墙体形成裂缝的原因(推荐8篇)
墙体裂逢是常见的房屋质量问题之一,房屋裂逢的出现,轻则影响房屋的美观,严重的会影响整个房屋的结构承载力甚至有使房屋倒塌的危险。直接关系到人民的生命财产安全。
一、墙体中常见的裂缝主要分成以下三类。
(一)温度性裂逢
这种裂逢是墙体中最常见的,这种裂逢常见于不同材料的交接处,如圈梁和砖砌体交接处的水平裂缝。一般材料都有热胀冷缩的性能,房屋结构由于周围温度变化引起变形,不同材料的膨胀系数不一样,导至产生温度性的裂逢。
(二)地基不均匀沉降引起的裂逢
房屋在建成后,地基一般都会下沉。如果地基沉降不均匀,沉降大的部位与沉降小的部位发生相对位移,在墙体中产生剪力和拉力,当这种附加内力超过墙体本身的抗拉抗剪强度时,就会产生裂缝,且这些裂逢会随地地基的不均匀沉降的增大而增大。这种裂逢一般成斜裂逢,且裂缝走向凹陷处。这种裂缝在建筑物下部比较明显,由下向上发展,呈“八”字,倒“八”字p水平、竖逢等。当长条形建筑物中部沉降过大,则在房屋二端由下往上呈“八”字形裂逢,且首先在窗角上突破;反之,当两端沉降过大时,则形成两端由下往上倒“八”字型裂缝,也首先在窗角上突破,也可在底层中部窗台处突破形成由上至下竖缝;当某一端下沉过大时,则在某端形成沉降端高的斜裂缝;当纵横墙交点处沉降过大,刚在窗台下角形成上宽下窄的竖缝,有时还有沿窗台下角的水平缝;当纵横墙凹凸设计时,由于一侧的不均匀沉降,还可导致产生水平推力而形成力偶,从而导致交接处的竖缝。
(三)结构性裂缝
结构性裂逢是由于上部荷载而引起的裂缝,表明墙体承载力不足或存在较大问题。因房屋结构的原因产生的裂缝主要有以下几种情形:结构设计有差错,由于计算荷载时有遗漏,构造不合理造成结构不合理而引起的;砌体施工质量差,墙体砌筑时灰逢不饱满q厚度不均匀q组砌方式不符合要求等,砌筑砖墙时,未对砖块湿水,采用干砖上墙等都会降低砌体承载力,使墙体日后出现裂缝;在实际生活中经常因为在房屋建成后埋设各种管线穿过墙体,破坏墙体整体性,减少了墙体载面面积,削弱了墙体承载力,从而引起墙体裂缝;改变房屋用途,加大使用荷载或增加振动力,从而使墙体受到破坏,引起墙体裂缝。
二、处理的技术手段。
一般来说,温度性裂缝对房屋结构安全影响不大,但是裂缝发展到一定程度,承载力削弱也有可能发展成为结构性裂缝。沉降裂缝和结构性裂缝对房屋安全影响比较大。
(一)温度性裂缝可以采取以下技术手段
(1)屋面没有保温隔热屋的增设保温隔热层。屋面板受阳光辐射吸收热量较多,增设空气隔热层或选用导热系数小,保温性能优良材料作保温层能有效控制层面板的升温。层面板温度降低下,它与墙体的温差大大缩小,能有效防止顶层墙体裂缝。
(2)对已存在的温度性裂缝且不影响结构安全的,在其裂缝稳定后用砂浆堵抹即可。
(二)沉降裂缝采用以下技术手段
(1)当沉降裂缝发生后沉降发展较为缓慢且有减弱趋势时,应在裂缝稳定后对裂缝修复。修复一般用水泥砂浆q树脂砂浆填缝或水泥灌浆封闭保护的.方法处理。
(2)当沉降裂缝发展较快且有加速趋势时,应采取临时支护措施,减小基础荷载,加固基础后修复。基础加固常用加大基础面积法q桩基础托换法以及注浆等改变土壤特性的方法。
(三)结构性裂缝采用以下技术手段。
(1)通过卸载方法减轻墙体荷载。对于由于荷载过大,砌体强度低,已经产生墙体裂缝的墙体,可采用减轻上层结构自重与荷载的方法.或在其顶部砌体内增设钢筋混凝土梁承担上部荷载。
(2)结构加固补强法。对于荷载较大,砌体载面尺过较小,承载力不足并已产生裂缝的墙体,可在不损害主体结构的情况下适当加大载面尺寸,以提高其承载能力,这种方法也可以起到相应的效果。
三、结束语
墙体裂缝有可能是工程建设的时候形成的,也可能是日后维修保养不当造成的。对于已经出现的墙体裂缝,观察裂缝的形状跟走向、有无发展趋势,分析裂缝产生的原因,确定裂缝的性质。判断裂缝对房屋结构安全有无影响。如果不影响安全,则作简单处理即可。如影响大,则要采取适当的技术手段加固处理。如确实无修缮价值,则要尽快拆除。
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关键词:墙体裂缝,原因,处理
墙体裂逢是常见的房屋质量问题之一, 房屋裂逢的出现, 轻则影响房屋的美观, 严重的会影响整个房屋的结构承载力甚至有使房屋倒塌的危险。直接关系到人民的生命财产安全。
1 墙体中常见的裂缝主要分成以下三类。
1.1 温度性裂逢。
这种裂逢是墙体中最常见的, 这种裂逢常见于不同材料的交接处, 如圈梁和砖砌体交接处的水平裂缝。一般材料都有热胀冷缩的性能, 房屋结构由于周围温度变化引起变形, 不同材料的膨胀系数不一样, 导至产生温度性的裂逢。1.2地基不均匀沉降引起的裂逢。房屋在建成后, 地基一般都会下沉。如果地基沉降不均匀, 沉降大的部位与沉降小的部位发生相对位移, 在墙体中产生剪力和拉力, 当这种附加内力超过墙体本身的抗拉抗剪强度时, 就会产生裂缝, 且这些裂逢会随地地基的不均匀沉降的增大而增大。这种裂逢一般成斜裂逢, 且裂缝走向凹陷处。这种裂缝在建筑物下部比较明显, 由下向上发展, 呈“八”字, 倒“八”字、水平、竖逢等。当长条形建筑物中部沉降过大, 则在房屋二端由下往上呈“八”字形裂逢, 且首先在窗角上突破;反之, 当两端沉降过大时, 则形成两端由下往上倒“八”字型裂缝, 也首先在窗角上突破, 也可在底层中部窗台处突破形成由上至下竖缝;当某一端下沉过大时, 则在某端形成沉降端高的斜裂缝;当纵横墙交点处沉降过大, 刚在窗台下角形成上宽下窄的竖缝, 有时还有沿窗台下角的水平缝;当纵横墙凹凸设计时, 由于一侧的不均匀沉降, 还可导致产生水平推力而形成力偶, 从而导致交接处的竖缝。1.3结构性裂缝。结构性裂逢是由于上部荷载而引起的裂缝, 表明墙体承载力不足或存在较大问题。因房屋结构的原因产生的裂缝主要有以下几种情形:结构设计有差错, 由于计算荷载时有遗漏, 构造不合理造成结构不合理而引起的;砌体施工质量差, 墙体砌筑时灰逢不饱满、厚度不均匀、组砌方式不符合要求等, 砌筑砖墙时, 未对砖块湿水, 采用干砖上墙等都会降低砌体承载力, 使墙体日后出现裂缝;在实际生活中经常因为在房屋建成后埋设各种管线穿过墙体, 破坏墙体整体性, 减少了墙体载面面积, 削弱了墙体承载力, 从而引起墙体裂缝;改变房屋用途, 加大使用荷载或增加振动力, 从而使墙体受到破坏, 引起墙体裂缝。
2 处理的技术手段
一般来说, 温度性裂缝对房屋结构安全影响不大, 但是裂缝发展到一定程度, 承载力削弱也有可能发展成为结构性裂缝。沉降裂缝和结构性裂缝对房屋安全影响比较大。
2.1 温度性裂缝可以采取以下技术手段。
