淺談普通現(xiàn)澆鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)
混凝土是一種非勻質(zhì)脆性材料，在化學(xué)反應(yīng)、荷載、溫度和濕度變化等條件下，由于各種材料的變形不一致而在其間產(chǎn)生應(yīng)力，造成骨料與水泥石的粘結(jié)面或水泥石本身微粒的粘結(jié)面產(chǎn)生微細(xì)裂縫。隨著荷載的繼續(xù)作用或進(jìn)一步的溫差和濕度變化，微細(xì)裂縫逐漸擴(kuò)展、貫通，從而產(chǎn)生較大裂縫。
一般情況下，微細(xì)的未貫通裂縫對(duì)使用并無(wú)多大危害；而大的裂縫會(huì)影響混凝土的受力，或使鋼筋暴露在空氣中造成銹蝕等，進(jìn)而影響建筑的使用壽命?；炷恋牧芽p是絕對(duì)性的，不可避免的。但我們可以盡量采取有效措施控制裂縫的數(shù)量和寬度，特別要避免出現(xiàn)有害裂縫。
常見(jiàn)收縮和溫差裂縫的產(chǎn)生原因
現(xiàn)澆鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)梁、板產(chǎn)生裂縫的原因，綜合起來(lái)可以分為兩大類(lèi)：一是由于設(shè)計(jì)失誤、施工不當(dāng)?shù)仍驅(qū)е碌慕Y(jié)構(gòu)性裂縫；二是由于混凝土本身的收縮和溫差作用所產(chǎn)生的非結(jié)構(gòu)性裂縫。有關(guān)資料統(tǒng)計(jì)及大量的工程實(shí)踐表明，一般工程中結(jié)構(gòu)性裂縫約為20％，大部分為收縮和溫差裂縫約占80%，這些非結(jié)構(gòu)性裂縫可以通過(guò)設(shè)計(jì)和施工階段采取相應(yīng)的技術(shù)措施預(yù)防，從而將其控制在現(xiàn)行規(guī)范所允許的范圍內(nèi)。
從大量的工程實(shí)踐中發(fā)現(xiàn)，建筑的收縮和溫差裂縫所出現(xiàn)的位置與構(gòu)件部位和形狀關(guān)系的規(guī)律基本相同或類(lèi)似。
（1）建筑物兩端樓梯間處的樓板平面剛度較小，容易產(chǎn)生裂縫，裂縫通常平行于板的長(zhǎng)邊并貫通梁側(cè)。設(shè)計(jì)控制方法是加厚該處的樓板厚度，板面的負(fù)筋除了滿足計(jì)算配筋要求之外，還應(yīng)配置≥φ8@200雙向通長(zhǎng)鋼筋，梁兩側(cè)加設(shè)縱向構(gòu)造腰筋。
（2）樓板四大角裂縫。產(chǎn)生的原因是荷載、收縮及溫差產(chǎn)生的應(yīng)力向四角迭加成為剪力匯集區(qū)而引起的裂縫，一般呈45°角，距板角約600mm～1200mm，常為上下貫通。設(shè)計(jì)控制方法是除了滿足計(jì)算配筋要求之外，在整塊板的跨度范圍內(nèi)增設(shè)雙向φ6或φ8@200鋼筋網(wǎng)，且四角加密。
（3）框架柱網(wǎng)外的懸挑梁板處的裂縫一般平行于板的短邊并貫通封口梁側(cè)。產(chǎn)生的主要原因是該位置的構(gòu)件受外界溫差影響產(chǎn)生較大的變形應(yīng)力，因此外露梁板是溫差裂縫的多發(fā)區(qū)域。設(shè)計(jì)控制方法是在板面長(zhǎng)度方向構(gòu)造筋φ8@200通長(zhǎng)。
（4）屋面板是收縮及溫差變形裂縫產(chǎn)生較多的地方，因此所有板的負(fù)彎矩筋不應(yīng)切斷。
構(gòu)造設(shè)計(jì)方面的控制措施
1.合理設(shè)置伸縮縫和后澆帶
