摘要：高層建筑在城市中的數量越來越多，外形也越來越復雜。受施工環境、施工工藝和建筑材料的影響，高層建筑經常會在某些部位出現裂縫。裂縫現象在施工中不可避免，但是裂縫出現的部位不同對建筑的影響程度也不同。施工中應采取有效措施盡量控制裂縫產生，特別是控制有害裂縫的出現。本文對高層建筑施工中易出現裂縫的部位進行了總結，并簡單分析了其產生原因和采取的措施。這些裂縫都是對建筑安全性、耐久性及使用的功能性方面都有一定的影響，容易出現，是施工中關注重點。
　　
　　關鍵詞：高層建筑，裂縫，有效控制，變形，收縮，水泥，砼，剛度，約束，應力突變，物理特性，熱脹冷縮，控制有害裂縫
　　
　　一、高層建筑的發展現狀：
　　受城市規模化建設的影響，加上城市用地緊張，高層建筑在近十年得到迅猛發展。建設規模越來越大，數量越來越多，單個建筑的主要及附件功能愈加完善，設施愈加齊全，并成為城市美化景點。
　　目前國內的高層建筑多數用于商住樓，綜合寫字樓，辦公樓，結構方面主要是采用現澆鋼筋砼框架、框剪、框筒結構。建筑方面則盡量追求立面造型的獨特，如：陽臺的形狀變化、窗戶含窗臺板的凸顯、整個建筑物的外形變化等。
　　
　　二、高層建筑裂縫現象分析
　　近代科學研究和大量的混凝土工程實踐證明，在混凝土工程中裂縫問題是不可避免的，混凝土建筑和構件通常都是帶縫工作的，由于裂縫的存在和發展通常會使內部的鋼筋等材料產生腐蝕，降低鋼筋混凝土材料的承載能力、耐久性及抗滲能力，實際施工中應盡量采取有效措施控制裂縫產生，使結構盡可能不出現裂縫或盡量減少裂縫的數量和寬度，尤其要盡量避免有害裂縫的出現，從而確保工程質量。
　　高層建筑由于施工環境復雜，設施多，附件多，建筑物形狀變化多，施工周期長等原因，裂縫現象會發生在施工的每個階段、每一個部位上。柱、梁、樓板、樓地面、墻面、抹灰面、屋面等地方都會出現裂縫，裂縫現象呈現頻率多、分布廣的特點。
　　高層建筑施工中裂縫易出現的原因，主要有兩方面，一是砼材料自身變形因素，二是高層建筑施工中所特有的因素。
　　1、砼自身變形因素分析
　　水泥的主要組成部分鋁酸三鈣、硅酸三鈣、硅酸二鈣、鐵鋁酸四鈣這四種材料在水化反應過程中會產生一定的干縮變形。大量的試驗理論研究表明混凝土具有化學收縮、濕脹干縮、溫度變形等特性。其中，影響較大的是化學收縮和溫度變形，一是混凝土產生冷縮，易造成混凝土貫穿型的縱向裂縫；二是砼在凝結過程中，混凝土內部與表面產生較大的溫度差，產生溫度裂縫，在砼表面產生裂縫。
　　2、高層建筑特有的影響因素分析
　　高層建筑由于樓層高，工期長，受環境影響大，會因設計選型、砼等級變化、材料參數的正常變異、施工工藝變化、施工時的環境因素及建筑物的自身振動等因素影響而產生裂縫。
　　上述因素會導致成型砼構件的材質不均勻，變形不規則，造成構件內部應力突變位置多，又因為很多因素同時作用，而復雜的外界環境特別是溫度的變化，造成高層建筑施工中裂縫出現頻率多的現象。
　　分析、了解高層建筑施工中易于出現裂縫部位及產生條件和原因，采取有效措施進行控制是確保高層建筑工程質量的重要工作。
　　
　　三、高層建筑施工中，易出現裂縫部位、產生原因及主要控制措施
　　1、裂縫易出現部位
　　高層建筑施工，按其現階段常用的外形設計和結構形式，以目前施工中常用的砼泵送工藝，鋼筋、模板等加工制作工藝，容易在結構施工階段、墻體砌筑及抹灰階段，在相應的位置出現裂縫現象，主要是由于施工單位往往只重視到其中某一種影響因素，而忽視了其它因素，總結和分析這些易出現裂縫的部位，施工時可以有針對性地采取綜合措施進行有效控制。高層建筑在施工中易于產生的裂縫常見部位如下：
　　地下室鋼筋混凝土外墻中間及柱墻相交處；地下室底板與電梯井筒體連接處；填充墻體與梁柱接觸面間；填充墻體中間；窗洞口下角；墻體抹灰層中部；樓板水電等管線埋設處；樓板中部、四角及陽臺根部；裙樓頂部變形縫處理位置；轉換層大體積砼梁側表面。