2.1.1屋面没有保温隔热屋的增设保温隔热层。屋面板受阳光辐射吸收热量较多, 增设空气隔热层或选用导热系数小, 保温性能优良材料作保温层能有效控制层面板的升温。层面板温度降低下, 它与墙体的温差大大缩小, 能有效防止顶层墙体裂缝。2.1.2对已存在的温度性裂缝且不影响结构安全的, 在其裂缝稳定后用砂浆堵抹即可。2.2沉降裂缝采用以下技术手段。2.2.1当沉降裂缝发生后沉降发展较为缓慢且有减弱趋势时, 应在裂缝稳定后对裂缝修复。修复一般用水泥砂浆、树脂砂浆填缝或水泥灌浆封闭保护的方法处理。2.2.2当沉降裂缝发展较快且有加速趋势时, 应采取临时支护措施, 减小基础荷载, 加固基础后修复。基础加固常用加大基础面积法、桩基础托换法以及注浆等改变土壤特性的方法。2.3结构性裂缝采用以下技术手段。2.3.1通过卸载方法减轻墙体荷载。对于由于荷载过大, 砌体强度低, 已经产生墙体裂缝的墙体, 可采用减轻上层结构自重与荷载的方法.或在其顶部砌体内增设钢筋混凝土梁承担上部荷载。2.3.2结构加固补强法。对于荷载较大, 砌体载面尺过较小, 承载力不足并已产生裂缝的墙体, 可在不损害主体结构的情况下适当加大载面尺寸, 以提高其承载能力, 这种方法也可以起到相应的效果。
结束语
【关键词】地下室墙体裂缝;形成原因;防治措施
0.前言
建筑地下室的施工质量长期受到地下室墙体产生裂缝的影响而不能正常投入到使用中去。特别是近几年我国建筑行业发展步伐越来越快,而墙体裂缝俨然成为当前地下室难以正常使用的障碍。目前建筑部门已经加强了对这方面的重视,并且也采取了许多措施来防治裂缝的产生。地下室墙体裂缝并非不可防治,只有采取措施得当,后期养护工作做到位,便可以获取较佳的施工效果。
1.地下室墙体裂缝形成原因
1.1混凝土的墙体出现变形现象
受混凝土本身性质影响,当其处于空气当中时很容易发生硬化,特别是水泥在混凝土里面占有很大成分的时候,肯定会形成混凝土收缩现象。施工人员在制备砼时,拌合在一起的水泥、掺合料以及水的体积会发生膨胀,然而当其入模成型后,由于砼的水化作用,其里面含有的部分水分会被吸走,而另一部分则会蒸发掉,整体体积也会出现一定的干缩。干缩量和水泥用量、水灰比之间有着密切的关系,水泥用量越多、水灰比越大的混凝土收缩也越大。与此同时砼收缩量还会受到气候因素的影响,夏天气温比较高,气候比较干燥,砼里面的水分就会蒸发的比较快,因而收缩也比较快。一旦砼体积出现收缩,就会产生内应力,当收缩变得极大时就会形成裂缝。通常干缩裂缝主要出现在砼的表面,多是不规则且不连续的。由于干缩裂缝一般会发生在施工过程中,所以要在施工中处理好。
1.2温度变化
地下室墙体的两端常和高层框架柱连接在一块,由于高层框架柱属于一个比较强的约束体,一旦水化热降温墙体出现收缩时,就会给墙体沿着水平方向收缩变形产生一定的约束力,进而导致墙柱连接处跟墙中有裂缝产生。一般情况下材料本身便具有热胀冷缩的性质,假如结构受到约束力的影响便不会发生自由变形,这时就会在结构里面产生一定的附加应力或者温度应力。当温差相同时,钢筋砼结构伸长值会比砖砌体本身大一倍作业。因而混合结构里面,一旦自然界的温度有所变化,房屋各部分的构件就会产生不同程度的变形现象。钢筋砼楼盖、圈梁和砖墙之间的伸缩程度不一,加上彼此之间会有一定的制约作用便会形成应力,而混凝土与砖砌体通常属于抗拉强度比较弱的材料,假如构件里面受制约作用所产生的拉应力大于它本身所能承受的极限抗拉强度时,便会出现不同形式的裂缝。
1.3外力作用的影响
建筑物地下室墙体出现裂缝还因受到一定外力作用的影响,而且这种现象比较常见。一般地下室墙体受外力作用形成裂缝主要表现在以下几个方面:
(1)建筑物地基基础出现不均匀沉降,使得墙体及梁板结构有裂缝出现。
(2)地下室墙体两边模板没有同时拆除,由于先拆其中一边,而另一边模板没有同时拆除便会给新浇的砼墙造成一个侧向的压力,假如模板支撑非常紧,便会促使砼墙产生裂缝。
(3)由于地下室墙外侧的填土过早,以至于填土导致墙外侧往内侧不断挤压,从而造成早期砼的强度过低,因而导致裂缝产生。
2.防治地下室墙体出现裂缝的措施
2.1加强施工设计的重视
地下室墙体结构的优化要从设计开始着手,一般需从以下三个方面进行把握:
(1)施工人员要尽量增加水平构造钢筋配筋率,采取直径比较小的钢筋,进而将水平钢筋间距(也就是采用既细间距又小的布筋方式)缩小,从而促使钢筋混凝土极限拉伸能力得到提升。
(2)施工时要从整体性、防水性以及抗震性等方面进行综合考虑,以后浇带来取代永久性变形缝,进而将混凝土墙体收缩应力减少。
(3)填充后浇带的时间要控制好,最短不得低于45个小时。
2.2提高砼的强度以及性能
施工人员在提高砼的强度及性能时,要先做好其保护养护工作,尤其是早期养护工作,只有这样才有可能防治表面脱水、减少砼初期产的的伸缩裂缝。施工期间需将麻袋或者草包覆盖在砼上面,进行一星期的养护,此外还建议采取喷养护液做适当的养护。为了避免墙体砼早期就有收缩裂缝出现,施工人员要在墙体中设置数量合适的后浇带,其间距要控制在15到25米之间,留置宽度控制在1000到1500毫米之间,保留的时间控制在40到60天,曾有一座27层的高层建筑,它的地下室墙板施工差不多两年了,至今还没有有裂缝出现。留置墙板后浇带的目的在于减少约束,将温度收缩应力释放出来,这样便可以还墙体适当的伸缩自由。
2.3提高施工技术水平
(1)优化混凝土的配合比。
A、施工时不能采用强度等级太高或者早强的水泥,而应采用水热底、收缩率小的水泥。
B、砂、石里面的含泥量会比混凝土抗拉强度及收缩带来很多的影响,所以要严格进行控制,如有必要需适当的将粗骨料粒径加大,砂的细度模数提高,并且要采取磨细掺合料,加大掺合量,进而减少水泥的用量。
(2)控制好坍落度。
施工人员要配合好泵送混凝土的坍落度,对混凝土用水量进行严格控制,以便减少混凝土收缩。从以往工程案例可知,泵送混凝土运输期间会给坍落度造成很大的损失,开始泵送前会在混凝土里面加入适量的水,待混凝土浇筑一段时间后它的里面裂缝现象就会增加,所以坚决不允许现场就往混凝土里面加水。
(3)浇筑混凝土注意事项。
为了降低混凝土水化热温升,浇筑混凝土时需采取以下措施:
A、混凝土入模温度要降低,尤其是夏季开展施工作业时,施工人员要严格控制混凝土出盘时的温度,随后采用草袋或者麻袋将混凝土包裹起来输送到管道里面,并进行浇水降温。
B、地下室外墙的混凝土要分层进行连续浇筑,每层的浇筑高度要保持在500到800之间,这样振捣混凝土就不会出现漏振,当然也不能过振,其振捣时间要控制在20到30s左右,振捣的间距一般为400到500,这样就不会促使混凝土出现不密实及离析现象,此外所以泵送的混凝土要进行二次振捣,这样才能将初期的干缩裂缝消除。
C、认真搞好混凝土养护工作,使混凝土能够始终处于潮湿状态,养护工作开展的前期,可以带模进行保温,且保湿养护的时间为7小时,在模拆除后还要继续保湿养护14小时。夏季施工时带模养护的时间需缩短;春秋季施工时,需要白天对其保湿,晚上才能进行保温养护。在冬天进行保温施工时要以保温为目的,模拆除后不能直接往混凝土表面浇水,而是改用喷雾,或者挂上草包及麻袋后再来洒水。
3.结语
综上可知,建筑地下室墙体产生裂缝的原因有很多,比如本文所提到的温度、外力和砼等,然而在地下室施工时只要可以按照施工规范规定,结合施工设计而制定相应的控制措施,与此同时不断加强技术与管理方面的工作,这样便可以防治地下室墙体裂缝的产生。 [科]
【参考文献】
[1]杨光琪,钟乐天.谈谈针对地下室墙体裂缝采取的防治措施[J].黑龙江科技信息,2012(11).
