工程结构裂缝控制原则

浅谈各类裂缝问题的防治原则

裂缝控制有两种：一是混凝土与砌体结构在设计与施工阶段的控制，即防裂控制；二是混凝土与砌体结构在施工与使用阶段裂后控制。从社会效益和经济效益出发，土建专业的技术人员，特别是从事设计的结构工程师，要充分认识到防裂的重要意义，在设计的方案阶段以及在作施工图的过程中，要有防裂意识，善于结合工程结构的具体情况（包括工程地质条件、建筑平面及空间布置以及采用的结构材料等），灵活应用“抗”、“放”及“抗放”结合的原则和方法进行裂缝控制。

（一）“抗”的原则

对于裂缝控制，为将其控制在无害宽度范围内，必须采取“抗”的原则，从计算、构造上使混凝土结构和砌体结构具有足够的抗力来对付各种荷载的作用，除满足现行国家标准关于承载力的要求外，还要满足抗裂性（裂缝宽度）和变形要求。

对于变形裂缝，为将裂缝控制在无害范围内，又是也要采用“抗”的原则，如对不均匀沉降从结构布置上采用设置地梁和圈梁提高上部结构的刚度，对结构构件的某些部位，从构造上用增加配筋（如混凝土梁的纵向钢筋、板内的双层钢筋网、混凝土与砌体结构界面处的钢筋网等）或提高材料强度等级（如砌体结构提高顶层砂浆强度等级）等措施，来提高结构、构件的抵抗变形裂缝的能力。对于以收缩为主的变形裂缝，还可以采用加膨胀剂的连续浇捣的加强带来控制。为有效控制荷载裂缝和变形裂缝，最为有效的办法是采用高强度预应力钢筋和高强度混凝土制作的单向或双向的高效预应力混凝土结构。

（二）“放”的原则

对于变形裂缝，当采用“抗”的原则及其相应的方法将裂缝控制在无害裂缝范围内付出的代价过高时，可采取“放”的原则及其相应的方法，即设计时，在结构中预留人工缝。如：为对付温度收缩引起的变形裂缝，可在结构的中间部位预先设置伸缩缝；为对付差异沉降引起的变形裂缝，可在差异沉降较大的界面处预先设置沉降缝。此外，为减小温度收缩应力，在结构构件的支承面或支承点设置滑动层和滑动支座的方法，也符合“放”的原则。

伸缩缝、沉降缝、滑动层的设置和构造要求应符合现行有关国家标准规范的

要求。

（三）“抗放”结合的原则

对于变形因素影响较大的结构，可采用“抗放”结合的原则及其相应的方法，即采取先“放”后“抗”的方法。所谓先放，是指主体结构未完成之前，先用人工缝将结构分成若干部分；所谓后放是待变形因素部分完成或大部分完成之后，再将它们连成整体。如：对较长的结构或差异沉降较大的结构，在适当部位设置后浇带，待混凝土结硬收缩变形或差异沉降部分完成或大部分完成之后，再对后浇带进行浇捣，使主体结构形成整体，来对抗尚未完成的温度收缩变形和差异沉降变形。

“抗”与“放”两者相辅相成，辩证统一，不同条件下各有各的优越性和不足。工程结构的设计、施工实践中，采用什么原则合适，要在综合分析具体技术条件、使用要求和经济效果后，方可做出选择。一般来说，采取抗的方法，必须有足够的强度储备，采取放的方法，必须有充分的变形余地。

举例1：大体积混凝土结构裂缝控制的综合措施

1、设计方面

1）合理的平面和立面设计，避免截面的突变，从而减小约束应力；

2）合理布置分布钢筋，尽量采用小直径、密间距；变截面处加强分布筋；

3）避免用高强混凝土，尽可能选用中低强度混凝土；采用60天或90天强度；

4）采用滑动层来减小基础的约束。

2、材料方面

1）科学地选用材料配比，用较低的水灰比、水和水泥用量；

2）严格控制砂石骨料的含泥量。

3、施工方面

1）用保温隔热法对大体积混凝土进行养护；

2）控制水化热的升温，混凝土中心与外表面的最大温差不高于摄氏25~30℃，总降温差30℃；

3）控制降温速率；

4）用草袋和塑料薄膜进行保温和保湿；

5）用跳仓打方法和企口缝；

6）用后浇带减小温度收缩。

4、理论研究与设计依据

根据温度应力与长度非线性关系，应用“抗与放”原则，采取超长结构有条件地无缝连续浇筑。

举例2：微裂缝对混凝土结构的不利影响及其控制方法

1、不利影响

微裂缝的出现对混凝土结构的不利影响归纳起来有如下几点：

1）微裂缝的出现使混凝土内部形成薄弱环节，降低混凝土的抗裂性能，促

使宏观裂缝早出现；

2）微裂缝的开展，使混凝土徐变增加、刚度减小，降低混凝土抵抗变形的能力；

3）在高应力持续作用下，微裂导致的非线性徐变，降低混凝土的持久强度，亦即使混凝土强度提前丧失承载力；

4）对预应力混凝土结构，增加由于徐变引起的预应力损失。

2、控制微裂缝的方法和措施

控制微裂缝的关键，一个是尽可能减少混凝土中多余的水分，减少水分蒸发后遗留的气泡；另一个是尽可能使混凝土密实，减少混凝土中的孔隙。据此，在混凝土的施工过程中，可采取如下控制微裂缝的措施：

1）研制高温高压成型工艺；

2）采用真空脱水工艺；

3）采用挤压成型工艺；

4）掺高效减水剂、配置高强度混凝土；

5）长期湿养，如蓄水养护。

此外，在混凝土施工过程中严格控制水灰比、砂石含泥量、粗、细骨料级配优良和振捣密实等，尽量减少混凝土结硬收缩裂缝。在设计中注意控制轴压比，使混凝土避免长期处于高压应力状态。在施工中严格控制构件底模的拆除时间。