　　2、裂縫產生的主要原因及控制措施如下：
　　（1）地下室鋼筋混凝土外墻中間及柱墻相交處裂縫。
　　產生主要原因：一是采用混凝土泵送技術，因混凝土需達到泵送要求，其坍落度一般要求較大，收縮變形大；二是墻體伸縮縫間距設計過長，不能有效地控制砼收縮；三是地下室內外環境差異大，加上養護不當，造成內外變形差異過大；四是當墻體混凝土收縮時，底板對此產生約束，底板產生壓應力，墻體產生拉應力。
　　控制措施：一是摻入適當的粉煤灰和膨脹劑，在混凝土滿足泵送的前提下，盡可能減少混凝土坍落度；二是根據規范要求留設后澆帶及伸縮縫，讓墻體變形穩定后再施工后澆帶部分，砼等級較高時應適當縮短伸縮縫間距；三是墻體砼澆筑后及時在內外側同時用保水性較好的草簾、麻袋等澆水覆蓋養護。
　　（2）填充墻體與梁柱接觸面間水平和垂直裂縫
　　產生主要原因：一是后砌填充墻體構造柱間隔過大；二是墻邊拉墻筋數量布置不夠，三是施工工藝不當。四是在相同的溫度下，鋼筋砼與磚墻的線膨脹系數不一樣，分別為：鋼筋砼1.0×10-5/℃、磚墻0.5×10-5/℃。
　　控制措施：一是按規范及設計要求，按標準設置構造柱和拉墻筋；二是施工至梁頂后必須要間隔一段時間以上才能砌斜磚進行封頂，因為墻體在砌筑后有一定的下沉量，待其變形穩定才可砌封頂磚；三是抹灰前在鋼筋砼與墻體接觸面上設置鋼絲網片，約束和分散變形。
　　（3）填充墻體中間出現裂縫
　　產生主要原因：一是墻體剛度不足；二是施工時間不當，施工單位為了搶時間，在下層鋼筋砼梁未到28天即開始砌筑墻體。
　　控制措施：一是墻體中的構造柱和加勁鋼筋磚梁或圈梁應按規范要求的長度和沿墻高度進行設置，砂漿的強度和磚體砌筑灰縫應飽滿。二是在底部結構支撐拆除28天后安排砌筑，因為砼梁板在拆除模板后，受自重影響都有向下撓度變形過程。另外砼在受到荷載作用下要產生變形，28天前砼變形大，此時砌筑，磚體易受附加自重應力影響而產生裂縫。
　　（4）窗洞口下角出現45度傾角的斜向裂縫，
　　產生主要原因：墻體剛度不足，墻體受溫度影響大，窗洞口兩側墻體為自由端其受溫度變化影響時其收縮變形比窗臺下的要大，窗洞口下角處于應力突變位置，當墻體剛度不夠時，首先從下角位置出現裂縫。
　　控制措施：墻體砌筑時，按規范要求的砂漿強度砌筑，橫縫和豎縫處的灰漿應飽滿，在窗臺下設置兩層鋼筋磚增強剛度。
　　（5）樓板水電等穿管埋設處出現裂縫
　　產生主要原因：一是埋設位置不當；二是穿管材質選型不當；三是施工時振搗不當；四是砼材料中石子與砂子級配不好；五是豎向埋管制作工藝不當。
　　控制措施：一是在同一位置只能埋設一根管子，且要位于板厚的中間，相鄰兩管之間應大于0.4米以上，管子應放于兩根板筋之間，若疊放會使該截面的砼有效高度減少，增加出現裂縫可能性；二是管子直徑不能超過板厚的四分之一，取限值時，應采取在管子上下兩層增設鋼絲網片加強；三是控制砼的砂石級配和石子粒徑，按規范選用，振搗時，應控制砼從埋設的管子底部自然流出，保證管下砼密實。四是豎向埋管穿樓板埋設時，鋼套管外側不能刷油漆并要除銹，在套管中間應加設鋼板止水環，防止鋼套管的溫度變形（收縮或膨脹），使其與砼板間產生裂縫。
　　（6）樓板中部、四角及陽臺根部出現裂縫，
　　產生主要原因：一是砼的塌落度大；二是砼骨料中細料或含泥量大；三是砼養護不當；四是鋼筋布置不當；五是模板拆除時間過早；六是堆積材料較早且較大。
　　控制措施：一是砼的組成材料質量參數控制要適宜，細骨料等粉塵含量大，砼收縮變形大，極宜使砼開裂縫；二是在板面砼澆灌完成后12小時立即進行草簾或麻袋澆水養護至14天以上；三是柱、梁、板相交處的鋼筋安放不能高出板面砼的有效高度，上下底筋、負筋的位置應錯開，板中間的分布筋適當減少間距，盡量采取雙向雙層鋼筋，可以有效減輕砼內部的應力突變；四是控制樓層施工速度，必須養護七天以上才能拆模，養護期間禁止上人，并控制施工材料的堆積數量，防止局部荷載過大及卸料時的沖擊荷載，這些都會使樓板在凝結時出現早期裂縫，并隨著溫度變化不斷擴展。