[2]蔡传旭.邵春梅.浅谈防治高层建筑地下室墙体裂缝[J].广东科技,2012(02).
[3]付见兴.浅谈地下室墙体裂缝的产生与防治[J].四川建材,2012(06).
[4]陈吕富.浅论高层建筑地下室墙体裂缝的防治[J].中国建设信息,2012(03).
摘要:目前 , 加气混凝土砌块是代替粘土砖的主要绿色建材之一 , 但是加气混凝土砌块墙体裂 缝问题一直困扰着建筑施工。笔者针对这一问题 , 重点阐述了加气混凝土砌块墙体裂缝机理 及其危害 , 并提出了一系列行之有效的防治措施。
关键词:加气混凝土砌块 裂缝 危害 防治措施
一、加气混凝土砌块墙体裂缝机理分析
宏观上引起墙体裂缝的原因是材料吸湿膨胀、干燥收缩 , 同时 , 随着温度变化会产生很大 的应力效应。由此 , 导致结构变形。当变形受到某种约束时 , 会产生较大的应力 , 甚至引起裂缝。微观上是因为加气混凝土砌块是一种高分散多孔结构的硅酸盐建筑材料 , 内部孔隙率高 , 其孔 结构内部大口径小 , 导湿与解湿性差。这种特性使传统的抹灰砂浆容易开裂、空鼓。
1.加气混凝土砌块比抹灰砂浆的线收缩大
加气混凝土的线收缩为 0.8 mm/m 左右 , 普通抹灰砂浆线收缩在 0.03 mm/m 左右。加气 混凝土的干燥收缩值比普通砂浆大 , 当加气混凝土的收缩应力超过制品抗拉强度或砌体粘结 强度时 , 砌块本身或墙体接缝处就会出现裂缝。
2.砂浆的保水性不能满足加气混凝土砌块的要求
加气混凝土砌块是高分散多孔结构 , 气孔大部分是内部大口径小的结构 , 只有少部分是毛 细孔。砌块吸水量大 , 吸水先快后慢、时间长的 , 毛细管作用较差 , 导湿、解湿缓慢。由于普通 砂浆不具备这种性能 , 加气混凝土会吸走普通砂浆中大量
水分 , 使其水化不足 , 粘结力下降 , 砂 浆收缩快 , 尤其在界面结合处 , 当砂浆的强度增长不足以抵抗收缩拉力时 , 导致砂浆层过快收 缩而造成开裂。
3.加气混凝土的导热系数小
普通砌筑砂浆一般为水泥砂浆或混合砂浆 , 这类砂浆的导热系数为 0.8 W/(m• K ~1.0 W/(m• K。轻质保温砌块导热系数为 0.15 W/(m• K ~0.35 W/(m• K。由于两者导热系数差 距较大 , 致使整个砌体存在 “冷桥” 现象 , 在砌筑灰缝 , 甚至整个墙面出现结露现象 , 进而导致砌
块墙体吸水膨胀与抹灰墙面收缩不一致 , 造成抹灰墙面裂缝。4.加气混凝土墙面粘结力差
砌块基层表面过于致密、光滑 , 造成浆体无法深入基层表面 , 砂浆与基层不能形成锲合作 用 , 大大降低了界面的粘结力。当砌块基层过于干燥时 , 砌块基层的吸水率过大 , 使抹灰层过快 失去流动性和失去凝结硬化所需的水分 , 使抹灰砂浆失去粘结力。相反当基层过于潮湿 , 含水 率过大时 , 由于基层的孔隙被水充满 , 灰浆不能深入基层孔隙 , 将造成抹灰层无法粘附 , 或者基 层的水分向外渗出而将抹灰层稀释产生流浆。
二、加气混凝土砌块墙体裂缝的危害
普通裂缝一般不会危及到建筑物的结构安全 , 但对建筑物的使用功能也有不同程度的影 响 , 主要体现在 : 1.一些贯穿墙体的裂缝会削弱墙体的受力性能 , 特别在单层或多层承重结构中影响到建 筑物的使用寿命及抗震性能。
2.发生于外墙的裂缝 , 会造成墙面的渗漏 , 加大外墙防渗处理难度 , 降低外墙防潮的功能。
3.裂缝过于多、密 , 在温度反复变化中会加速裂缝的扩展 , 造成更大的空鼓。4.抹灰裂缝对后续饰面效果产生损害 , 对观感影响较大。5.存在不安全因素 , 可能造成抹灰层的开裂脱落。
三、加气混凝土砌块墙体裂缝的控制和防治措施
加气混凝土砌块墙体裂缝的控制和防治措施可以在材料、设计、施工三方面着眼 , 根据 加气砼砌块执行相应的砌体规范、标准 , 并制定具体的措施。
1.材料选用上
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混凝土裂缝的形成原因及预防
摘要
随着建设规模的不断扩大及人们对建筑工程质量重要性认识的提高,混凝土以其技术、经济上的优越性,尤其是稳定、可靠、优良的质量深受建设单位的青睐,得到了广泛的发展,所以混凝土在现代工程建设中占有重要地位。然而混凝土裂缝问题随处可见,已经成为了一个普遍存在而又难于解决的建筑工程实际问题。近代科学研究和大量的混凝土工程实践证明,在混凝土工程中裂缝问题是不可避免的,但是科学的要求是将其有害程度控制在允许的范围内。因此本文通过研究混凝土裂缝,找出混凝土产生裂缝的主要原因,并且分析影响混凝土产生裂缝的主要原因,得出了混凝土裂缝问题要以预防为主的观点。现就本人所学的理论知识结合本人的实践经验浅谈施工中常见的混凝土裂缝种类,并提出了具有针对性的预防方法。使施工人员为今后工程实践起到简单的导引作用。
关键词:混凝土;裂缝;原因;分析;预防
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目录
第一章 前言................................................................1 第二章 混凝土裂缝的基本概念................................................2 2.1产生混凝土裂缝基本原理...............................................2 2.1.1微观裂缝定义....................................................2 2.1.2宏观裂缝定义....................................................2 2.2混凝土裂缝的限制标准.................................................2 第三章 混凝土裂缝产生的原因................................................4 3.1混凝土裂缝成因.......................................................4 3.1.1材料质量引起的裂缝..............................................4 3.1.2荷载引起的裂缝..................................................4 3.1.3温度变化引起的裂缝..............................................4 3.1.4湿度变形引起的裂缝..............................................5 