淺談高層建筑沉降裂縫及其處理

胡茂青

[摘要]建筑施工中難免遇到沉降裂縫的問(wèn)題,其產(chǎn)生的原因很多,克服和控制沉降裂縫仍是亟待解決的問(wèn)題。主要對(duì)高層建筑出現(xiàn)的沉降裂縫進(jìn)行探討,通過(guò)對(duì)其產(chǎn)生原因的分析,結(jié)合多年參與現(xiàn)場(chǎng)施工管理所積累的經(jīng)驗(yàn),提出相應(yīng)的預(yù)防方法和處理措施。

[關(guān)鍵詞]沉降裂縫沉裂縫防治措施

中圖分類號(hào):TU3文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A文章編號(hào):1671-7597(2009)1120092-01

隨著國(guó)民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展,高層建筑有了較快的發(fā)展。在高層飯店、寫(xiě)字樓、商住樓等建筑中,根據(jù)便用功能的需要,有不少工程在高層主樓的一側(cè)或兩邊布置有層數(shù)不多的裙房,用作門(mén)廳、商店、餐廳等公共用房。高層主樓連同裙房總長(zhǎng)度往往很長(zhǎng)?？拐鹪O(shè)計(jì)規(guī)范要求,房屋建筑在平面和立面的布置宜規(guī)則、對(duì)稱,建筑的質(zhì)量分布和結(jié)構(gòu)剛度變化宜均勻,否則需要設(shè)防震縫將建筑分成規(guī)則的結(jié)構(gòu)單元。按建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范,在建筑高度或荷載差異部位,結(jié)構(gòu)或基礎(chǔ)類型不同的部位,宜設(shè)沉降縫。

一、沉降裂縫原因及危害

由于地基的不均勻沉降,使磚砌墻體表面產(chǎn)生一些不同性質(zhì)的裂縫。由于基礎(chǔ)豎向不均勻沉降或水平方向位移,使結(jié)構(gòu)中產(chǎn)生附加應(yīng)力,超出混凝土結(jié)構(gòu)的抗拉能力,導(dǎo)致結(jié)構(gòu)開(kāi)裂?；A(chǔ)不均勻沉降的主要原因有:地質(zhì)勘察精度不夠、試驗(yàn)資料不準(zhǔn);地基地質(zhì)差異太大;結(jié)構(gòu)荷載差異太大;結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)類型差別太大;溶洞或活動(dòng)斷層等不良地質(zhì)時(shí),可能造成不均勻沉降。由于一般性裂縫不危及結(jié)構(gòu)安全和使用,往往容易被人們忽視,致使這類裂縫屢次發(fā)生,形成隱患。當(dāng)?shù)卣鸺捌渌奢d作用下,容易引起提前破壞,所以應(yīng)采取有效措施減少和防止裂縫的產(chǎn)生。

二、防治措施

要想控制解決沉降裂縫問(wèn)題,還是需要從沉降裂縫的形成原因入手,正確判斷和分析沉降裂縫的成因是有效地控制和減少沉降裂縫產(chǎn)生的最有效的途徑。因此,探討沉降裂縫產(chǎn)生的原因和控制方法,對(duì)施工質(zhì)量的控制很有益處。

解決高層建筑結(jié)構(gòu)差異沉降的方法設(shè)置沉降縫。凡不同荷載(高差懸殊的房屋)、長(zhǎng)度過(guò)大、平面形狀較為復(fù)雜,同一建筑物地基處理方法不同和有部分地下室的房屋,都應(yīng)從基礎(chǔ)開(kāi)始分成若干部分,設(shè)置沉降縫,使其各自沉降,以減少或防止裂縫產(chǎn)生。沉降縫應(yīng)有足夠的寬度,操作中應(yīng)防止?jié)仓α簳r(shí)將斷開(kāi)處澆在一起,或磚頭、砂漿等雜物落入縫內(nèi),以免房屋不能自由沉降而發(fā)生墻體拉裂現(xiàn)象。加強(qiáng)地基探槽工作。對(duì)于較復(fù)雜的地基,在基槽開(kāi)挖后應(yīng)進(jìn)行普遍釬探,等探出的軟弱部位進(jìn)行加固處理后,方可進(jìn)行基礎(chǔ)施工。

