淺談建筑施工裂縫的分析處理

1 地基不均勻沉降引起墻體裂縫

1．1 原因分析

1)房屋地基土層分布不均勻，土質(zhì)差別較大是發(fā)生地基不均勻沉降的客觀原因。2)主觀原因造成地基不均勻沉降多與設(shè)計(jì)有關(guān)，例如:a．地基處理方案和基礎(chǔ)設(shè)計(jì)不協(xié)調(diào)或在同一建筑物基礎(chǔ)下采用多種地基處理方法。b．由于建筑立面的錯(cuò)層，平面的變化引起荷載不均勻，如處理不好，可以引起地基不均勻沉降。c．當(dāng)房屋縱墻剛度較差時(shí)，由于土壤的應(yīng)力擴(kuò)散作用，房屋兩端應(yīng)力逐漸減小，可以引起地基不均勻沉降。d．還有的設(shè)計(jì)不符合規(guī)范的規(guī)定，實(shí)際中有的筏板從橫墻軸線算起挑出長達(dá)2 100 mm，遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出規(guī)范的“不宜超出1 500 mm”的規(guī)定。結(jié)果將改變地基受力狀態(tài)，造成不良后果。3)施工原因造成人工地基承載力不均勻。4)房屋建成后使用不當(dāng)，如基礎(chǔ)長期受水浸泡或在房基附近挖坑、施工松動(dòng)地基土等。

1．2 處理方法

不均勻沉降引起的裂縫對結(jié)構(gòu)的承載能力和整體性有較大的影響，需要及時(shí)治理加固。在加固之前，應(yīng)做好對裂縫的勘察，掌握裂縫開展規(guī)律，再根據(jù)裂縫程度，對結(jié)構(gòu)進(jìn)行適當(dāng)?shù)募庸烫幚怼?/p>

1)一般性裂縫，如若干年后不發(fā)展，則可以認(rèn)為不影響結(jié)構(gòu)安全使用，可采用填縫修補(bǔ)或灌漿修補(bǔ)。填縫修補(bǔ)分為水泥砂漿填縫和配盤水泥砂漿填縫，工序?yàn)?先將裂縫清理干凈，用勾縫刀、抹子、刮刀等工具將1∶3的水泥砂漿或比砌筑砂漿高一級的水泥砂漿或摻有107膠的聚合物水泥砂漿填入磚縫;配筋水泥砂漿填縫則每隔4皮～5皮磚，在磚縫中先嵌入鋼筋，然后按上述工序進(jìn)行處理。灌縫修補(bǔ)是用壓力設(shè)備把水灰比為0．7～1．0的水泥漿液壓入墻體內(nèi)，使裂縫粘合。2)對于影響安全使用的裂縫，應(yīng)進(jìn)行加固處理。因墻體強(qiáng)度不夠而發(fā)生的裂縫，墻面可敷貼鋼筋網(wǎng)片，網(wǎng)片用中φ6@100～300雙向或中φ4@100～200雙向鋼筋網(wǎng)，并配置穿墻拉筋加以固定，然后灌細(xì)石混凝土或分層抹水泥砂漿加固。施工前墻體抹灰應(yīng)刮干凈，灌漿后應(yīng)養(yǎng)護(hù)7 d左右。3)加強(qiáng)上部結(jié)構(gòu)剛度，可采用鋼筋、型鋼拉桿或在墻體上增設(shè)鋼筋混凝土圈梁，圈梁用強(qiáng)度等級為C15～C20的混凝土，截面不小于120 mm×180 mm，配筋可采用縱向φ4@10～14箍筋φ6@200～250，每隔1．5 mm～2．5 mm應(yīng)有牛腿(或螺栓、錨固件等)伸進(jìn)墻體與墻體拉結(jié)好。澆筑圈梁時(shí)應(yīng)將墻面鑿毛，洇水以加強(qiáng)粘結(jié)。

2 溫度應(yīng)力引起墻體裂縫

2．1 原因分析

根據(jù)溫度應(yīng)力引起的原因可分為兩類:

1)自生應(yīng)力:邊界上沒有任何約束或完全靜止的結(jié)構(gòu)，如果內(nèi)部溫度是非線性分布的，由于結(jié)構(gòu)本身互相約束而出現(xiàn)的溫度應(yīng)力。例如，橋梁墩身，結(jié)構(gòu)尺寸相對較大，混凝土冷卻時(shí)表面溫度低，內(nèi)部溫度高，在表面出現(xiàn)拉應(yīng)力，在中間出現(xiàn)壓應(yīng)力。

2)約束應(yīng)力:結(jié)構(gòu)的全部或部分邊界受到外界的約束，不能自由變形而引起的應(yīng)力。如箱梁頂板混凝土和護(hù)欄混凝土。

這兩種溫度應(yīng)力往往和混凝土的干縮所引起的應(yīng)力共同作用。

要想根據(jù)已知的溫度準(zhǔn)確分析出溫度應(yīng)力的分布、大小是一項(xiàng)比較復(fù)雜的工作。在大多數(shù)情況下，需要依靠模型試驗(yàn)或數(shù)值計(jì)算?；炷恋男熳兪箿囟葢?yīng)力有相當(dāng)大的松弛，計(jì)算溫度應(yīng)力時(shí)，必須考慮徐變的影響，具體計(jì)算這里就不再細(xì)述。

2．2 處理方法

為了防止裂縫，減輕溫度應(yīng)力可以從控制溫度和改善約束條件兩個(gè)方面著手。

控制溫度的措施如下:

