上部裂缝小，下部裂缝大。这种裂缝，必然是地基附加应力作用使地基产生不均匀沉降而形成的。
1.2混凝土自身引起的裂缝
混凝土收缩导致混凝土在硬化过程中，水分逐渐蒸发，体积逐渐缩小，进而产生收缩。根据力学分析，板的四周由于受到支座的约束，不能自由伸展，当混凝土收缩引起板的约束应力超过一定程度时，必然引起现浇板的开裂，压应力相对集中的地方通常是开裂的部位。温度导致裂缝：水泥的特点是快硬、高强、水化热大，再加上多数工程的主体施工多在夏季，如果混凝土浇捣后未及时浇水养护，混凝土在较高温度下失水收缩，水化热释放量较大，因而出现裂缝。裂缝也首先产生在较薄弱的部位即板角处。
1.3荷载原因
建筑施工图设计过程中，设计人员对施工规范理解不透彻，钻探勘察数据不准确，都会引起建筑物使用过程中因荷载原因导致开裂，这种破坏性裂缝是不允许的。施工过程中，在混凝土还未达到设计要求的强度时过早拆除模板或者增加荷载，都会导致混凝土开裂。混凝土结构在使用过程中，使用单位未经设计允许，擅自增加荷载，导致混凝土结构超负荷而产生裂缝，这种破坏性裂缝也是不允许的。
1.4施工裂缝
在钢筋混凝土结构中产生施工裂缝的原因有很多。第一，在制作构件和滑膜的时候，出现了脱膜现象，或者是在运输、吊装和堆放的时候没有按照规范进行，也会导致裂缝的出现；第二，对于预制空心板和后张预应力构件而言，过早或者是过晚的抽芯会导致拉裂和塌落等现象出现；第三，在吊装时，没能找准吊点；第四，构件堆放没有将支撑板的重心放置在垂直直线上亦或是在长时间的运输构件时，受到了严重的冲击或者是振动等情况；第五，在进行地面施工中，存在过多的抹压触动，也会导致表面龟裂的情况出现。
2.高层混凝土结构裂缝的防治措施
2.1沉降裂缝的防治措施
对于不均匀沉降导致的裂缝应以预防为主，即无地质勘察资料严禁做施工图设计，严格按图施工，不得擅自更改、任意处理，根据本地区通病，如能在那些开大窗洞的教学楼底层窗台下设置构造圈梁与地梁构成刚度较大的复合墙梁结构，对防止所述裂缝有时显效果。治理的原则是，观测裂缝发展的速度、部位、程度，决定是表面处理还是上部加固或基础加固处理。
2.2裙房引起不均匀沉降的处理
在主楼和裙房之间设沉降缝，使二者能够自由沉降。沉降缝分割出的两个沉降单元具有体形简单、长高比较小、结构类型单一及地基比较均匀等优点，从而使得两个沉降单元的不均匀沉降及不均匀沉降产生的上部结构次应力均很小。沉降缝不但能消除沉降差异，也可消除混凝土的收缩及温度应力和地震对结构的危害，但同时也带来诸多不便，如减少使用面积，影响使用功能，影响建筑美观，施工不便，结构复杂，工程造价增加，屋面及地下室防水处理不当易造成局部漏雨、渗水，出现双墙、双柱使基础处理复杂，设沉降缝时，如两者基础埋置深度相同或高差较小，应采取措施保证高层部分基础的侧向约束。
2.3设计上
第一，在施工设计环节，应该尽可能避免较大应力集中的现象出现，比如：开洞、截面突变、刻槽等，如果因个别因素必须按照这样的操作进行，就需要采取相应的控制措施；
第二，做好钢筋的配置，尤其是对于受力不同的钢筋，应该高度的重视受力钢筋和构造钢筋的确定，构造配筋能够对裂缝的出现与发展进行有效的控制；
第三，对于容易开裂以及结构薄弱之处，应该做好相应的处理。比如：深基础与浅基础之间的相互结合之处、高层和底层之间的相互结合之处、高低跨处等区域；
第四，在设计中应该做好刚性与柔性关系的处理。在结构当中所有的构件都处于约束和被约束之间。所受到的约束力越强，可能产生的变形余地就越小，也最容易出现开裂的现象。所以，结构中相连构件的约束关系需要重视。在设计中，要懂得刚柔并济，不能够一味地追求柔性或者是追求刚度；