對(duì)有些結(jié)構(gòu)按其所處條件的不同,允許存在一定寬度的裂縫。但施工中仍盡可能采取有效的技術(shù)措施控制裂縫,使結(jié)構(gòu)盡量不出現(xiàn)裂縫,或盡量減少裂縫的數(shù)量和寬度,特別是避免有害裂縫的出現(xiàn),以確保工程質(zhì)量。

為防止建筑物各部分由于地基不均勻沉降引起房屋破壞所設(shè)置的垂直縫稱為沉降縫。沉降縫是為了預(yù)防建筑物各部分由于地基承載力不同或各部分荷載差異較大等原因引起建筑物不均勻沉降、導(dǎo)致建筑物破壞而設(shè)置的變形縫。

設(shè)置沉降縫時(shí),必須將建筑的基礎(chǔ)、墻體、樓層及屋頂?shù)炔糠秩吭诖怪狈较驍嚅_(kāi),使各部分形成能各自自由沉降的獨(dú)立的剛度單元。凡屬于下列情況的,均應(yīng)考慮設(shè)置沉降縫:

1.當(dāng)建筑物建造在不同的地基上,并難以保證均勻沉降時(shí);2.當(dāng)同一建筑物相鄰部分的基礎(chǔ)形式、寬度和埋置深度相差較大,易形成不均勻沉降時(shí);3.當(dāng)同一建筑物相鄰部分的高度相差較大、荷載相差懸殊或結(jié)構(gòu)形式變化較大等易導(dǎo)致不均勻沉降時(shí);4.當(dāng)平面形狀比較復(fù)雜,各部分的連接部位又比較薄弱時(shí);5.原由建筑物和新建、擴(kuò)建的建筑物之間。

沉降縫不但應(yīng)貫通上部結(jié)構(gòu),而且也應(yīng)貫通基礎(chǔ)本身。沉降縫應(yīng)考慮縫兩側(cè)結(jié)構(gòu)非均勻沉降傾斜和地面高差的影響。抗震縫、伸縮縫在地面以下可不設(shè)縫,連接處應(yīng)加強(qiáng)。但沉降縫兩側(cè)墻體基礎(chǔ)一定要分開(kāi)。對(duì)于基礎(chǔ)沉降縫的結(jié)構(gòu)處理:

沉降縫的基礎(chǔ)也應(yīng)斷開(kāi),其結(jié)構(gòu)處理有磚混結(jié)構(gòu)和框架結(jié)構(gòu)兩種情況,磚混結(jié)構(gòu)墻下條形基礎(chǔ)通常有雙墻偏心基礎(chǔ)、挑梁基礎(chǔ)、柱交叉布置等三種處理形式;對(duì)于墻體、樓地面、屋頂沉降縫處理:墻體沉降縫常用鍍鋅鐵皮、鋁合金板和彩色薄鋼板等蓋縫;對(duì)于地面、樓板層、屋頂沉降縫的蓋縫處理基本同伸縮縫構(gòu)造。頂棚蓋縫處理應(yīng)充分考慮變形方向,以盡量減少不均勻沉降后所產(chǎn)生的影響。