3.1.5基础变形引起的裂缝..............................................5 3.1.6冻胀引起的裂缝..................................................5 3.1.7施工工艺引起的裂缝..............................................5 第四章 常见混凝土裂缝的种类及预防措施......................................7 4.1混凝土干缩裂缝.......................................................7 4.1.1产生混凝土干缩裂缝的重要原因....................................7 4.1.2预防干缩裂缝产生的措施..........................................8 4.2混凝土塑性收缩裂缝...................................................8 4.2.1产生混凝土塑性收缩裂缝原因......................................8
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4.2.2预防塑性收缩裂缝产生的措施......................................9 4.3混凝土深陷裂缝........................................................9 4.3.1产生混凝土深陷裂缝的原因........................................9 4.3.2预防产生深陷裂缝的措施..........................................9 4.4混凝土温度裂缝......................................................10 4.4.1产生混凝土温度裂缝的原因.......................................10 4.4.2预防温度裂缝的措施.............................................11 4.5化学反应引起的裂缝..................................................12 4.5.1产生混凝土碱骨料反应引起的裂缝原因.............................12 4.5.2预防碱骨料反应引起的裂缝的措施.................................12 4.5.3产生混凝土钢筋锈蚀引起的裂缝原因...............................12 4.5.4预防钢筋锈蚀引起的裂缝的措施...................................13 结束语.....................................................................14 参考文献...................................................................15 致谢.......................................................................16
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第一章 前言
随着我国科技水平的高速发展,混凝土已经普遍用于工业和民用建筑中。在建筑工程施工过程中,混凝土是城市建设中广泛使用的建筑材料,但是伴随这类材料的生产研究与应用,混凝土质量问题一直困扰着施工人员,其中尤为突出混凝土裂缝问题反映强烈,引起工程界及社会各界的广泛关注。混凝土作为一种广泛应用的建筑材料,是现代建筑主体不可缺少的重要组成部分。由于混凝土自身所具有的特点,施工环境与施工温度等条件约束,会使混凝土极易产生裂缝。使其内部的钢筋等材料产生腐蚀,降低钢筋混凝土材料的承载能力、耐久性及抗渗能力,影响建筑物的外观、使用寿命,严重者将会威胁到人的生命财产安全。作为一个建筑工作者,在当前施工中如何克服混凝土裂缝是一件非常重要的事,裂缝产生的形式和种类很多,有设计方面的原因,也有环境方面的原因,但更多的是施工过程的各种因素组合产生的,要根本解决混凝土裂缝问题,还是需要从混凝土裂缝的形成原因入手。正确判断和分析混凝土裂缝的成因是有效地控制和减少混凝土裂缝产生的最有效的途径。所以本文通过分析了混凝土裂缝形成的原因,并且针对常见混凝土裂缝,如混凝土干缩裂缝、混凝土塑性收缩裂缝、混凝土深陷裂缝、混凝土温度裂缝、化学反应引起的裂缝,预防措施提出自己的一些看法,为今后工程实践起到简单的导引作用。
第二章 混凝土裂缝的基本概念
2.1产生混凝土裂缝基本原理
混凝土是一种由砂石骨料、水泥、水及其他外加材料混合而形成的非均匀物质。正是由于混凝土显现出一些非均质的特性,所以硬化成型的混凝土中存在着众多的微孔隙、气穴,然而微孔隙与气穴相互贯穿才使混凝土出现裂缝。混凝土裂缝分为微观裂缝和宏观裂缝,微观裂缝通常是一种无害裂缝,对混凝土的承重、防渗及其他一些使用功能不产生危害。但是在混凝土受到荷载、温差等作用之后,微裂缝就会不断的扩展和连通,最终形成我们肉眼可见的宏观裂缝,也就是混凝土工程中常说的裂缝。2.1.1微观裂缝定义
主要是混凝土中非均匀物质和水泥与水发生水化反应过程中各组成部分之间发生的变形不均产生的。微观裂缝在荷载不超过设计规定的条件下,一般视为无害,用实体显微镜观察、X射线或超声波探测仪等物理检验手段都可鉴定出这种裂缝,另外一种最直接的方法就是用渗水观察,一定压力的水可以从混凝土内部的裂缝中渗透出来。2.1.2宏观裂缝定义
是指宽度在0.05mm以上,用肉眼可以直接看到的裂缝。宏观裂缝一般在设计允许条件下,宽度小于0.1mm的裂缝可以被认为是无害的,但是这里必须有个前提,即裂缝不再扩展。
2.2混凝土裂缝的限制标准
“按混凝土裂缝的限制标准,混凝土裂缝可分为无害裂缝和有害裂缝[1]”。
无害裂缝的基本概念:①裂缝的出现对结构耐久性、安全性、稳定性无影
响。②裂缝无渗漏水,且不贯通③裂缝宽度小于0.2mm,且不渗漏水。④裂缝可自愈。
有害裂缝的基本概念:①混凝土结构产生的裂缝对耐久性受到影响。②裂缝有渗漏水。③裂缝贯穿结构层。④混凝土结构的冷缝明显且有渗漏水。⑤裂缝的深度与构造钢筋相连,形成钢筋串水⑥裂缝的宽度大于0.2mm,且不能自愈。⑦裂缝密度显网状。⑧裂缝对结构安全性、稳定性有危害程度。