第五，作为施工设计人员，对于结构施工程序、材料特性以及施工方案都应该有一个全面的认识，在选择方案和使用材料的时候，需要做到有的放矢。 2.4合理施工配比
由于混凝土对于各项指标的要求都相对于较高，一般情况下都是使用泵送混凝土，因此合理的设计配合比是有效的控制和对混凝土裂缝的预防发生的基础。根据施工所在的具体条件和状况，对于砂率、水灰比、水泥的用量和掺合料的用量等进行设计的优化配比，选择最佳的施工方案。对于砂率的选择来说，选择砂率的选择对于控制混凝土的裂缝具有一定积极的作用，混凝土的干燥收缩随着砂率的增加而增加。由于砂率的减少就会增大粗骨料的含量，在相同的条件中之下就会增加混凝土的弹性模量，减小收缩率，而且粗骨量对收缩具有一定的约束的作用，可以有效的减少开裂的现象。使用粗骨料的时候，应该尽量选择粒径相对于较大并且级配较好的粗骨料，在厚大无筋或少筋的大体积混凝土中，掺总量不超过20%的大石块，减少混凝土的用量，以达到节省水泥和降低水化热的目的。选用中低水化热水泥，可使水泥在拌和过程中水化热释放较小，显著减少混凝土升温，如选用矿渣硅酸盐水泥、火山灰质硅酸盐水泥、普硅非早强型水泥。充分利用混凝土后期强度，减少每立方米混凝土中水泥用量。通过采用双掺技术，减少水泥用量，降低水化热并使混凝土在常温下延长初凝时间。
2.5加强对混凝土的养护
混凝土在养护过程中，产生裂缝的一个重要因素是混凝土水化过程中产生大量的水化热，导致混凝土内部急剧升温，混凝土内外产生温差，当温差达到一定程度，混凝土表面就会开裂，大体积混凝土的开裂尤其严重。混凝土养护过程中非常关键的一个环节就是降低内外温差，冬季施工的混凝土外部保温非常重要，对于大体积混凝土，冬季养护可以采取外部保温，内部用管道循环水降温的办法。夏季还要注意洒水养护，防止混凝土失去水分后的干裂。遇到雨雪天气混凝土又不能停工时，浇筑完毕及时用塑料薄膜和草垫覆盖。对未浇筑的地方做好防排水，以免影响后续的浇筑质量。
2.6施工过程和施工现场的养护
一是要合理而且科学地安排各工种以及可能的跨区作业时间，在板底钢筋绑扎后，线管预埋和模板封镶收头应及时穿插并争取全面完成，做到不留或少留尾巴，以有效减少板面钢筋绑扎后的作业人员数量。
二是在常见的通行处搭设（或铺设）临时的简易楼梯或步道，为现场的施工人员提供通行的方便。
三是加强教育和管理，使各工作人员注意保护好板负筋的表面层。必须行走时，应自觉沿钢筋小马撑支撑点通行，不得随意踩踏中间架空部位钢筋。
四是安排钢筋的足够数量的浇筑混凝土浇筑，并及时翻新前面的，特别是支座端部受力最大处以及楼面裂缝最容易发生处应重点整修。
五是混凝土工程处容易出现裂缝浇灌部位和负弯矩钢筋受力最大区域，应铺设临时性活动挑板，扩大接触面，分散应力，尽力避免上层钢筋受到重新踩踏变形。
结束语
高层混凝土结构设计是一个复杂、庞大的的工程，并且设计还需要不断的进行修改，出现了任何的问题和差错都有可能导致整个设计的过程变得更加复杂，甚至带来不可避免的损失。本文就针对于高层建筑混凝土结构裂缝出现的原因进行了阐述，并且提出了可解决的措施，提高了建筑的稳定性和安全性，延长建筑的使用年限。
参考文献：
[1]杨林曙.浅析高层混凝土结构防裂缝措施[J].江西建材，2014，01：103.
[2]杨高辉.混凝土结构裂缝控制措施探討[J].甘肃农业，2014，13：70-72.
[3]毛锦达.混凝土结构裂缝归因分析及预防对策研究[J].四川水泥，2014，07：318.
[4]白天宇，魏荣忠.关于房屋建筑现浇混凝土施工中裂缝技术控制的研究[J].科学中国人，2014，18：1.