當(dāng)一幢建筑物建造在不同土質(zhì)且性質(zhì)差別較大的地基上,或建筑物相鄰部分的高度、荷載和結(jié)構(gòu)形式差別較大,以及相鄰墻體基礎(chǔ)埋深相差懸殊時(shí),為防止建筑物出現(xiàn)不均勻沉降,以至發(fā)生錯(cuò)動(dòng)開(kāi)裂,應(yīng)在差異處設(shè)置貫通的垂直縫隙,將建筑物劃分若干個(gè)可以自由沉降的獨(dú)立單元。沉降縫同伸縮縫的顯著區(qū)別在于沉降縫是從建筑物基礎(chǔ)到屋頂全部貫通。沉降縫寬度與地基性質(zhì)和建筑高度有關(guān)沉降縫的構(gòu)造與伸縮縫基本相同,但蓋縫的做法,必須保證相鄰兩個(gè)獨(dú)立單元能自由沉降。在磚混結(jié)構(gòu)中,沉降縫兩側(cè)建筑的基礎(chǔ)通常采用兩種方案:1.挑梁基礎(chǔ),即在沉降縫一側(cè)墻的基礎(chǔ)按正常設(shè)置,另一側(cè)的縱墻由懸挑的挑梁承擔(dān),梁端另設(shè)基礎(chǔ)梁和輕質(zhì)隔墻。2.采用雙墻方案,即在沉降縫兩側(cè)都設(shè)承重墻,以保證每個(gè)獨(dú)立單元都有縱橫墻封閉聯(lián)結(jié),結(jié)構(gòu)整體性好。在兩承重墻間距較小時(shí),為克服基礎(chǔ)的偏心受力,可采用在平面布置上為兩排交錯(cuò)設(shè)置的獨(dú)立基礎(chǔ),上放承墻的基礎(chǔ)梁。沉降縫同時(shí)起著伸縮縫的作用,在同一個(gè)建筑物內(nèi),兩者可合并設(shè)置,但伸縮縫不能代替沉降縫。在鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)中的沉降縫通常采用雙柱懸挑梁或簡(jiǎn)支梁做法。其設(shè)置原則為:

1.建筑物平面的轉(zhuǎn)折部位;2.建筑的高度和荷載差異較大處;3. 過(guò)長(zhǎng)建筑物的適當(dāng)部位;4.地基土的壓縮性有著顯著差異;5.建筑物基礎(chǔ)類型不同以及分期建造房屋的交界處。

當(dāng)房屋相鄰部分的高度、荷載和結(jié)構(gòu)形式差別很大而地基又較弱時(shí),房屋有可能產(chǎn)生不勻均沉降,致使某些薄弱部位開(kāi)裂。為此,應(yīng)在適當(dāng)位置如復(fù)雜的平面或體形轉(zhuǎn)折處、高度變化處、荷載、地基的壓縮性和地基處理的方法明顯不同處設(shè)置沉降縫。

三、結(jié)束語(yǔ)

沉降裂縫是高層建筑結(jié)構(gòu)中普遍存在的一種現(xiàn)象,它的出現(xiàn)不僅會(huì)降低建筑物的抗?jié)B能力,影響建筑物的使用功能,而且會(huì)引起鋼筋的銹蝕,混凝土的碳化,降低材料的耐久性,影響建筑物的承載能力。而且,設(shè)計(jì)疏漏、施工低劣、監(jiān)理不力,均可能出現(xiàn)裂縫。因此,嚴(yán)格按照國(guó)家有關(guān)規(guī)范、技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行設(shè)計(jì)、施工和監(jiān)理,是保證結(jié)構(gòu)安全耐用的前提和基礎(chǔ)。在運(yùn)營(yíng)管理過(guò)程中,進(jìn)一步加強(qiáng)巡查和管理,及時(shí)發(fā)現(xiàn)和處理問(wèn)題,也是相當(dāng)重要的環(huán)節(jié)。

對(duì)此,只有當(dāng)我們仔細(xì)地去分析高層建筑沉降裂縫的產(chǎn)生原因,并在施工過(guò)程中加以克服、引起注意,這樣才能從根本上有效地去防范沉降裂縫,從而達(dá)到控制和處治的目的。

參考文獻(xiàn):

[1]吳景祥,高層建筑設(shè)計(jì)[M].北京:中國(guó)建筑工業(yè)出版社,1987.

[2]趙從會(huì),常見(jiàn)的墻體裂縫原因及預(yù)防[J].山西建筑,2004(3).

[3]建筑施工手冊(cè)(第四版),建筑工業(yè)出版社(第四版),2003.

[4]現(xiàn)行建筑施工規(guī)范大全,北京:中國(guó)建筑工業(yè)出版社,1998.

[5]李長(zhǎng)河,砌體結(jié)構(gòu)裂縫成因與防治措施[J].黑龍江科技信息,2007(08).