祝雯霞

（西安外事学院，陕西西安 710077）

随着房地产市场持续升温，建筑工程技术也迅猛发展，尤其是钢筋混凝土结构在建筑工程技术中的应用越来越普遍，但工程事故屡见不鲜。引起事故的原因大部分因为结构裂缝。根据调查资料，引起裂缝的主要原因是结构变形失调引起，其概率约80%。

1 结构变形失调裂缝的成因分析

1.1 温湿胀缩变化引起的变形失调裂缝

1.2 结构体系刚度分布不均匀引起的变形失调裂缝

结构体系刚度分布不均匀，通常表现在下面几个方面：(1）结构构件的刚度分布不均匀。结构构件变形与结构刚度成反比，结构构件之间如果各自拥有的刚度互不适应，则必然引起结构变形失调，导致结构裂缝。(2）构件断面内的变形失调。压弯构件的结构计算是建立在平断面和平衡设计假定基础之上的。要维持两个假定的成立，就必须满足构件断面内的变形协调条件。(3)梁板之间的变形失调。梁与板是结构体系中的两个重要成员，梁板之间的变形不协调将导致抵抗力偏低的板面会出现裂缝现象。而较严重的板面裂缝会直接导致板的使用功能丧失，比如板面渗漏、地面砖破裂、室内装修污损等。(4)梁柱之间的变形失调。梁与柱是结构体系中的中流砥柱，相当于人的脊梁骨。梁柱之间的变形不协调，比如强梁弱柱，则必然在柱上产生裂缝。为了满足建筑结构抗震中“小震不坏，中震可修，大震不倒”的结构设计原则，常走强柱弱梁之道，让裂缝首先出现在梁上，从而免于坍塌之险。(5)框架与填充墙之间的变形失调。填充墙本来不受力，其上裂缝无关紧要，但如果框架与填充墙之间的变形严重失调，墙面裂缝特别严重，严重损坏墙面装饰。(6)上部结构与地基之间的变形失调。上部结构刚度很大，而地基的刚度，尤其是软弱地基的刚度极小，极易导致地基不均匀沉降，引起结构裂缝甚至整体坍塌事件。

2 工程结构变形失调裂缝的防治

工程结构中的变形失调现象已很严重，现行规范（GB50010-2002）强调提出了结构设计必须满足力学平衡、变形协调和本构关系合理三个条件。关于力学平衡条件的满足，已经是驾轻就熟的老问题；而如何满足变形协调、本构关系合理则是一个困扰工程师们的工程难题。伴随着建筑材料品质的不断改进，施工技术水平的不断提高，结构裂缝现象的防治手段也取得了进一步发展。

2.1 改进结构设计

要满足结构体系的变形协调，可以从以下几个方面改进结构设计。（1）结构平面应力求简单。在满足使用功能的前提下，结构平面越简单，变形协调关系越容易实现。（2）减少约束。合理地分区分块，避免基础过大起伏，允许梁板在一定范围内自由变形。（3）构造钢筋的配置应合理。配筋率越大，收缩越小，但配筋过量则会增加混凝土拉应力，钢筋尽量采用小直径、密间距。全截面配筋率不小于 0.3%，应在 0.3%～0.5%之间。（4）正确地设置沉降缝，限制伸缩缝间距。（5）设置滑动层：考虑到基础同时受到地基和桩基的约束，在基础的下底面设置滑动层来减小其约束，降低混凝土内部的约束应力。（6）做好屋面保温层。进行热工计算，屋面保温层应满足建筑节能的标准要求。

2.2 改进施工技术

施工的规范性对工程质量影响很大，除严格按图纸施工外，施工过程的技术水平对控制混凝土结构裂缝也有重要的影响。

避免混凝土由于温湿度变化而产生裂缝可采取如下措施：（1)采用合理的原材料。选用低水化热水泥，改善骨料级配，降低水灰比，掺混合料等。（2)降低入模温度。搅拌混凝土时加冰和用水将碎石冷却以降低混凝土的浇筑温度。（3)选择合理的浇注速度。热天浇筑混凝土时减少浇筑厚度和降低浇筑速度，厚度最好控制在500 mm以内，以便于表面散热。（4）适当的养护。加强保温养护措施避免内部水分蒸发过快，设置专人洒水养护时间不少于14 d。（5)规定合理的拆模时间，以免混凝土表面发生急剧的温度梯度。

