建筑裂縫的分析

趙要恒

1 工程概況

孝感學(xué)院同大食堂是鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)，層數(shù)為3層加隔熱層。首層和中間層由鋼筋混凝土柱支撐起一個(gè)學(xué)生用餐的大廳和若干個(gè)儲(chǔ)存室，頂層為學(xué)生教室。整棟樓有一個(gè)樓梯。而結(jié)構(gòu)方面，基礎(chǔ)為獨(dú)立條基，上部結(jié)構(gòu)為混凝土框架結(jié)構(gòu)，走廊和大廳樓蓋為預(yù)制板樓蓋，洗手間和廁所則為現(xiàn)澆板樓蓋。

在學(xué)過(guò)《工程事故分析與工程安全》這門(mén)課程后，按老師的要求對(duì)該棟樓的裂縫進(jìn)行了研究。近日，本人對(duì)同大食堂進(jìn)行了認(rèn)真的觀測(cè)和研究，結(jié)果在樓房的很多地方發(fā)現(xiàn)了裂縫。比如門(mén)窗洞口邊緣，梁柱交接處，樓板，墻體等等。在大廳的窗戶上，窗口靠下的兩個(gè)角有自下而上的裂縫，下面細(xì)而多，到上面匯聚為一條大的裂縫;還有梁柱交接處，有順著梁的裂縫，梁上也有些許裂縫;還有門(mén)的上邊兩角有自墻上而下的裂縫，墻上多而細(xì)到窗口變成一條粗的裂縫。

通過(guò)對(duì)《工程事故分析與工程安全》的學(xué)習(xí)，我發(fā)現(xiàn)裂縫是建筑物中常見(jiàn)的問(wèn)題，引起裂縫的因素有很多，既有樁基、溫度、干縮原因，也有設(shè)計(jì)上的疏忽、施工質(zhì)量、材料不合格及缺乏經(jīng)驗(yàn)等原因。本文根據(jù)孝感學(xué)院同大食堂墻體裂縫的具體情況分析了裂縫產(chǎn)生的原因，并提出了針對(duì)性的預(yù)防措施。

2 裂縫原因分析

2.1 地基不均勻沉降引起墻體裂縫

1)地基土質(zhì)軟弱不勻，建筑地基局部土質(zhì)不均勻，受壓后必然產(chǎn)生過(guò)量的不均勻沉降。

2)地基處理不當(dāng)，基礎(chǔ)設(shè)計(jì)不合理。建筑荷載必然對(duì)地基產(chǎn)生較大的附加應(yīng)力，對(duì)承載能力低，變形大的軟弱地基，應(yīng)進(jìn)行加固處理，提高地基承載能力。

3)地基含水量不正常變化。因周圍某些條件變化，使建筑地下水位升高，或上下管道滲漏，地表水滲入建筑地基，長(zhǎng)期浸泡，土質(zhì)軟化甚至沖刷掏空，導(dǎo)致不均勻沉降。

4)建筑物使用不當(dāng)。隨著改變房屋用途，增大荷載，在房屋內(nèi)堆放超過(guò)設(shè)計(jì)要求的活荷載，使地基附加應(yīng)力劇增，導(dǎo)致建筑物不均勻沉降，增加墻體開(kāi)裂。

2.2 溫度應(yīng)力引起墻體裂縫

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，在溫度變化時(shí)能自由變形，那么結(jié)構(gòu)中就不會(huì)產(chǎn)生附加應(yīng)力。如果結(jié)構(gòu)受到約束而不能自由變形時(shí)，則將在結(jié)構(gòu)中產(chǎn)生附加應(yīng)力或稱溫度應(yīng)力。

混凝土的線膨脹系數(shù)比普通磚砌體的線膨脹系數(shù)大，相同溫差下，鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的伸長(zhǎng)值要比磚砌體大1倍左右。所以，在混合結(jié)構(gòu)中，當(dāng)溫度變化時(shí)，鋼筋混凝土柱、梁與磚墻伸縮不一，必然彼此相牽制而產(chǎn)生溫度應(yīng)力，使房屋結(jié)構(gòu)開(kāi)裂破壞。

2.3 施工因素引起墻體裂縫

1)砂漿強(qiáng)度不合格，如砂子級(jí)配不好，配合比不當(dāng)，甚至根本未采用施工現(xiàn)場(chǎng)材料進(jìn)行試配，由實(shí)驗(yàn)室來(lái)確定配合比。