1)采用改善骨料級配，用干硬性混凝土，摻混合料，加引氣劑或塑化劑等措施以減少混凝土中的水泥用量;2)拌合混凝土?xí)r加水或用水將碎石冷卻以降低混凝土的澆筑溫度;3)熱天澆筑混凝土?xí)r減少澆筑厚度，利用澆筑層面散熱;4)在混凝土中埋設(shè)水管，通入冷水降溫;5)規(guī)定合理的拆模時(shí)間，氣溫驟降時(shí)進(jìn)行表面保溫，以免混凝土表面發(fā)生急劇的溫度梯度;6)施工中長期暴露的混凝土澆筑塊表面或薄壁結(jié)構(gòu)，在寒冷季節(jié)采取保溫措施。

改善約束條件的措施是:

1)合理地分縫分塊;2)避免基礎(chǔ)過大起伏;3)合理的安排施工工序，避免過大的高差和側(cè)面長期暴露。

3 鋼筋銹蝕引起的裂縫

3．1 原因分析

由于混凝土質(zhì)量較差或保護(hù)層厚度不足，混凝土保護(hù)層受二氧化碳侵蝕碳化至鋼筋表面，使鋼筋周圍混凝土堿度降低，或由于氯化物介入，鋼筋周圍氯離子含量較高，均可引起鋼筋表面氧化膜破壞，鋼筋中鐵離子與侵入到混凝土中的氧氣和水分發(fā)生銹蝕反應(yīng)，其銹蝕物氫氧化鐵體積比原來增長約2倍～4倍，從而對周圍混凝土產(chǎn)生膨脹應(yīng)力，導(dǎo)致保護(hù)層混凝土開裂、剝離，沿鋼筋縱向產(chǎn)生裂縫，并有銹跡滲到混凝土表面。由于銹蝕，使得鋼筋有效斷面面積減小，鋼筋與混凝土握裹力削弱，結(jié)構(gòu)承載力下降，并將誘發(fā)其他形式的裂縫，加劇鋼筋銹蝕，導(dǎo)致結(jié)構(gòu)破壞。

3．2 處理方法

要防止鋼筋銹蝕，設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)根據(jù)規(guī)范要求控制裂縫寬度、采用足夠的保護(hù)層厚度(當(dāng)然保護(hù)層亦不能太厚，否則構(gòu)件有效高度減小，受力時(shí)將加大裂縫寬度);施工時(shí)應(yīng)控制混凝土的水灰比，加強(qiáng)振搗，保證混凝土的密實(shí)性，防止氧氣侵入，同時(shí)嚴(yán)格控制含氯鹽的外加劑用量，沿海地區(qū)或其他存在腐蝕性強(qiáng)的空氣、地下水地區(qū)尤其應(yīng)慎重。

4 凍脹引起的裂縫

4．1 原因分析

大氣氣溫低于0℃時(shí)，吸水飽和的混凝土出現(xiàn)冰凍，游離的水轉(zhuǎn)變成冰，體積膨脹9%，因而混凝土產(chǎn)生膨脹應(yīng)力;同時(shí)混凝土凝膠孔中的過冷水(結(jié)冰溫度在－78℃以下)在微觀結(jié)構(gòu)中遷移和重分布引起滲透壓，使混凝土中膨脹力加大，混凝土強(qiáng)度降低，并導(dǎo)致裂縫出現(xiàn)。尤其是混凝土初凝時(shí)受凍最嚴(yán)重，成齡后混凝土強(qiáng)度損失可達(dá)30%～50%。冬季施工時(shí)對預(yù)應(yīng)力孔道灌漿后若不采取保溫措施也可能發(fā)生沿管道方向的凍脹裂縫。

4．2 處理方法

溫度低于0℃和混凝土吸水飽和是發(fā)生凍脹破壞的必要條件。當(dāng)混凝土中骨料空隙多、吸水性強(qiáng);骨料中含泥土等雜質(zhì)過多;混凝土水灰比偏大、振搗不密實(shí);養(yǎng)護(hù)不力使混凝土早期受凍等，均可能導(dǎo)致混凝土凍脹裂縫。冬季施工時(shí)，采用電氣加熱法、暖棚法、地下蓄熱法、蒸汽加熱法養(yǎng)護(hù)以及在混凝土拌和水中摻入防凍劑(但氯鹽不宜使用)，可保證混凝土在低溫或負(fù)溫條件下硬化。

5 結(jié)語

在整個(gè)建筑工程施工過程中，牽涉到設(shè)計(jì)、施工、監(jiān)理、運(yùn)營管理等各個(gè)方面。由上述可知，設(shè)計(jì)疏漏、施工低劣、監(jiān)理不力，均可能出現(xiàn)施工裂縫。因此，嚴(yán)格按照國家有關(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)營管理過程中，進(jìn)一步加強(qiáng)巡查和管理，及時(shí)發(fā)現(xiàn)和處理問題，也是相當(dāng)重要的一個(gè)環(huán)節(jié)。

［1］許建民．混凝土施工裂縫與控制［J］．水利與建筑工程學(xué)報(bào)，2008(4):21-23．

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

［3］吳培明．混凝土結(jié)構(gòu)［M］．武漢:武漢理工大學(xué)出版社，2004．

［4］趙曉明，石 磊．混凝土裂縫的成因及防范措施［J］．山西建筑，2009，35(5):142-143．