合理地使用后浇带，可以让一部分变形在施工阶段得到满足。后浇带处理不当极易造成质量事故，轻则开裂渗漏，重则危及结构安全。（1)必须严格按施工图施工。施工时应用堵头板，根据接口形式在堵头板上装凸条。（2)设置围护。后浇带浇筑混凝土完成后应进行防护，局部应覆盖，四周用临时栏杆围护。（3)后浇带两侧凿毛。否则新老混凝土的粘结强度差，会在后浇带两侧造成两条贯穿裂缝,极易渗水。（4)后浇带应用强度等级提高一级、早强、微膨胀混凝土浇筑。（5)拆模时间不可过早。后浇带跨内的梁板在后浇带混凝土浇筑前，长期处于悬臂受力状态，在施工期间，本跨内的模板和支撑不能拆除，必须待后浇混凝土强度达到设计强度值的75% (如跨度不小于8 m，须达到设计强度值的100% )以上后，方可按由上向下顺序拆除。

2.3 选取优异性能的原材料

对于一些特殊的工程或结构部位，应用新型材料，可有效防止结构裂缝的产生。

在钢筋混凝土梁的底部加人适当的钢纤维，可明显提高抗裂能力。对于钢筋钢纤维混凝土梁而言，当掺入钢纤维的体积率在1.0%～1.5%，受拉区钢纤维混凝土层达到 0.3 倍的截面高度时，钢纤维就能很好地降低裂缝宽度。同时，弯拉性能将接近全截面钢纤维混凝土梁。

碳纤维的线胀系数为负值，不是热胀冷缩而是热缩冷胀。在温度应力、湿度裂缝问题中，可有效地防止结构裂缝的产生。

裂缝自愈合混凝土结构利用仿生学的原理，根据人体伤口由“破裂— —流血凝结— —愈合”的全过程，在混凝土结构构件中沿受拉方向分层布置一些注入缩聚高分子溶液的玻璃空心纤维，当混凝土受拉开裂时，这些玻璃纤维管道破裂，其中的溶液流至裂缝处结硬，实现混凝土裂缝的自愈合。

2.4 结构裂缝的修补方法

对于已经发生的结构裂缝，必须在裂缝发展稳定后采取必要的修补与加固技术，以期延长建筑物的使用寿命。钢筋混凝土裂缝处理方法有下列几种:(1)表面修补。常用方法有压实抹平、涂抹环氧树脂胶结剂、喷涂水泥砂浆或细石混凝土、压抹环氧胶泥、环氧树脂粘贴玻璃丝布、增加整体面层、钢锚栓缝合等。（2）局部修补法。常用的有充填法、部分凿除重新浇筑混凝土等。（3）水泥压力灌浆法。适用于缝宽大于0.5mm的稳定裂缝。（4）化学灌浆法。可灌入缝宽大于0.05mm的裂缝。（5）减小框架结构内力。常用的方法有卸载或控制荷载、设置卸荷结构、增设支点、支撑，改简支梁为连续梁等。（6）框架结构补强。增加钢筋，粘贴钢板，预应力补强等。

3 结语

工程结构裂缝的防治，是一个老生常谈的话题，有很多成熟的方法，但都不能完全避免。特别是由于温湿度变化而引起的结构裂缝就如医学上的伤风感冒一样不可避免，结构刚度分布不均匀而产生的变形失调裂缝就像医学上的高血压、高血脂、高血糖一样成为工程上的疑难杂症。然而，通过改进设计方法、改进施工技术、采用新材料、科学方法填补等，可以有效地解决结构体系变形失调问题，从而起到防治结构裂缝的目的。

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