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建筑結(jié)構(gòu)裂縫的成因及防治措施

放大字體  縮小字體 發(fā)布日期:2007-09-24  來源:《學(xué)術(shù)論壇》  作者:吳高飛
核心提示:建筑結(jié)構(gòu)裂縫的成因及防治措施

摘 要:如何有效的控制建筑物中裂縫的產(chǎn)生是人們一直所關(guān)注的問題。本文分析了建筑物中墻體裂縫和混凝土裂縫產(chǎn)生的機(jī)理,提出了相應(yīng)的解決措施,并指出只有經(jīng)過精心的設(shè)計與施工, 才能防止建筑物裂縫的產(chǎn)生。

關(guān)鍵詞:建筑物 裂縫 防止

中圖分類號:TU362 文獻(xiàn)標(biāo)識碼:A 文章編號:1672-3791(2006)11(c)-0174-01

  建筑物的裂縫影響建筑結(jié)構(gòu)的整體性和使用功能,也會給用戶造成不安全感,但是只要裂縫在不危及結(jié)構(gòu)安全和使用時卻容易被人們忽視。然而有裂縫建筑物在地震荷載等隨機(jī)載荷的作用下,往往容易引起前提破壞,因此在建筑設(shè)計和施工過程中應(yīng)采取相應(yīng)的預(yù)防措施,使裂縫得到有效的控制。

1 墻體裂縫的成因分析

1.1 地基不均勻沉降引起墻體裂縫分析

  在地基土質(zhì)較好且較均勻時,房屋地基不均勻沉降的值是較小的,且在房屋的長高比不大的情況下,一般對房屋的安全使用不會產(chǎn)生太大的影響。但當(dāng)房屋修建在濕陷地基、軟弱地基時,容易發(fā)生不同程度的壓縮沉陷,使基礎(chǔ)變形,從而引起墻體裂縫的產(chǎn)生。房屋長高比如設(shè)計過大,建筑物的整體剛度就差,如果地基沒有經(jīng)過加固處理的話,那么墻體就可能出現(xiàn)嚴(yán)重的裂縫。這種裂縫往往對稱的發(fā)生在縱墻的兩端,并且向沉降較大的方向傾斜,呈正八字形裂紋,且上部裂縫小,下部裂縫大。當(dāng)建筑物高差較大或所承受的荷載差異較大,而在高低差異或載荷差異較大的交接部位未留設(shè)沉降縫,此時在交接部位最容易產(chǎn)生裂縫,裂縫通常位于層數(shù)低或荷載輕的部分,朝著層數(shù)高的荷載重的部分傾斜。

1.2 溫度變化引起的墻體裂縫

  建筑物的使用條件復(fù)雜,容易受溫度、季節(jié)變化的影響。而一般材料均有熱脹冷縮性質(zhì),房屋結(jié)構(gòu)由于周圍溫度變化引起熱脹冷縮變形, 稱為溫度變形。如果結(jié)構(gòu)不受任何約束, 那么在結(jié)構(gòu)中就不會產(chǎn)生附加應(yīng)力,如果材料的線膨脹系數(shù)不一樣,且結(jié)構(gòu)受約束,就會產(chǎn)生溫度變形。鋼筋混凝土屋面板的線膨脹系數(shù)遠(yuǎn)大于磚的線膨脹系數(shù),從而使得屋面板的變形要比磚墻的變形大,故在墻體與屋面板的接觸面上就產(chǎn)生了剪力,該剪力使得墻體出現(xiàn)裂縫。

  溫度應(yīng)力能夠引起八字形裂縫、水平裂縫、包角裂縫、女兒墻根部和豎向裂縫。在房屋縱向兩端對稱產(chǎn)生正八字裂縫,縱墻上有窗沿的,裂縫一般均通過窗口對角線;靠窗的一端,裂縫寬度較大。平屋頂房屋, 有時在屋面板底部附近或頂層圈梁附近, 沿外墻頂部會出現(xiàn)縱向水平裂縫和包角裂縫,這是由于屋面和墻體的變形不一致而引起的向外或向內(nèi)推拉力產(chǎn)生的。女兒墻根部由于受到屋面變形引起的推拉力,使女兒墻根部的砌體出現(xiàn)外傾現(xiàn)象, 形成水平裂縫。

2 混凝土結(jié)構(gòu)裂縫的成因分析

2.1 混凝土凝結(jié)過程引起的開裂

  混凝土在初凝前,骨料經(jīng)振動后內(nèi)部空隙中水分空氣上浮,但粗骨料卻向下沉中,無筋混凝土中骨料全面均勻下沉,表面不會出現(xiàn)裂縫;而鋼筋混凝土在初凝前的粗骨料下沉則會產(chǎn)生沿鋼筋方向的開裂,這種裂縫一般只到鋼筋面就再不會向下延伸?;炷聊Y(jié)時失水過多的干縮也會引起開裂,這種裂縫一般發(fā)生在高氣溫施工條件下的薄體混凝土結(jié)構(gòu)中,高溫天氣下的開裂尤其明顯,深度可達(dá)到板厚的1/2。