　　（7）裙樓頂部變形縫處理位置出現裂縫
　　產生主要原因：一是基層處理簡單；二是建筑物自身振動。
　　控制措施：該縫封閉施工時按設計及規范要求處理，采用延展性較好的材料，由于裙樓屋面經常作為露天活動場所，動荷作用頻率多，再加上該部分的裂縫不僅受到溫度變化的影響，還會受到建筑物自身振動幅度的影響，設計施工時，應在縫兩邊增設鋼筋砼擋墻反邊。
　　（8）電梯井底與底層樓板間出現裂縫。
　　產生主要原因：一是施工間隔時間短；二是施工縫處理不當。
　　控制措施：在地下室底板中，電梯井坑低于地下室底板，電梯井是一個整體澆灌的砼筒體，在底板施工時，坑底板和電梯井筒是先澆灌成形，為防止出現在底板水平裂縫，一般都是電梯井筒留出底板厚度，使該部分砼與地下室底板砼整體澆灌，由于井筒預留的鋼筋較多，形成的施工縫處理不好，在筒未完全收縮完施工時，兩個部分的收縮方向相反，易出現裂縫。在底板砼澆灌前，應留出時間使電梯井筒完成其變形收縮。
　　（9）墻體抹灰裂縫，
　　產生主要原因：一是墻體開裂，二是基層處理不當造成與結合層分離；三是抹灰工藝不當；四是施工環境較差。
　　控制措施：一是墻體抹灰應在墻體基本完成其收縮變形后再進行；二是抹灰前對基層進行粗糙化處理，對于與柱、墻砼相交處、不同材料連接處及較厚位置應加設鋼絲網片；三是基層采用摻106膠水泥漿先涂刷一層，再打結合層，結合層收縮變形較大，應待其變形基本完成時，再抹找平層，此時結合層可以約束找平層的收縮變形；四是施工環境，應關閉門窗，保持其室內環境均衡，空氣的流動和溫度變化會使砂漿表面的水分蒸發加快，形成早期表面裂縫，并在其后的凝結中擴展。
　　（10）轉換層大體積砼梁表面出現裂縫。
　　產生主要原因：一是大梁設計體積大；二是水泥選擇不當；三是施工工藝不當。
　　控制措施：一是塔樓設計時，盡量多采用柱子或鋼筋砼墻，當梁的截面增大，對支撐加固及砼澆灌質量都應采取特殊措施，增大施工難度；二是大體積砼的施工，按其特殊要求選擇水化熱低的水泥，泵送砼應摻加粉煤灰等外加劑，減少水泥用量，降低水化熱減輕砼冷縮變形；三是在砼內部加設冷卻水管，以降低砼內部溫度，減少砼內外溫差，在砼澆灌12小時后及時采用草簾或麻袋覆蓋澆水養護14天以上。
　　3、裂縫的分析處理方式
　　上述部位易出現裂縫說明該部位極易受到各種因素的影響。施工前，應有針對性地對圖紙、施工材料、施工環境、施工工藝進行綜合分析，并預定控制裂縫出現的方法和措施。
　　對裂縫的處理一般采取三種方式：一是灌漿、嵌縫封堵法。二是結構加固法。三是混凝土置換法即返工重新施工。如何使用需根據出現裂縫對建筑物的影響程度分析確定。
　　
　　四、結論
　　高層建筑施工中，裂縫的產生受多方面因素的影響，裂縫一旦出現其對高層建筑的結構安全、耐久性及使用功能性都有較大的影響。控制裂縫的出現，消除裂縫產生的條件需要從施工管理、建筑設計、結構用材及施工工藝等方面共同采取措施，才能使其得到有效地控制。當出現裂縫時，首先應綜合分析裂縫產生的原因，根據出現部位、對結構等的影響程度，采取不同的處理方式。施工人員應對裂縫可能產生的條件和部位有一個充分的了解，管理者對施工操作人員應進行裂縫控制技術交底，強調預防裂縫產生的措施、手段及注意事項等，采取綜合措施有效控制不出裂縫或有害裂縫的出現，從而確保高層建筑施工質量。
　　
　　
　　參考文獻：
　　《混凝土標準規范及工程應用》，中國建材工業出版社，2005年出版，冷發光、張仁瑜主編。
　　《新世紀高層建筑結構設計與施工手冊》，中國建材工業出版社，2006年出版，徐至鈞、趙錫宏主編。
　　《建筑材料》，中國水利水電出版社，2004年第二版出版，閻培渝、楊靜編著；
　　《建筑力學》，人民交通出版社，2007年出版，劉志宏、蔣曉燕編著。