【摘 要】文中對(duì)建筑結(jié)構(gòu)中裂縫產(chǎn)生的原因從材料及結(jié)構(gòu)構(gòu)成進(jìn)行了簡(jiǎn)要的分析,結(jié)合現(xiàn)行規(guī)范提出了在設(shè)計(jì)上應(yīng)該采取的措施,以避免類似裂縫的發(fā)生,并分析了施工不當(dāng)可能產(chǎn)生的裂縫,提出了施工應(yīng)該采取的措施;提出了在處理裂縫時(shí)應(yīng)掌握的原則及方法,對(duì)類似工程問(wèn)題有一 定的參考價(jià)值。
【關(guān)鍵詞】裂縫形態(tài);原因;防止措施
長(zhǎng)期以來(lái),建筑結(jié)構(gòu)中的裂縫問(wèn)題令許多工程技術(shù)人員感到非常棘手,且近年來(lái)日趨嚴(yán)重。對(duì)于裂縫,有的工程技術(shù)人員采取聽(tīng)之任之的漠視態(tài)度,甚至認(rèn)為結(jié)構(gòu)出現(xiàn)裂縫是正常的,不出現(xiàn)裂縫反而不正常的錯(cuò)誤看法。而有的工程技術(shù)人員則談裂色變,筆者認(rèn)為,對(duì)于結(jié)構(gòu)中產(chǎn)生的裂縫,不管是磚混結(jié)構(gòu)還是混凝土結(jié)構(gòu),不管是樓板,還是梁或者墻體,首先應(yīng)正確分析裂縫產(chǎn)生的原因,判斷其對(duì)結(jié)構(gòu)的危害程度,然后采取正確的方法進(jìn)行處理。
1. 砌體結(jié)構(gòu)中常見(jiàn)裂縫及其處理
1.1 砌體結(jié)構(gòu)墻體中的裂縫通常有兩種,一種是由于地基下沉引起的斜裂縫,該裂縫的特征表現(xiàn)為斜裂縫的高處指向下沉方,而且呈現(xiàn)由下及上逐漸減弱的趨勢(shì),對(duì)于這種裂縫,首先應(yīng)判明地基下沉的原因,然后待地基下沉穩(wěn)定后對(duì)裂縫進(jìn)行加固處理。
1.2 在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)上可以采用以下措施予以加強(qiáng):(1)增大基礎(chǔ)圈梁的剛度;(2)在底層的窗臺(tái)下墻體灰縫內(nèi)設(shè)置三道焊接鋼筋網(wǎng)片或26鋼筋,并伸入兩邊窗間墻內(nèi)不小于600mm;(3)采用鋼筋混凝土窗臺(tái)板,窗臺(tái)板嵌入窗間墻內(nèi)不小于600mm。另一種裂縫是砌體結(jié)構(gòu)頂層墻體的裂縫,這種裂縫有的呈八字型,多發(fā)生在房屋兩端兩個(gè)開(kāi)間范圍,而且是在房屋頂層,少數(shù)向下裂至二層或三層;有的呈斜向裂縫,多發(fā)生在頂層內(nèi)縱墻和頂層橫墻上,有少數(shù)房屋在頂層圈梁下皮標(biāo)高處沿內(nèi)外縱墻產(chǎn)生水平裂縫,這些裂縫主要是由溫度應(yīng)力產(chǎn)生的。一部分與施工質(zhì)量有關(guān),干磚上墻,留直槎,砂漿不飽滿。
1.3 為了避免這種裂縫的產(chǎn)生,在設(shè)計(jì)上應(yīng)采取以下一些適當(dāng)?shù)拇胧海?)對(duì)于建筑物長(zhǎng)度接近或略超過(guò)規(guī)范規(guī)定的伸縮縫間距的建筑,應(yīng)適當(dāng)增加保溫層厚度,設(shè)置隔熱層;(2)在鋼筋混凝土屋面板與墻體圈梁的接觸面處設(shè)置水平滑動(dòng)層,滑動(dòng)層可采用兩層油氈夾滑石粉或橡膠片等;對(duì)于長(zhǎng)縱墻,可只在其兩端的2~3個(gè)開(kāi)間內(nèi)設(shè)置,對(duì)于橫墻可只在其兩端各L/4范圍內(nèi)設(shè)置(L為橫墻長(zhǎng)度);(3)頂層屋面板下設