【关键词】 高层混凝土；结构；防裂缝
前言
现今，随着我国科技水平的不断发展，建筑行业也得到了快速的发展，因此，在建筑行业中各个施工工艺、施工材料和施工的设备也得到了一定的发展。在混凝土结构裂缝中，是当前建筑项目中一个关键的问题，在目前現代建筑施工项目中，几乎都伴随着混凝土结构的裂缝。因此，在现代建筑中，为了能够确保在施工后混凝土结构的质量和其使用寿命，采用科学合理的防裂缝的措施是必不可少的。
1.混凝土结构裂缝产生的原因
1.1沉降裂缝
房屋的全部荷载最终通过基础传给地基，而地基在荷载作用下，其应力是随深度而扩散，深度大，扩散愈大，应力愈小；在同一深处，也总是中间最大，向两端逐渐减小。也正是由于土壤这种应力的扩散作用，即使地基地层非常均匀，房屋地基应力分布仍然是不均匀的，从而使房屋地基产生不均匀沉降，即房屋中部沉降多，两端沉降少，形成微向下凹的盆状曲面的沉降分布。在地质较好、较均匀，且房屋的长高比不大的情况下，房屋地基不均匀沉降的差值是比较小的，一般对房屋的安全使用不会产生多大的影响 。但当房屋修建在淤泥土质或软塑状态的粘性土上时，由于土的强度低、压缩性大，房屋的绝对沉降量和相对不均匀沉降量都可能比较大。如果房屋设计的长高比较大，整体刚度差，而对地基又末进行加固处理，那么墙体就可能出现严重的裂缝。裂缝对称的发生在纵墙的两端，向沉降较大的方向倾斜，沿着门窗洞口约成45°呈正八字形开裂，且房屋的上部裂缝小，下部裂缝大。这种裂缝，必然是地基附加应力作用使地基产生不均匀沉降而形成的。
1.2混凝土自身引起的裂缝
混凝土收缩导致混凝土在硬化过程中，水分逐渐蒸发，体积逐渐缩小，进而产生收缩。根据力学分析，板的四周由于受到支座的约束，不能自由伸展，当混凝土收缩引起板的约束应力超过一定程度时，必然引起现浇板的开裂，压应力相对集中的地方通常是开裂的部位。温度导致裂缝：水泥的特点是快硬、高强、水化热大，再加上多数工程的主体施工多在夏季，如果混凝土浇捣后未及时浇水养护，混凝土在较高温度下失水收缩，水化热释放量较大，因而出现裂缝。裂缝也首先产生在较薄弱的部位即板角处。
1.3荷载原因
建筑施工图设计过程中，设计人员对施工规范理解不透彻，钻探勘察数据不准确，都会引起建筑物使用过程中因荷载原因导致开裂，这种破坏性裂缝是不允许的。施工过程中，在混凝土还未达到设计要求的强度时过早拆除模板或者增加荷载，都会导致混凝土开裂。混凝土结构在使用过程中，使用单位未经设计允许，擅自增加荷载，导致混凝土结构超负荷而产生裂缝，这种破坏性裂缝也是不允许的。
1.4施工裂缝
在钢筋混凝土结构中产生施工裂缝的原因有很多。第一，在制作构件和滑膜的时候，出现了脱膜现象，或者是在运输、吊装和堆放的时候没有按照规范进行，也会导致裂缝的出现；第二，对于预制空心板和后张预应力构件而言，过早或者是过晚的抽芯会导致拉裂和塌落等现象出现；第三，在吊装时，没能找准吊点；第四，构件堆放没有将支撑板的重心放置在垂直直线上亦或是在长时间的运输构件时，受到了严重的冲击或者是振动等情况；第五，在进行地面施工中，存在过多的抹压触动，也会导致表面龟裂的情况出现。
2.高层混凝土结构裂缝的防治措施
2.1沉降裂缝的防治措施
对于不均匀沉降导致的裂缝应以预防为主，即无地质勘察资料严禁做施工图设计，严格按图施工，不得擅自更改、任意处理，根据本地区通病，如能在那些开大窗洞的教学楼底层窗台下设置构造圈梁与地梁构成刚度较大的复合墙梁结构，对防止所述裂缝有时显效果。治理的原则是，观测裂缝发展的速度、部位、程度，决定是表面处理还是上部加固或基础加固处理。
2.2裙房引起不均匀沉降的处理
在主楼和裙房之间设沉降缝，使二者能够自由沉降。沉降缝分割出的两个沉降单元具有体形简单、长高比较小、结构类型单一及地基比较均匀等优点，从而使得两个沉降单元的不均匀沉降及不均匀沉降产生的上部结构次应力均很小。沉降缝不但能消除沉降差异，也可消除混凝土的收缩及温度应力和地震对结构的危害，但同时也带来诸多不便，如减少使用面积，影响使用功能，影响建筑美观，施工不便，结构复杂，工程造价增加，屋面及地下室防水处理不当易造成局部漏雨、渗水，出现双墙、双柱使基础处理复杂，设沉降缝时，如两者基础埋置深度相同或高差较小，应采取措施保证高层部分基础的侧向约束。
2.3设计上