2.2 混凝土自身應(yīng)力產(chǎn)生的裂縫

  混凝土在強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計要求后,即使沒有任何荷載的作用時其自身的徐變也會產(chǎn)生裂縫,這種現(xiàn)象通常發(fā)生在高溫季節(jié),裂縫形式為上下貫通,在地下室墻壁上、剪力墻壁上會呈現(xiàn)出較有規(guī)律的開裂。這是由混凝土的自應(yīng)力引起的裂縫,其原因是混凝土在水化熱達(dá)到一定溫度后,混凝土的膨脹應(yīng)力逐漸消失并開始收縮,但此時混凝土已有了一定的強(qiáng)度,因此收縮會形成較有規(guī)律的裂縫。

2.3 溫度應(yīng)力產(chǎn)生的裂縫

  混凝土的強(qiáng)度增長過程中外部環(huán)境會時常變化,不同溫度和濕度的變化會產(chǎn)生溫度應(yīng)力。由于墻體等材料的熱膨脹系數(shù)和混凝土的不一樣,它們產(chǎn)生的變形也就不一致,而墻體和混凝土是互相約束的,由此產(chǎn)生的不均勻變形便產(chǎn)生局部裂縫。

3 墻體裂縫的防治措施

3.1 設(shè)計措施

  要做好建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的前期工作,綜合分析建筑物的結(jié)構(gòu)類型、承載基礎(chǔ)及地基類型,使結(jié)構(gòu)布置盡量合理。橫墻的間距不宜超過建筑物高度的1.5 倍,建筑物的長高比一般宜控制在2 . 5 以下。高度、荷載差異較大的部位容易產(chǎn)生由于地基的不均勻沉降導(dǎo)致的裂縫,因此在適當(dāng)?shù)牟课粦?yīng)設(shè)置沉降縫。為了避免溫度裂縫的產(chǎn)生,要從設(shè)計上采取預(yù)防措施,對于總長超過45m 的長條形建筑應(yīng)設(shè)置溫度伸縮縫;非承重墻的厚度,宜設(shè)為240 墻,以加強(qiáng)內(nèi)墻對溫差的抗變能力;屋面承受的溫度變化最大,產(chǎn)生溫度應(yīng)力也最大的,在設(shè)計過程應(yīng)采取加強(qiáng)措施。

3.2 施工措施

  嚴(yán)格控制砌塊和黃砂的質(zhì)量,齡期不足28d 的砌塊或濕砌塊嚴(yán)禁使用,砌筑和粉刷用的砂采用潔凈中砂,以保證砂漿的強(qiáng)度;在結(jié)構(gòu)封頂后應(yīng)先做屋面保溫隔熱層,后做頂層的內(nèi)外粉刷,以減少溫差效應(yīng),能有效的控制墻體裂縫;施工進(jìn)度合理,不得不切實際的提前完工;外粉刷應(yīng)等房屋的結(jié)構(gòu)封頂至少15 天后再進(jìn)行,待墻體干縮穩(wěn)定后再粉刷能避免日后粉刷龜裂。

4 混凝土裂縫的防治措施

4.1 采取溫度控制的措施

  采用改善骨料級配、摻混合料、或加引氣劑塑化劑等措施以減少混凝土中的水泥用量,在混凝土拌合時可在水中加冰塊,或?qū)⑺槭鋮s后再拌合以降低混凝土的澆筑溫度;熱天澆筑時應(yīng)減少澆筑厚度,利用澆筑層面散熱;可在混凝土中埋入冷卻管,通人冷水降溫;合理規(guī)定拆模時間,不得為趕工期而提前拆模;當(dāng)氣溫降低幅度大時應(yīng)進(jìn)行表面保溫,防止混凝土內(nèi)外溫差過大。

4.2 改善約束條件措施

  合理地對混凝土分縫分塊以避免基礎(chǔ)過大起伏,合理安排施工工序,避免混凝土在達(dá)到設(shè)計強(qiáng)度前因過大的高差而產(chǎn)生不均勻載荷。改善混凝土的性能,提高抗裂能力,加強(qiáng)混凝土養(yǎng)護(hù),防止表面干縮。應(yīng)注意避免貫穿裂縫的產(chǎn)生,因為其一旦出現(xiàn),要恢復(fù)其結(jié)構(gòu)的整體性就很困難的,施工中應(yīng)以預(yù)防貫穿性裂縫的發(fā)生為主。另外正確使用外加劑也是減少裂縫的措施之一。

  此外,混凝土結(jié)構(gòu)的設(shè)計對裂縫的產(chǎn)生也有很大影響,根據(jù)建筑結(jié)構(gòu)類型合理的選擇基礎(chǔ)類型,防止由地基的不均勻沉降產(chǎn)生的裂縫,根據(jù)當(dāng)?shù)丨h(huán)境合理的選用混凝土原材料和配合比,盡量減少由環(huán)境因素造成的裂縫。

5 結(jié)語

  要控制建筑物的裂縫,必須雙管齊下,除了在設(shè)計中采取相應(yīng)的措施外,施工過程也很關(guān)鍵,只有兩者同時結(jié)合,建筑物裂縫的控制才能取得滿意的效果。

參考文獻(xiàn)

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