(shè)置現(xiàn)澆鋼筋混凝土圈梁,并沿內(nèi)外墻拉通,房屋兩端圈梁下的墻體內(nèi)宜適當(dāng)設(shè)置水平鋼筋;(4)房屋頂層端部宜適當(dāng)加密設(shè)置構(gòu)造柱;(5)頂層墻體有門窗等洞口時(shí),在過(guò)梁上的水平灰縫內(nèi)設(shè)置2~3道焊接鋼筋網(wǎng)片或26鋼筋,并應(yīng)伸入過(guò)梁兩端墻內(nèi)不小于600mm;(6)屋面保溫(隔熱)層或屋面剛性面層及砂漿找平層應(yīng)設(shè)置分隔縫,分隔縫間距不宜大于6m,并與女兒墻隔開(kāi),其縫隙不小于30mm。
2. 混凝土結(jié)構(gòu)中的裂縫
近些年來(lái),隨著商品混凝土的大量使用,鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)中的裂縫越來(lái)越多,除去一些明顯的結(jié)構(gòu)受力裂縫外,大部分是由于混凝土的收縮引起的;炷恋氖湛s變形是這種工程材料的固有特性,主要表現(xiàn)形式為:澆筑初期(終凝前)的凝縮變形;硬化過(guò)程中有干縮變形;在恒溫絕濕條件下,有凝膠材料的水化作用引起的自生收縮變形;溫度下降引起的冷縮變形; 因碳化引起的碳化收縮變形。 影響混凝土收縮的因素主要有水泥品種,用量和骨料品種及含量,混凝土配合比、外加劑種類及摻量、介質(zhì)溫度和相對(duì)溫度,養(yǎng)護(hù)條件等。混凝土的相對(duì)收縮量主要取決于水泥品種,用量和水灰比;絕對(duì)收縮量除與這些因素有關(guān)外還與構(gòu)件施工時(shí)最大連 續(xù)邊長(zhǎng)成正比。
2.1 樓板,梁內(nèi)的貫通裂縫。
這種裂縫多半是由于混凝土的收縮引起的,因?yàn)槿绻鞘軓潖?qiáng)度不足,產(chǎn)生的裂縫應(yīng)該是拉應(yīng)力最大的部位縫最寬。避免這種裂縫的主要措施是對(duì)混凝土的配合比進(jìn)行嚴(yán)格控制,減小水灰比,采用良好的骨料級(jí)配,并且級(jí)配要連續(xù),選用水化熱小的水泥品種,尤其重要的一點(diǎn)是加強(qiáng)施工期間的養(yǎng)護(hù),因?yàn)檫@些年來(lái)參與混凝土施工操作的多為未經(jīng)正規(guī)培訓(xùn)的民工,對(duì)施工進(jìn)度的要求又過(guò)快,除了少數(shù)重要的大型工程外,工程的施工質(zhì)量更難得到切實(shí)保證,良好的養(yǎng)護(hù)是提高混凝土結(jié)構(gòu)耐久性最為經(jīng)濟(jì)和有效的途徑,也是控制混凝土施工早期裂縫的重要保證。養(yǎng)護(hù)不良會(huì)嚴(yán)重消弱表層混凝土的安全性和阻止外部有害物質(zhì)侵入的能力,可能使混凝土的抗?jié)B性能降低,給混凝土結(jié)構(gòu)帶來(lái)致命傷害。筆者參與處理了一個(gè)工程裂縫問(wèn)題,一高層住宅樓,在樓板內(nèi)及梁上多處發(fā)現(xiàn)貫通的梁、板裂縫,究其原因主要是由于養(yǎng)護(hù)不到位及拆模時(shí)間早造成的,從完成樓板上的多處凸凹不平的腳印就可以證明這一點(diǎn)。在設(shè)計(jì)上應(yīng)盡量縮小伸縮縫的間距,不致使其過(guò)長(zhǎng)。尤其對(duì)于商品住宅這類個(gè)人居住建筑的伸縮縫間距,建議不宜超過(guò)規(guī)范的有關(guān)規(guī)定。
2.2 樓板支座處的上皮裂縫。
這種裂縫大部分是由于支座處負(fù)筋位置出現(xiàn)偏差引起的,保護(hù)層變大,致使樓板在支 座處的有效厚度減小,這類裂縫必須經(jīng)進(jìn)行加固處理,尤其是對(duì)懸臂板。