2)砂漿未充分?jǐn)嚢?，和易性差，操作時(shí)，灰縫飽滿度不夠，水平灰縫厚度不均勻，造成砌體強(qiáng)度下降。

3)施工工藝不當(dāng)，如砌體施工縫留置，砌體通縫，腳手眼設(shè)置不當(dāng)，組砌不當(dāng)?shù)取?/p>

4)施工速度過(guò)快，此時(shí)砌體的強(qiáng)度尚未達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度，且地基快速變形，土應(yīng)力調(diào)整滯后，使地基土過(guò)早產(chǎn)生不均勻沉降。導(dǎo)致在砌體內(nèi)部已產(chǎn)生過(guò)大的初始應(yīng)力和應(yīng)變，形成潛在的裂縫因子，主體完工裝修，居民入戶后，進(jìn)一步加載，裂縫因子發(fā)生作用，導(dǎo)致墻體開(kāi)裂。

3 控制墻體裂縫的措施

3.1 由地基不均勻沉降引起墻體裂縫的防止措施

1)加強(qiáng)地質(zhì)勘查。驗(yàn)槽時(shí)應(yīng)釬探，以探明局部軟弱土層。對(duì)照勘探報(bào)告，辨別土層成分，防止因未作土樣分析而將某些特性土，如膨脹土、濕陷性黃土當(dāng)作一般性土處理。對(duì)發(fā)現(xiàn)的軟弱土部分，應(yīng)處理后方可進(jìn)行基礎(chǔ)施工。

2)合理設(shè)置沉降縫，當(dāng)?shù)鼗鶋嚎s性較大、房屋較長(zhǎng)、體型較復(fù)雜或同一建筑物而基礎(chǔ)形式不同時(shí)，均應(yīng)從基礎(chǔ)開(kāi)始設(shè)置沉降縫。

3)加強(qiáng)上部結(jié)構(gòu)剛度，提高墻體抗剪、抗拉強(qiáng)度。當(dāng)上部結(jié)構(gòu)剛度較大時(shí)，可以適當(dāng)調(diào)整不均勻沉降。

3.2 由溫度應(yīng)力引起墻體裂縫的防止措施

1)屋面加設(shè)保溫層可以有效減小屋蓋與墻體的溫差，保溫層必須具有一定的厚度，且應(yīng)設(shè)隔氣層、保護(hù)層、透氣孔等，并在女兒墻根部留一定空隙，使其能自由伸縮且有伸縮余地。2)合理地設(shè)伸縮縫，避免樓面錯(cuò)層和伸縮縫錯(cuò)位。3)女兒墻設(shè)構(gòu)造柱，同時(shí)，提高頂層砌體強(qiáng)度，以加強(qiáng)墻體抗溫應(yīng)力的能力。4)當(dāng)縱墻兩端開(kāi)間內(nèi)設(shè)有較大洞口，可以在洞口兩側(cè)設(shè)置混凝土構(gòu)造柱，與上、下圈梁拉結(jié)，既可以加強(qiáng)該開(kāi)間的剛度，又可以阻止裂縫發(fā)展。5)合理安排屋面施工時(shí)間及施工工序，施工時(shí)盡量避開(kāi)高溫或寒冷季節(jié)，加強(qiáng)屋面養(yǎng)護(hù)，必要時(shí)設(shè)置后澆帶，以解決混凝土施工中的內(nèi)應(yīng)力問(wèn)題。

3.3 由施工因素引起墻體裂縫的防止措施

1)砂漿采用的砂子應(yīng)嚴(yán)把質(zhì)量關(guān)，嚴(yán)格計(jì)量，控制好配合比。2)嚴(yán)格按規(guī)范施工。砌體應(yīng)上、下錯(cuò)縫，內(nèi)外搭接，水平灰縫及豎向灰縫應(yīng)飽滿。嚴(yán)禁以鋪漿代替灌縫，轉(zhuǎn)角和交換處應(yīng)同時(shí)砌筑，半磚使用率不得超過(guò)5%。3)對(duì)沉降縫、伸 縮縫等，一定要將縫內(nèi)雜物剔除干凈，使縫能正常發(fā)揮作用。4)加強(qiáng)工程管理，控制工程進(jìn)度，在砌體達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度后再進(jìn)行下一步施工。

4 結(jié)語(yǔ)

裂縫產(chǎn)生的原因是比較復(fù)雜的，要想準(zhǔn)確判斷裂縫產(chǎn)生的原因，還需要做大量而細(xì)致的調(diào)查取證工作;所采取的措施還有待在今后的工作實(shí)踐中進(jìn)一步改進(jìn)和完善。

[1] 謝征勛，羅 章，李曉目，等.工程事故分析與工程安全[M].北京:北京大學(xué)出版社，2007:6.

[2] GB 50203-2002，砌體工程施工質(zhì)量驗(yàn)收規(guī)范[S].

[3] GB 50003-2001，砌體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范[S].