第一，在施工设计环节，应该尽可能避免较大应力集中的现象出现，比如：开洞、截面突变、刻槽等，如果因个别因素必须按照这样的操作进行，就需要采取相应的控制措施；
第二，做好钢筋的配置，尤其是对于受力不同的钢筋，应该高度的重视受力钢筋和构造钢筋的确定，构造配筋能够对裂缝的出现与发展进行有效的控制；
第三，对于容易开裂以及结构薄弱之处，应该做好相应的处理。比如：深基础与浅基础之间的相互结合之处、高层和底层之间的相互结合之处、高低跨处等区域；
第四，在设计中应该做好刚性与柔性关系的处理。在结构当中所有的构件都处于约束和被约束之间。所受到的约束力越强，可能产生的变形余地就越小，也最容易出现开裂的现象。所以，结构中相连构件的约束关系需要重视。在设计中，要懂得刚柔并济，不能够一味地追求柔性或者是追求刚度；
第五，作为施工设计人员，对于结构施工程序、材料特性以及施工方案都应该有一个全面的认识，在选择方案和使用材料的时候，需要做到有的放矢。 2.4合理施工配比
由于混凝土对于各项指标的要求都相对于较高，一般情况下都是使用泵送混凝土，因此合理的设计配合比是有效的控制和对混凝土裂缝的预防发生的基础。根据施工所在的具体条件和状况，对于砂率、水灰比、水泥的用量和掺合料的用量等进行设计的优化配比，选择最佳的施工方案。对于砂率的选择来说，选择砂率的选择对于控制混凝土的裂缝具有一定积极的作用，混凝土的干燥收缩随着砂率的增加而增加。由于砂率的减少就会增大粗骨料的含量，在相同的条件中之下就会增加混凝土的弹性模量，减小收缩率，而且粗骨量对收缩具有一定的约束的作用，可以有效的减少开裂的现象。使用粗骨料的时候，应该尽量选择粒径相对于较大并且级配较好的粗骨料，在厚大无筋或少筋的大体积混凝土中，掺总量不超过20%的大石块，减少混凝土的用量，以达到节省水泥和降低水化热的目的。选用中低水化热水泥，可使水泥在拌和过程中水化热释放较小，显著减少混凝土升温，如选用矿渣硅酸盐水泥、火山灰质硅酸盐水泥、普硅非早强型水泥。充分利用混凝土后期强度，减少每立方米混凝土中水泥用量。通过采用双掺技术，减少水泥用量，降低水化热并使混凝土在常温下延长初凝时间。
2.5加强对混凝土的养护
混凝土在养护过程中，产生裂缝的一个重要因素是混凝土水化过程中产生大量的水化热，导致混凝土内部急剧升温，混凝土内外产生温差，当温差达到一定程度，混凝土表面就会开裂，大体积混凝土的开裂尤其严重。混凝土养护过程中非常关键的一个环节就是降低内外温差，冬季施工的混凝土外部保温非常重要，对于大体积混凝土，冬季养护可以采取外部保温，内部用管道循环水降温的办法。夏季还要注意洒水养护，防止混凝土失去水分后的干裂。遇到雨雪天气混凝土又不能停工时，浇筑完毕及时用塑料薄膜和草垫覆盖。对未浇筑的地方做好防排水，以免影响后续的浇筑质量。
2.6施工过程和施工现场的养护
一是要合理而且科学地安排各工种以及可能的跨区作业时间，在板底钢筋绑扎后，线管预埋和模板封镶收头应及时穿插并争取全面完成，做到不留或少留尾巴，以有效减少板面钢筋绑扎后的作业人员数量。
二是在常见的通行处搭设（或铺设）临时的简易楼梯或步道，为现场的施工人员提供通行的方便。
三是加强教育和管理，使各工作人员注意保护好板负筋的表面层。必须行走时，应自觉沿钢筋小马撑支撑点通行，不得随意踩踏中间架空部位钢筋。
四是安排钢筋的足够数量的浇筑混凝土浇筑，并及时翻新前面的，特别是支座端部受力最大处以及楼面裂缝最容易发生处应重点整修。
五是混凝土工程处容易出现裂缝浇灌部位和负弯矩钢筋受力最大区域，应铺设临时性活动挑板，扩大接触面，分散应力，尽力避免上层钢筋受到重新踩踏变形。
结束语
高层混凝土结构设计是一个复杂、庞大的的工程，并且设计还需要不断的进行修改，出现了任何的问题和差错都有可能导致整个设计的过程变得更加复杂，甚至带来不可避免的损失。本文就针对于高层建筑混凝土结构裂缝出现的原因进行了阐述，并且提出了可解决的措施，提高了建筑的稳定性和安全性，延长建筑的使用年限。
参考文献：
[1]杨林曙.浅析高层混凝土结构防裂缝措施[J].江西建材，2014，01：103.
[2]杨高辉.混凝土结构裂缝控制措施探討[J].甘肃农业，2014，13：70-72.
[3]毛锦达.混凝土结构裂缝归因分析及预防对策研究[J].四川水泥，2014，07：318.
[4]白天宇，魏荣忠.关于房屋建筑现浇混凝土施工中裂缝技术控制的研究[J].科学中国人，2014，18：1.