2.3 穿線管位置的裂縫。
當(dāng)前在混凝土板中預(yù)埋的電線導(dǎo)管大多采用PVC管。由于PVC管直徑較大,彈性較大,表面光滑,與混凝土結(jié)合較差,使 梁板內(nèi)存在薄弱環(huán)節(jié)。當(dāng)混凝土板較薄或梁寬較窄時(shí),很容易因混凝土收縮而產(chǎn)生裂縫。筆者最近在一工地上看到一根梁寬的范圍內(nèi)全是電線導(dǎo)管,而這往往是結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)人員容易忽略的,因此對(duì)于埋管較多的樓板應(yīng)適當(dāng)加厚,對(duì)梁應(yīng)在埋管較集中處進(jìn)行加固處理,多增加梁側(cè)腰筋。
3. 保護(hù)層設(shè)計(jì)厚度與混凝土裂縫控制
3.1 為了控制混凝土結(jié)構(gòu)的裂縫,《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》(GB50010)中提出了“當(dāng)梁柱中縱向受力鋼筋的混凝土保護(hù)層厚度大于40mm時(shí),應(yīng)對(duì)保護(hù)層采取有效的防裂構(gòu)造措施。”所謂有效的防裂構(gòu)造措施,無(wú)非是在保護(hù)層中再加入一層 鋼筋網(wǎng)。但這有可能因網(wǎng)筋距離混凝土表面過(guò)近,必然會(huì)提前銹蝕并使表層混凝土脹裂剝落,給內(nèi)部鋼筋帶來(lái)更大危害,這樣的要求反而有可能使構(gòu)件更早夭折短壽。
3.2 保護(hù)層厚度增大后,由于荷載作用引起的構(gòu)件橫向表面彎曲裂縫的最大寬度會(huì)增加,但對(duì)構(gòu)件的耐久性來(lái)說(shuō)仍然有利。構(gòu)件表面裂縫寬度的增加,并不表示裂縫截面上位于鋼筋表面的混凝土裂寬也會(huì)隨著保護(hù)層厚度的增大而增加。鋼筋銹蝕作為一種電化學(xué)反應(yīng),隨著保護(hù)層厚度的增加,滲入到內(nèi)部參與銹蝕反應(yīng)的氧和水分等物質(zhì)肯定會(huì)減少,必然會(huì)降低銹蝕的速度,控制裂縫的最終目的是為了提高耐久性,為了減少構(gòu)件表面的橫向裂縫寬度而限定保護(hù)層厚度,不見(jiàn)得有利。因?yàn)榱芽p對(duì)鋼筋銹蝕的影響,最重要的是要避免順筋開(kāi)裂而不是橫向裂縫。順筋開(kāi)裂使的大氣中的氧氣和水分能夠長(zhǎng)驅(qū)直入到鋼筋整個(gè)表面,造成鋼筋大范圍的迅速銹蝕,而橫向開(kāi)裂并不會(huì)造成保護(hù)層的整體失效,只是在開(kāi)裂截面處的鋼筋陽(yáng)極部位提前出現(xiàn)局部銹蝕。對(duì)碳化引起的鋼筋銹蝕,表面橫向裂縫的寬度大小并不會(huì)明顯影響到構(gòu)件的使用壽命。
4. 結(jié)語(yǔ)
在建筑物的裂縫處理上,應(yīng)首先弄清楚裂縫產(chǎn)生的原因,這樣才能確定裂縫對(duì)建筑物的影響程度,否則,既使處理完后,也不能達(dá)到實(shí)際的效果。在設(shè)計(jì)上應(yīng)該嚴(yán)格遵守規(guī)范的規(guī)定,弄清楚規(guī)范條文的真正含義,做到有的放失,在施工中,應(yīng)嚴(yán)格按施工規(guī)程及設(shè)計(jì)要求施工,尤其是與保護(hù)層厚度有關(guān)的鋼筋定位以及與表層混凝土質(zhì)量有關(guān)的施工養(yǎng)護(hù)。
參考文獻(xiàn)
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[3] 陳肇元,鋼筋混凝土保護(hù)層設(shè)計(jì)急待改善建筑結(jié)構(gòu)2007.6.