预防混凝土结构裂缝的设计措施

关键词：混凝；裂缝；设计；预防措施 

　　混凝土结构出现不同程度，不同形式的裂缝，这是非常普遍的，特别是大体积混凝土结构出现裂缝更常见。但这些裂缝必然会给工程带来不同程度的危害。如何采取有效措施，从设计上防止混凝土结构表面和内部出现有害裂缝呢？下面谈谈笔者的一些看法。 

　　一 混凝土结构产生裂缝设计方面的成因 

　　混凝土结构裂缝的成因复杂而繁多，主要原因有设计原因、材料原因、混凝土配合比设计原因、施工及现场养护原因、使用原因（外界因素），下面主要对设计原因进行进一步的分析。 

　　1. 设计原因 

　　⑴设计结构中的断面突变而产生的应力集中所产生的构件裂缝。 

　　⑵设计中对构件施加预应力不当，造成构件的裂缝（偏心、应力过大等）。 

　　⑶设计中构造钢筋配置过少或过粗等引起构件裂缝（如墙板、楼板）。 

　　⑷设计中未充分考虑混凝土构件的收缩变形。 

　　⑸设计中采用的混凝土等级过高，造成用灰量过大，对收缩不利。 

　　2. 材料原因 

　　⑴.粗细集料含泥量过大，造成混凝土收缩增大。集料颗粒级配不良或采取不恰当的间断级配，容易造成混凝土收缩的增大，诱导裂缝的产生。⑵.骨料粒径越细、针片含量越大，混凝土单方用灰量、用水量增多，收缩量增大。⑶.混凝土外加剂、掺和料选择不当、或掺量不当，严重增加混凝土收缩。⑷.水泥品种原因，矿渣硅酸盐水泥收缩比普通硅酸盐水泥收缩大、粉煤灰及矾土水泥收缩值较小、快硬水泥收缩大。⑸.水泥等级及混凝土强度等级原因：水泥等级越高、细度越细、早强越高对混凝土开裂影响很大。混凝土设计强度等级越高，混凝土脆性越大、越易开裂。 

　　3.混凝土配合比设计原因 

　　⑴.设计中水泥等级或品种选用不当。⑵.配合比中水灰比（水胶比）过大。⑶.单方水泥用量越大、用水量越高，表现为水泥浆体积越大、坍落度越大，收缩越大。⑷.配合比设计中砂率、水灰比选择不当造成混凝土和易性偏差，导致混凝土离淅、泌水、保水性不良，增加收缩值。⑸.配合比设计中混凝土膨胀剂掺量选择不当。 

　　二 混凝土结构裂缝设计预防措施 

　　想要对裂缝进行最为有效的预防和控制就必须对裂缝的成因和类型进行深入的研究和了解，因地制宜，对每一种裂缝类型实施有针对性的预防和控制。在可能产生裂缝的各个环节采取有效的预防措施。将混凝土裂缝的隐患消灭在萌芽之中。 

　　混凝土有裂缝是绝对的，无裂缝是相对的。混凝土的裂缝一般都发生在早期，所产生的裂缝主要是塑性收缩裂缝、沉降裂缝及收缩裂缝，而在后期所产生的裂缝与结构设计及材料的应用有关。大部分混凝土结构裂缝的原因是由于变形作用引起的，而变形作用包括温度、湿度及不均匀沉降等。由于混凝土自身所具有的一些特点，从原材料到施工工艺等诸多因素都会对混凝土发生直接的影响，所以控制混凝土的裂缝应综合从各个方面综合考虑，把好可能对其发生影响的各道关。设计时预防混凝土结构裂缝，主要包括以下两方面。 

　　1.混凝土裂缝的设计防治措施 

　　混凝土裂缝的防治措施主要有设计措施和施工措施，混凝土裂缝常见的预防措施主要有混凝土塑性裂缝的预防措施、温差裂缝的预防措施、混凝土裂缝渗漏水的预防措施、合理正确的使用外加剂、混凝土的早期养护，下面将对设计防治措施进行进一步的研究。 

　　一是精心设计混凝土配合比。在保证混凝土具有良好工作性的情况下，应尽可能地降低混凝土的单位用水量，采用“三低（低砂率、低坍落度、低水胶比）二掺（掺高效减水剂和高性能引气剂）一高（高粉煤灰掺量）”的设计准则，生产出高强、高韧性、中弹、低热和高极拉值的抗裂混凝土；二是增配构造筋提高抗裂性能。配筋应采用小直径、小间距。全截面的配筋率应在0.3-0.5%之间；三是避免结构突变产生应力集中，在易产生应力集中的薄弱环节采取加强措施；四是在易裂的边缘部位设置暗梁，提高该部位的配筋率，提高混凝土的极限拉伸；五是在结构设计中应充分考虑施工时的气候特征，合理设置后浇缝，保留时间一般不小于60天。如不能预测施工时的具体条件，也可临时根据具体情况作设计变更。 

　　2. 混凝土裂缝渗漏水的设计预防措施 

　　设计中应充分考虑地下水作用的最不利情况，即地下水、地表水和毛细管水对结构的作用以及由于人为因素而引起的周围水文地质变化的影响。 

　　桩基、筏基必须支撑在可靠的持力层上，使结构具有足够的强度、刚度，以抑制地基基础局部下沉。 

　　结构设计中，应根据地下工程确定的几何尺寸，地基土和桩基情况，验算整浇混凝土由于温差混凝土收缩所产生的总温度应力是否超过当时基础混凝土极限抗拉强度，并采取相应的混凝土强度和抗渗。等级，合理配置钢筋，提高混凝土的瞬时极限拉伸值，使大体积混凝土具有足够的抗裂能力而不出现裂缝。根据结构断面形状、荷载、埋深，基础的强度，采用结构自防水混凝土，即补偿收缩混凝土。一般在混凝土中内掺WG-HEA或UEA膨胀剂，补偿混凝土的限制收缩，抵消混凝土结构在收缩中产生的拉应力，控制温差，使结构不裂。HEA、UEA混凝土参以膨胀加强带取代后浇缝。即在结构收缩应力最大的地方多掺入HEA或UEA，产生相应较大的膨胀来补偿结构的收缩。加强带的位置一般设在结构后浇带上，宽为2m。带之间适当增加温度钢筋10%～15%，能实现连续超长防水结构，其后浇缝设置可延长至100m以上对于温度影响大，墙薄、面大，养护困难的地下室边墙、柱墙变截面部位，只需适当增加水平构造钢筋和加强钢筋。特别重要的防水建筑，增加外防水层，即构造自防水与建筑防水相结合，双防双保险。地下工程底板采用现代高效预应力混凝土，对消除结构混凝土裂缝，有其独特的效果。 

　　根据结构设计，合理设置后浇带和变形缝。设计图中，应着重绘制加强带、后浇带、变形缝和施工缝等构造详图，便于施工。 

　　三 结束语 

　　总之，混凝土在设计中对有些结构按其所处条件的不同，允许存在一定宽度的裂缝。但设计时应尽可能采取有效的技术措施控制裂缝，使结构尽量不出现裂缝，或尽量减少裂缝的数量和宽度，特别是避免有害裂缝的出现，以确保工程质量。 

　　参考文献 

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　　[2]王海秀.混凝土结构裂缝成因及防治措施的探讨[J].山西建筑.2013（04） 

　　[3]张海高，李宝忠，王瑜玲.高强无收缩混凝土灌浆料裂缝成因及控制措施[J].建筑.2012（10）