第三章 混凝土裂缝产生的原因
通过上章对混凝土裂缝的描述,我们可以分析出混凝土裂缝绝大多数发生在施工阶段,其原因复杂多变,可分为微观裂缝和宏观裂缝。裂缝产生的形式和种类很多,有设计方面的原因,但更多的是施工过程的各种因素组合产生的,要根本解决混凝土中裂缝问题,还是需要从混凝土裂缝的形成原因入手,结合本人所学与实际经验产生混凝土裂缝的原因大致可划分如下几种:
3.1混凝土裂缝成因
3.1.1材料质量引起的裂缝
“混凝土主要由水泥、砂、骨料、拌和水及外加剂组成[2]”。配置混凝土所采用材料质量不合格,可导致结构出现裂缝。比如:水泥安定性不合格,水泥中游离的氧化钙含量超标;水泥强度不足,水泥受潮或过期;水泥含碱量较高同时又使用含有碱活性的骨料;砂石粒径太小、级配不良、空隙率大;砂石中云母、泥沙、有机质和轻物质的含量较高;拌和水或外加剂中氯化物等杂质含量较高。3.1.2荷载引起的裂缝
结构受荷后产生裂缝的因素很多,施工中和使用中都可能出现裂缝。例如早期受震、构件堆放、运输、吊装时的垫块或吊点位置不当、施工超载、张拉预应力值过大等均可能产生裂缝。而最常见的是钢筋砼梁、板受弯构件,在使用荷载作用下往往会出现不同程度的裂缝。3.1.3温度变化引起的裂缝
“混凝土具有热胀冷缩性质,当外部环境或结构内部温度发生变化,混凝土将发生变形,若变形遭到约束,则在结构内将产生应力,当应力超过混凝土抗拉强度时即产生温度裂缝[3]”。譬如,桥面板、主梁或桥墩侧面受太阳曝晒后,温度明显高于其它部位,温度梯度呈非线形分布,由于受到自身约束作
用,导致局部拉应力较大,出现裂缝;大体积混凝土(厚度超过2.0米)浇筑之后由于水泥水化放热,致使内部温度很高,内外温差太大,致使表面出现裂缝。
3.1.4湿度变形引起的裂缝
“混凝土在空气中结硬时,体积会逐渐减小,一般谓之干缩[4]”。收缩裂缝较普遍,常见于现浇墙板式结构、现浇框架结构等,通常是因为养护不良造成。混凝土的收缩值一般为0.2~0.4‰,其发展规律是早期快、后期缓慢。3.1.5基础变形引起的裂缝
由于地质勘察精度不够试验资料不准、地基地质差异太大、结构荷载差异太大、结构基础类型差别大、基础分期建造、地基冻胀、基础置于滑坡体、溶洞或活动断层等不良地质段、原有地基条件变化等原因,使基础竖向不均匀沉降或水平方向位移,使结构中产生附加应力,超出混凝土结构的抗拉能力,导致结构开裂。3.1.6冻胀引起的裂缝
“大气气温低于零度时,吸水饱和的混凝土出现冰冻,游离的水转变成冰,体积膨胀9%,因而混凝土产生膨胀应力;同时混凝土凝胶孔中的过冷水在微观结构中迁移和重分布引起渗透压,使混凝土中膨胀力加大,混凝土强度降低,并导致裂缝出现[5]”。3.1.7施工工艺引起的裂缝
施工工艺涉及的面很广,一般常见的有:混凝土的搅拌、运输、浇筑、振捣各道工序中的任何缺陷和疏漏,都可能是裂缝产生的直接或间接原因;模板构造不当,漏水、漏浆、支撑刚度不足、过早拆模等都可能造成混凝土开裂;混凝土养护,特别是早期养护质量与裂缝的关系密切;混凝土分层或分段浇筑时,接头部位处理不好,易在新旧混凝土和施工缝之间出现裂缝;施工质量控制差,任意套用混凝土配合比,水、砂石、水泥材料计量不准,造成混凝土强
度不足和其他性能(和易性、密实度)下降,也可导致结构开裂。
第四章 常见混凝土裂缝的种类及预防措施
通过上两章对混凝土裂缝原因的描述与分析,可得出在工程建设中混凝土裂缝问题是不可避免的,但可采取有效的预防措施,使其尽可能不出现裂缝或尽量减少裂缝的数量和宽度,尤其要尽量避免有害裂缝的出现,从而可以确保工程质量。但要如何对工程建设中一些常见的混凝土裂缝问题进行有效的控制呢?只有正确判断和分析混凝土裂缝的成因是有效地控制和减少混凝土裂缝产生的最有效的途径。以下是结合本人所学与工作实践,对工程中一些常见的混凝土裂缝现象进行了一些初步分析与探讨,提出了一些具有针对性的预防措施,具有一定的实用性和可操作性,对类似的工程问题有指导意义。
4.1混凝土干缩裂缝
4.1.1产生混凝土干缩裂缝的重要原因
“产生混凝土干缩裂缝的重要原因是水分的蒸发,这种蒸发干燥过程总是由表及里逐步发展的,因而湿度总是不均匀的,干缩变形也是不均匀的[6]”。混凝土干缩机理比较复杂,最主要的原因是混凝土内部空隙水蒸发变化时引起的毛细管引力,水泥水化生成的大量微细孔隙,在干燥条件下,胶体中自由水逐渐蒸发产生毛细管引力,胶体孔隙受到压缩,胶体的体积随着水分的蒸发减少而不断收缩,从而引起混凝土体积收缩。胶体的数量及其特性随着水泥的化学成分、细度、水灰比、龄期而不同。一般来说,单位用水量和水泥用量比较多的混凝土胶体数量多,而混凝土的干缩变形也比较大。混凝土的干缩裂缝取决于干缩、徐变、弹性性质和抗拉强度等方面的综合作用,当存在以下有三个基本条件:①混凝土发生干缩变形,②处于约束状态,③干缩应力达到混凝土抗拉强度。此时混凝土会出现干缩裂缝的主要原因。
影响干缩的主要因素
由此可以看出影响混凝土干缩变形的主要因素为水泥品种、混凝土的配
合比和养护条件。4.1.2预防干缩裂缝产生的措施
①选用干缩较小的水泥品种:普通水泥的干缩要低于矿渣水泥;
②合理调整混凝土的配合比:采用低水灰比,低单方水泥和低用水量,同时还宜降低砂率,尽量采用粗砂;
③适当提高混凝土的抗拉强度。在水泥用量一定的条件下,缩小水灰比可使混凝土抗拉强度增高大于混凝土干缩应力的增加,有减少裂缝的趋势。使用早强剂可提高混凝土的早期强度,但干缩也随之加大,因此,应以提高抗裂安全为目的,综合考虑后采取措施。
④施工时应掌握正确的振捣方法,确保混凝土的密实,同时以要避免过振捣。加强湿水养护,确保养护质量,尽量延迟干缩的发生。
⑤采用合理的设计构造措施:合理设置伸缩缝,减轻约束作用,缩小约束范围。同时薄壁构件的配筋采用小直径,增加布筋密度的方式,可减少裂缝发展的趋势。
4.2混凝土塑性收缩裂缝
4.2.1产生混凝土塑性收缩裂缝原因
“塑性收缩是指混凝土在凝结之前,表面因失水较快而产生的收缩[7]”。塑性收缩裂缝一般在干热或大风天气出现,裂缝多呈中间宽、两端细且长短不一,互不连贯状态。较短的裂缝一般长20-30cm,较长的裂缝可达2-3m,宽1-5mm.其产生的主要原因为:混凝土在终凝前几乎没有强度或强度很小,或者混凝土刚刚终凝而强度很小时,受高温或较大风力的影响,混凝土表面失水过快,造成毛细管中产生较大的负压而使混凝土体积急剧收缩,而此时混凝土的强度又无法抵抗其本身收缩,因此产生龟裂。
影响塑性收缩开裂的主要因素
“由于此可以看出影响混凝土塑性收缩开裂的主要因素有水灰比、混凝土的凝结时间、环境温度、风速、相对湿度[8]”。4.2.2预防塑性收缩裂缝产生的措施