同一材料的收縮和膨脹線性系數(shù)為一定值時(shí)，其面積越大、體形越大，收縮或溫差應(yīng)力引起的變形及產(chǎn)生裂縫的可能性就越大。因此，合理設(shè)置長(zhǎng)體形建筑的伸縮縫是控制混凝土溫差變形裂縫的一項(xiàng)有效措施。設(shè)計(jì)人員必須嚴(yán)格執(zhí)行規(guī)范，在其規(guī)定的最大間距內(nèi)設(shè)置伸縮縫，并應(yīng)根據(jù)當(dāng)?shù)丨h(huán)境氣候及具體工程結(jié)構(gòu)特點(diǎn)適當(dāng)減小伸縮縫的間隔，以有效防止混凝土結(jié)構(gòu)的溫差裂縫。
后澆帶是當(dāng)建筑體形較大、高度差較大以及不規(guī)則形狀時(shí)，通常又不便設(shè)置伸縮縫，為了防止混凝土因沉降、收縮和溫差變形產(chǎn)生裂縫，而特別澆筑的一種混凝土結(jié)構(gòu)。設(shè)計(jì)施工圖時(shí)應(yīng)注意合理預(yù)留后澆帶的位置，并明確提出施工注意事項(xiàng)。
2.適當(dāng)增大板厚和構(gòu)件的配筋率
在鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)中，鋼筋對(duì)于抵抗和控制收縮和溫差變形而產(chǎn)生的裂縫，發(fā)揮著主導(dǎo)作用。現(xiàn)行規(guī)范中除了對(duì)混凝土構(gòu)件的縱向配筋規(guī)定了最小配筋率外，還規(guī)定當(dāng)溫度等因素對(duì)結(jié)構(gòu)產(chǎn)生較大影響時(shí)，需要適當(dāng)增加構(gòu)件的配筋率。我國(guó)一些地方夏、秋季晝夜溫差很大，熱脹冷縮的不斷循環(huán)是造成混凝土結(jié)構(gòu)產(chǎn)生溫差裂縫的主要原因。部分工程實(shí)踐表明，往往裂縫較多的構(gòu)件，其配筋率較小，因此設(shè)計(jì)人員對(duì)此應(yīng)該予以重視，在設(shè)計(jì)時(shí)要充分考慮工程所出區(qū)域的氣候特點(diǎn)和建筑物的不同部位（如外露構(gòu)件），適當(dāng)增大構(gòu)件的配筋率。
常見(jiàn)的收縮和溫差裂縫與樓面板、屋面板的厚度有關(guān)，如果設(shè)計(jì)時(shí)只計(jì)算豎向荷載而未考慮溫差和收縮變形對(duì)樓板，特別是對(duì)屋面板和框架平面以外板件的影響，而采用了較薄的板件，則難以避免在溫差和收縮應(yīng)力反復(fù)作用下結(jié)構(gòu)產(chǎn)生裂縫。另外，樓板厚度不夠的情況下，施工偏差會(huì)影響到鋼筋保護(hù)層厚度和負(fù)彎矩的有效高度而產(chǎn)生裂縫。如果工程中的樓板暗埋管線眾多，也會(huì)直接影響樓板厚度，沿管線走向會(huì)產(chǎn)生集中應(yīng)力而導(dǎo)致裂縫。為此，無(wú)論計(jì)算結(jié)果如何，即使板件跨度較小，也應(yīng)該采取板厚≥100mm，且在溫差影響大的重點(diǎn)部位使板面負(fù)筋雙向通長(zhǎng)。
施工階段的控制措施
1.嚴(yán)格把關(guān)材料質(zhì)量和配比關(guān)系