①是选用干缩值较小早期强度较高的硅酸盐或普通硅酸盐水泥。
②是严格控制水灰比,掺加高效减水剂来增加混凝土的坍落度和和易性,减少水泥及水的用量。
③是浇筑混凝土之前,将基层和模板浇水均匀湿透。
④是及时覆盖塑料薄膜或者潮湿的草垫、麻片等,保持混凝土终凝前表面湿润,或者在混凝土表面喷洒养护剂等进行养护。
⑤是在高温和大风天气要设置遮阳和挡风设施,及时养护。4.3混凝土深陷裂缝
4.3.1产生混凝土深陷裂缝的原因
深陷裂缝的形成是由于结构地基强度出现问题而引起不均匀沉降,或者在混凝土硬化过程中出现模板刚度不足、支撑底部松动等,使混凝土结构产生深陷裂缝。另外,过早拆模或者承受荷载,也容易引起构件的力学变形,导致板面裂缝出现。“此类裂缝多为深进或贯穿性裂缝,其走向与沉陷情况有关,一般沿与地面垂直或呈30°-45°角方向发展,较大的沉陷裂缝,往往有一定的错位,裂缝宽度往往与沉降量成正比关系[9]”。裂缝宽度受温度变化的影响较小。地基变形稳定之后,沉陷裂缝也基本趋于稳定。影响深陷裂缝的主要因素
由此可以看出影响深陷裂缝的主要因素有结构、构件下面的地基处理基及模板的使用。
4.3.2预防产生深陷裂缝的措施
①要确保地基处理质量,原地基要达到设计要求的承载能力,回填土地基
夯实达到设计要求的压实系数。
②是严格基坑或地基周围的防护措施,防止水的漫漶或浸入而导致地基松动。
③是模板有足够的强度和刚度,加强牢固支撑,且使地基受力均匀。
④是在混凝土生长到足够的强度后再拆除模板,注意拆模的合理作业顺序。
4.4混凝土温度裂缝
4.4.1产生混凝土温度裂缝的原因
“表面温度裂缝,多由于温度较大[10]”。混凝土结构,特别是大体积混凝土基础浇筑后,在硬化期间放出大量水化热,内部温度不断上升,使混凝土表面和内部温差很大。当温度产生非均匀的降温时(如施工中注意不够,过早拆除模板;冬季施工,过早除掉保温层,或受到寒潮袭击),将导致混凝土表面急剧的温度变化而产生较大的降温收缩,此时表面胺到内部混凝土的约束,将产生很大的拉应力(内部降温慢,受自约束而产生压应力),而混凝土早期抗拉强度和弹性模量很低,因而出现裂缝(这种裂缝又称为内约束裂缝)。但这种温差仅在表面处较大,离开表面就很快减弱。因此,裂缝只在接近表面较浅的范围出现,表面层以下结构仍保持完整。深进的和贯穿的浊裂缝多由于结构降温差较大,受到外界的约束而引起的。当大体积混凝土基础、墙体浇灌在坚硬地基(特别是岩石地基)或厚大的老混凝土垫层上时,没有采取隔离层等放松约束的措施,如果混凝土浇灌时温度很高,加上水泥水化热的混凝土冷却收缩,全部或部分地受到地基、混凝土垫层或其他外部结构的约束,将传统在混凝土浇筑后2-3个月或更长时间出现,裂缝较深,有时是贯穿性的,将破坏结构的整体性。基础工程长期不回填,受风吹日晒或寒潮袭击作用;框架结构的梁、墙板、基础梁,由于与刚度较大的柱、基础连接,或预制构件浇筑在台
座伸缩缝处,因温度变形受到约束,降温时也常出现这类裂缝。采用蒸气养护的预制构件,混凝土降温制度控制不严,降温过速,或养生窑坑急剧揭盖,使混凝土表面剧烈降温,而受到肋部或胎模的约束,常导致构件表面或肋部出现裂缝。
影响混凝土温度裂缝的主要因素
由此可以看出影响混凝土温度裂缝的主要因素有①内约束裂缝:由于混凝土内外温差过大引起的。②外约束裂缝:由于平均降温过大引起的。4.4.2预防温度裂缝的措施
①尽量选用低热或中热水泥,如矿渣水泥、粉煤灰水泥等。
②水灰比是影响混凝土收缩的重要因素,使用减水防裂剂可使混凝土用水量减少25%。
③水泥用量也是混凝土收缩率的重要因素,掺加减水防裂剂的混凝土在保持混凝土强度的条件下可减少15%的水泥用量,其体积用增加骨料用量来补充。
④提高水泥浆与骨料的粘结力,挺高混凝土抗裂性能。
⑤在收缩时受到约束产生拉应力,当拉应力大于混凝土抗拉强度时裂缝就会产生。减水防裂剂可有效的提高混凝土抗拉强度,大幅度提高混凝土的抗裂性能。
⑥掺减水防裂剂后混凝土缓凝,时间适当,在有效防止水泥迅速水化放热基础上,避免因水泥长期不凝而带来的塑性收缩增加。
⑦混凝土的浇筑:大体混凝土浇筑主要有三种方式:其一,分层平行推进;其二,分层斜面推进;其三,分层交错推进方式。需要根据混凝土浇筑量、构件形式、混凝土浇筑方式等进行确认。分层浇筑可以增大散热面积,保证施工质量。
⑧混凝土的振捣:实行快插慢拔、分层振捣的振捣方法。振捣上一层时插入下一层混凝土5cm以消除两层间的接缝。通过二次振捣可以使混凝土更加密实,对提高混凝土的抗拉能力很有力。
⑨加强混凝土的养护和温度监测。
⑩混凝土养护是保证混凝土质量一道十分重要工序,必须认真切实做好。本工程采用自然养护,即在混凝土表面盖薄膜或草、麻袋,保证混凝土表面充分潮湿。大体积混凝土养护过程中,应对混凝土浇筑块体的内表温度、顶面及底面温度,室外气温进行监测。根据监测结果对养护措施做出相应的调整,确保温控指标的要求。施工中,常用混凝土温度测定仪实行24h监控,监控期一般为15d,测温时应做好记录。
4.5化学反应引起的裂缝
碱骨料反应裂缝和钢筋锈蚀引起的裂缝是混凝土中最常见的化学反应而引起的裂缝。
4.5.1产生混凝土碱骨料反应引起的裂缝原因
碱骨料反应裂缝发生的原因是:混凝土拌和后会产生一些碱性离子,这些离子与某些活性骨料产生化学反应并吸收周围环境中的水而体积增大,造成混凝土酥松、膨胀开裂。这种裂缝一般出现中混凝土结构使用期间,一旦出现很难补救,因此应在施工中采取有效措施进行预防。4.5.2预防碱骨料反应引起的裂缝的措施
①选用碱活性小的砂石骨料。
②选用低碱水泥和低碱或无碱的外加剂。
③选用合适的掺和料抑制碱骨料反应。4.5.3产生混凝土钢筋锈蚀引起的裂缝原因
钢筋锈蚀引起的裂缝发生的原因是:由于混凝土浇筑、振捣不良或者是钢
筋保护层较薄,有害物质进入混凝土使钢筋产生锈蚀,锈蚀的钢筋体积膨胀,导致混凝土胀裂,此种类型的裂缝多为纵向裂缝,沿钢筋的位置出现。4.5.4预防钢筋锈蚀引起的裂缝的措施
①保证钢筋保护层的厚度。
②混凝土级配要良好。
③混凝土浇注要振捣密实。
④钢筋表层涂刷防腐涂料。
3结束语
本文通过介绍混凝土裂缝的基本概念,找到了主要影响产生混凝土裂缝的基本因素。我根据产生混凝土裂缝的基本因素进行分析,对混凝土裂缝做了种类划分即干缩裂缝、塑性收缩裂缝、深陷裂缝、温度裂缝、化学反应引起的裂缝,并对其成因进行分析,提出了相应的预防措施。得到了裂缝是混凝土结构中普遍存在的一种现象,它的出现会降低建筑物的抗渗能力,影响建筑物的使用功能,引起钢筋的锈蚀,混凝土的碳化,降低材料的耐久性。在混凝土工程施工中,混凝土材料、荷载、温度、湿度、基础、施工工艺,是产生裂缝的常见原因,在施工过程中,如果能针对工程特点和施工环境,分析可能产生裂缝的不利条件,区别对待,采用合理的方法进行预防,对于保证工程质量将起到积极的作用。
综上所述,对于混凝土裂缝的控制是一个综合性的问题,需要经过设计、监理、施工及使用方等多方面的配合。随着当今社会我们对混凝土耐久性研究的不断深入,材料科学的不断发展和建筑技术水平的不断提高,相信混凝土裂缝问题将会逐渐得以圆满地决。
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【关键词】房屋;墙体;裂缝;工程质量
1.经常出现的墙体裂缝种类
1.1斜向裂缝。目前绝大多数的新建房屋多为平顶建筑,这类建筑中的墙体裂缝大部分集中在建筑物顶层纵墙的两端(一般在1~2开间的范围内),严重者会发展至房屋两端1/3纵长范围内,且沿建筑物两端大、中间小。特别是在建筑物较长而未设置伸缩缝时,顶层端跨内纵墙会出现斜向裂缝。
1.2垂直裂缝。垂直裂缝又叫竖向裂缝,主要有底层窗下墙的垂直上下方向的裂缝、过梁端部的垂直裂缝,建筑剖面上有错层的墙体裂缝等几种类型。
1.3水平裂缝。在建筑设计时,如果对温度变化对墙体的影响考虑不足,屋面不在同一高度或错层时,常会出现这种裂缝。这种裂缝最常见的是出现在女儿墙的根部,有时发生在屋面板与女儿墙交接处,有时出现在顶层圈梁下2皮砖的灰缝处,圈梁施工采用硬架支撑时易出现这种裂缝。
1.4女儿墙裂缝。采用砖砌女儿墙时,不论女儿墙长短,在转角处均会出现裂缝。若女儿墙较长时,还会在其它地方出现裂缝,女儿墙裂缝的出现会导致防水层的破坏,影响建筑物的使用。
1.5混合裂缝。有时斜向裂缝和水平裂缝会同时出现,形成一种混合裂缝;也可能出现两个斜向裂缝交叉出现形成“X”形裂缝,不过这种裂缝出现的概率相对较小。
2.墙体出现裂缝的原因
2.1温差变形引起的墙体裂缝。这是最常见的一种墙体裂缝。一般材料均有热胀冷缩性质,房屋结构由于周围温度变化引起热胀冷缩变形。钢筋混凝土屋面板和墙体材料是两种性能不同的材料,钢筋混凝土的线膨胀系数约为10×10-6,而砌体墙的线膨胀系数约为5×10-6。由温度应力引起结构的伸缩值可由下式计算:ΔL=Δt×α×L
式中:ΔL——相应材料的伸缩值;Δt——温差;α——材料线膨胀系数;L——结构长度。在夏季的几个月里,屋面板温度可高达60~70℃,而在其下的墙体一般仅为30~35℃,温差可达30~40℃,加之在相同温差下,钢筋混凝土结构的伸长值要比砖砌体墙大一倍左右。所以在混合结构中,当温度变化时,钢筋混凝土屋盖、楼盖、圈梁与邻接的砖墙伸缩不一,存在着较大的温度变形差,这种变形差的分布是中部小、两端大,由于变形差必然彼此相互牵制而生产温度应力,使房屋结构开裂破坏。
2.2地基沉降不均匀引起的裂缝。房屋的地基在平整过程中,一般都经过高挖低填的工序,因此在房屋建成后都会出现程度不同的地基沉降。如果地基沉降不均匀,沉降大的部位与沉降小的部位,发生相对位移,在墙体中产生剪力和拉力,当这种附加内力超过墙体本身的抗拉抗剪强度时,就会产生裂缝,且这些裂缝会随着地基的不均匀沉降的增大而增大,一般成斜向裂缝,裂缝的方向一般向着凹陷处。这种裂缝一般出现在建筑物下部,由下往上发展,呈“八”字、倒“八”字、水平及竖缝等。当长条形的建筑物中部沉降过大,则在房屋两端由下往上形成正“八”字型裂缝,且首先在窗对角突破;反之,当两端沉降过大,则形成的两端由下往上的倒“八”字型裂缝,也首先在窗对角突破,还可在底层中部窗台处突破形成由上至下竖缝;当某一端下沉过大时,则在某端形成沉降端高的斜裂缝;当纵横墙交点处沉降过大,则在窗台下角形成上宽下窄的竖缝,有时还有沿窗台下角的水平缝;当外纵墙凹凸设计时,由于一侧的不均匀沉降,还可导致在此处产生水平推力而组成力偶,从而导致此交接处的竖缝。
2.3地基土冻胀和屋面女儿墙漏水冻胀引起的墙体裂缝。当气温降到0℃以下时,地层表面所含水分就开始结冰;而当地基土上层温度降到0℃以下时,冻胀性土中的水就开始结冻,下部土中的水分在毛细管的作用下,不断涌进上部,上部土不断结冻形成冰晶体而膨胀隆起,由于地下水位的高低不同,结冰的厚度不同,随着气温的降低,地基隆起的程度就不同。一般情况下,地下水位越高,气温越低,隆起的程度越高。冻胀应力很大,可高达2×106MPa,建筑物很难抵抗如此大的应力,所以建筑物的某一部位就会被顶起。由于地基的含水量不同,各基础所处的环境也不同,所出现冻胀的情况也不一样,就好像地基的不均匀沉降引起的墙体裂缝。屋面排水不利、渗漏、女儿墙压顶开裂出现渗漏等也同样引起墙体裂缝。
2.4因房屋结构引起的裂缝。因房屋结构的原因引起的裂缝主要见之于这些情形:(1)结构设计有差错。由于计算结构荷载时有遗漏、构造不合理,造成结构本身不合理从而引起墙体裂缝。(2)砌体施工质量低劣。墙体砌筑时灰缝不饱满、厚度不均匀、组砌方式不符合要求等,砌筑砖墙时,未对砖块湿水,采用干砖上墙等违规作业都会降低砌体承载能力,使墙体日后出现裂缝。(3)墙体整体性被削弱。在实际生活中经常因为在房屋建成后,埋设各种管线穿过墙体,破坏墙体整体性,减少了墙体截面面积,削弱了墙体承载力,从而引起墙体出现裂缝。(4)改变房屋用途,加大使用荷载和增加振动力,也会使墙体受到破坏,引起墙体裂缝。
2.5引起墙体裂缝的其它原因。除了上述几种主要的墙体裂缝原因之外,还存在因施工质量不合格、使用灰砂砖、粉煤灰砖、加气混凝土砌块或其他非烧结砖等特殊砌体材料、地震、爆炸或其他外力作用等引起的墙体裂缝等,由于这些情形在实际生活在发生的比例要低得多,因此我们在这里不加以过多的分析。
3.墙体裂缝的应对措施针对墙体裂缝产生原因的不同,我们应分别情况采取不同的应对措施。
3.1温差裂缝的应对措施
3.1.1设置温度伸缩缝。这是防止墙体竖向裂缝的主要措施,因为各伸缩单元中的温度应力和收缩应力要小得多。按照有关规定,建筑物总长大于50m时,应设伸缩缝。伸缩缝应设置于因温度变化和材料干缩可能引起应力集中且墙体开裂可能性大的地方。对于现浇钢筋混凝土屋盖,每隔15~18m左右就应设混凝土后浇带一道。
3.1.2屋面现浇混凝土轴板可分段浇灌,先浇灌两边,留好施工带,过一段时间后再浇灌中间,这样可避免混凝土收缩及两种材料的温度系数不同而引起的裂缝
3.1.3屋面上设置隔热层或保温层,并且在做屋面保温层时最好避开高温季节。一般屋面板受阳光辐射吸收热量较多,增设空气隔热层或选用导热系数小、保温性能优良的材料作保温层,能有效控制屋面板的升温。通常采用内隔热和外隔热两种方式相结合,可减少温差10℃以上,屋面板温度降低后,它与墙体的温差可大大减小,能有效防止顶层墙体产生裂缝。
3.1.4采用装配式有檩瓦屋盖。有檩瓦屋盖在温度变化时的水平位移小,墙体中的主拉应力也小。该方法可减小屋面的水平刚度和温度变形,对防治外墙的裂缝较为有效,同时可以改善顶层的居住环境,可以达到实用美观双重目的。