為了有效控制現(xiàn)澆混凝土結(jié)構(gòu)中收縮和溫差裂縫的出現(xiàn)，我們?cè)谑┕るA段更應(yīng)該加倍重視，采取有效控制措施。首先要對(duì)所選用的各種材料進(jìn)行嚴(yán)格的檢查和驗(yàn)收，不合格材料一律禁止使用。同時(shí)，要按規(guī)定的各項(xiàng)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)做好混凝土配比設(shè)計(jì)，并進(jìn)行試配試驗(yàn)。施工時(shí)選用良好級(jí)砂石骨料和低熱或中熱水泥，嚴(yán)格把關(guān)砂石含泥量和外加劑的摻用量，避免使用過(guò)量粉砂，嚴(yán)格控制水灰比和坍落度。
2.切實(shí)做好混凝土的攪拌、運(yùn)輸、澆筑及養(yǎng)護(hù)等細(xì)節(jié)性工作
混凝土的攪拌要嚴(yán)格按照規(guī)范進(jìn)行，攪拌時(shí)間必須充足，配有外加劑的更要攪拌均勻，否則可能造成同一塊板中混凝土的性質(zhì)不同，收縮凝結(jié)不均勻而引起開(kāi)裂。另外，使用外加劑的量必須計(jì)算準(zhǔn)確，用法正確，要對(duì)各種外加劑與不同水泥的相容性匹配關(guān)系有明確標(biāo)識(shí)?；炷恋倪\(yùn)輸、澆筑和振搗必須在初凝前完成并確保板厚，保持構(gòu)件中各種鋼筋的正確位置，專(zhuān)人負(fù)責(zé)振搗。混凝土澆筑后應(yīng)防止過(guò)早在其上進(jìn)行施工、堆積物料等活動(dòng)。
施工縫應(yīng)按審批合格后的施工方案預(yù)留位置。雨季施工應(yīng)采取防護(hù)措施，避免隨意停工留縫。施工接茬處應(yīng)該用鋼絲刷清洗干凈縫口，并掃水泥漿，必要時(shí)還要在接茬處設(shè)置鋼絲網(wǎng)或采取其他可行措施防止產(chǎn)生收縮裂縫?；炷恋酿B(yǎng)護(hù)對(duì)控制混凝土的收縮裂縫起著舉足輕重的作用。因此，混凝土澆筑完成后，必須掌握好養(yǎng)護(hù)時(shí)間，在規(guī)定時(shí)間內(nèi)保持混凝土的濕度，控制其表面溫度，避免混凝土的內(nèi)外溫差過(guò)大而導(dǎo)致裂縫。
3.重視后澆帶的施工
關(guān)于后澆帶的施工，還應(yīng)該注意以下事項(xiàng)。后澆帶的相鄰板塊兩側(cè)的模板應(yīng)支撐牢固，模板在后澆帶澆筑前不得拆除，且必須在后澆帶補(bǔ)澆混凝土的強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度后方可拆除支撐模板。另外，對(duì)后澆帶施工縫部位的處理，要將施工縫兩側(cè)的舊混凝土表面鑿毛，用水徹底沖刷干凈，使舊混凝土充分濕潤(rùn)，再掃兩次水泥漿后方能澆筑新混凝土，混凝土初凝后必須覆蓋養(yǎng)護(hù)。后澆帶施工縫的新澆混凝土的時(shí)間應(yīng)根據(jù)工程的實(shí)際情況而定，一般應(yīng)距原澆混凝土的時(shí)間不小于40天，補(bǔ)澆混凝土的強(qiáng)度應(yīng)比原設(shè)計(jì)強(qiáng)度提高一級(jí)，并加入10%膨脹劑。
由于收縮和溫差變形這兩大因素所產(chǎn)生的非結(jié)構(gòu)性裂縫，在一般情況下尚不至于造成明顯危害，但對(duì)工程質(zhì)量和建筑結(jié)構(gòu)的耐久性有一定影響，因此這些裂縫應(yīng)當(dāng)引起我們的高度重視。我們應(yīng)該在實(shí)際工程中針對(duì)裂縫產(chǎn)生原因和易發(fā)部位，采取有效的設(shè)計(jì)控制措施及施工技術(shù)防范措施，從各個(gè)環(huán)節(jié)上下功夫，將非結(jié)構(gòu)性裂縫嚴(yán)格控制在國(guó)家規(guī)范允許的范圍內(nèi)，以確保我們施工的建筑“萬(wàn)年常青”。