3.1.5改进挑檐设计。设计中应优先选用内天沟排水,在钢筋混凝土挑檐表面设置保温、隔热层,现浇挑檐每隔10m左右设一道伸缩缝,或者将现浇挑檐应改为预制挑檐。
3.1.6另外一点也是很关键的,就是要严格执行砌体施工规范,确保砌体施工质量。
3.2沉降裂缝的应对措施。这类裂缝的产生原因大多是与设计的缺陷或者施工质量不合格有关。因此工程设计应加强地基土持力层的详细勘探工作,了解有关土层的性质及其对建筑物的影响,保证基础有足够的埋置深度。具体来说包括以下措施:
3.2.1防患于未然,在设计阶段就消除裂缝隐患。一般在设计中选取土质均匀的场地建造房屋;当地基土壤严重不均匀时,应采用处理地基或改变基础埋深的方法,消除不均匀影响;当基底持力层为遇水膨胀或湿陷性土壤时,应在房屋周围采取排水及隔水措施;从而使基础的局部倾斜控制在允许的范围内。
3.2.2新老或相邻两建筑物之间应保持一定距离,避免对地基产生新的附加应力和应力叠加,引起不均匀地基沉降。
3.2.3合理设置沉降缝。在房屋体形复杂,特别是高度相差较大的部位应设沉降缝,沉降缝应从基础分开,缝宽不得少于10cm,最好是三缝合一。
3.2.4利用肋梁基础或加大地圈梁,都可在一定程度上减少不均匀地基沉降,也可以减少此类裂缝的出现。
3.2.5要严把施工质量关,施工时要严格按规范施工,每道工序都必须经监理部门验收后方可进行下道工序。
3.2.6沉降裂缝发生后,沉降发展较为缓慢且有减弱趋势时,应在裂缝稳定后,对墙体修复;沉降发展较快且有加速趋势时,应立即采取临时支护措施,减小基础荷载,加固基础后修复墙体。基础加固常用的有加大基底面积法、桩基础托换法以及注浆法等改变土壤特性的方法;墙体裂缝一般采用水泥砂浆、树脂砂浆填缝或水泥灌浆封闭保护的方法处理。
3.3冻胀裂缝的主要应对措施
3.3.1建筑物的基础埋深一定要设计在冰冻线以下。
3.3.2基础下的垫层最好选用3:7灰土垫层,因为3:7灰土的密度大,含水量小,而且弹性也较好,不容易引起冻胀。
3.3.3用单独基础,基础梁承担墙体重量时,基础梁下应留一定空隙,防止因土冻胀而顶裂基础梁和墙体。
3.3.4一定要防止水泡基础,尽量减少基础地基的含水率。
3.3.5屋面防水、女儿墙压顶,要严格按照国家现行施工规范进行施工。3.4结构裂缝的应对措施
3.4.1在设计阶段要做到正确结构计算和设计,这是应对结构裂缝最基础性的工作。设计资料要仔细审查,当荷载较大而构件截面尺寸受到限制时,应提高块体和砂浆强度等级,或采用配筋砌体。
3.4.2通过卸载方法减轻墙体荷载。对由于荷载过大、砌体强度低,已经产生裂缝的墙体,可采用减轻上层结构自重与使用荷载的方法,或在其顶部砌体内增设钢筋混凝土梁,承担上部荷载。
3.4.3结构加固补强。对由于荷载较大、砌体截面尺寸较小、承载力不足并已产生裂缝的墙体,可在不损害主体立面的情况下适当加大截面尺寸,以提高其承载能力。这种方法也可以在一定程度上起到相应的效果。
4.结束语
当外界温度变化引起的墙体的温度变形受到约束, 或由于房屋地下和地上、室内和室外的温度差异而使墙体各部分具有不同的温度变形, 使组成房屋建筑的结构构件产生热胀冷缩变形。当这种变形受到其他构件的约束时, 就会在构件内部或不同材料的构件之间产生应力 (主要为拉应力和剪应力) 。当应力超过构件材料的强度极限时, 就会产生温度裂缝。从裂缝的深度上可划分为浅表裂缝、纵深裂缝、贯穿裂缝;从肉眼是否可见上, 一般以0.05mm为量化界线, 又可分为微观裂缝和宏观裂缝等。根据温度裂缝的特点从外观形态上可大致将其归纳为水平裂缝、斜向裂缝、竖向裂缝、女儿墙上裂缝等。
二、地基不均匀沉降引起的裂缝
由于地基原因、荷载原因等会引起地基的不均匀变形, 地震、滑坡等原因也会引起地基的动态变形。地基的变形会引起上部结构中内力的变化, 由此在墙体的不同部位会产生弯矩和剪力, 当主拉应力超过墙体抗拉强度时就会产生墙体的裂缝。地基不均匀沉降引起的墙体裂缝主要有斜裂缝和竖向裂缝。
1、斜裂缝一般发生在建筑物的底层纵墙上, 多数是通过窗口的两个对角, 向沉降较大的方向倾斜, 并向上、向下发展。由于横墙刚度较大, 在横墙上很少出现这类裂缝。斜裂缝多在墙体下部, 向上逐渐减少, 裂缝宽度下大上小, 常常在房屋建成后不久便出现, 其量及宽度随时间推移而逐渐发展。斜裂缝产生的主要原因是地基不均匀沉降使墙体承受较大的剪力, 从而产生主拉应力破坏导致墙体开裂。
2、竖向裂缝发生在底层较大窗洞的窗台下的墙体上, 裂缝上宽下窄。原因在于:底层纵向窗间墙承受上部荷载较大, 窗下墙不受上部荷载作用, 但窗间墙和窗下墙下的基础底部均承受地基反力, 在该反力作用下, 窗台墙起反梁作用, 特别是较大的窗洞口, 窗台墙因反向变形过大而开裂, 严重时还会挤坏窗口, 影响窗扇开启。底层较大窗洞下墙体上的竖向裂缝问题, 属于砖混结构的固有缺陷。我们可以采取相应的措施减少、延缓或控制其开裂, 或者建议减小窗洞宽度, 但是, 此类裂缝是很难避免的砖混结构中的“通病”之一。由于窗下墙的竖向荷载较小, 故此类裂缝对结构的安全性影响不大。
三、砖混结构房屋墙体裂缝的应对措施
1、构造措施
(1) 层层设置圈梁, 而且每个开间或进深都设置, 这样可以增加房屋的整体性以抵抗裂缝的产生。在错层处房屋不等高处必须设置圈梁。女儿墙上设置钢筋混凝土圈梁压顶, 并且与构造柱连为一体, 这样可以抵抗或减缓女儿墙上裂缝的发生; (2) 增加构造柱数量, 所有内外纵墙与横向承重墙交接处均设构造柱 (增加的构造柱可仅限于顶层) , 加强端部构造柱是为了加强砌体的整体性; (3) 降低钢筋混凝土屋面板的温度。有条件时, 可对屋面进行绿化, 既可有效降低屋面板温度, 又可以改善顶层住户的居住环境; (4) 设计时尽量减小外挑檐的长度或不设外挑檐; (5) 提高顶层砖砌体的抗拉和抗剪强度, 提高顶层墙体所采用砖和砂浆的强度等级, 并严格按施工规范进行施工, 确保砌筑质量;为增强顶层端部砌体强度, 可在顶层端部从山墙起两间范围里, 内外纵墙窗台下二皮砖处及承重横墙上适当设置拉结钢筋, 沿墙高每500mm设置拉结钢筋一道。
2、采用简单的建筑体型
建筑的体型是指建筑物的平面、立面形式。平面形状复杂的建筑, 如“H”型、“L”型、“T”型等, 在其纵横单元相交处基础密集, 地基土中应力重叠, 沉降往往大于其他部位, 易产生裂缝, 而且当平面形状复杂时, 建筑物内还会因扭曲而产生附加应力。立面高差悬殊的建筑物, 在高度突变处, 会因荷载差异而产生较大的不均匀沉降。因此, 对于在软弱地基上建造的建筑物, 采用简单的平面形式, 可减少不均匀沉降产生的裂缝。房屋的长高比不宜过大。长高比是保证砖混结构建筑物刚度的主要因素, 长高比过大的建筑物, 调整地基不均匀变形的能力就差。如果将建筑物的长高比控制在一定的范围内, 则建筑物整体具有调整地基不均匀变形的能力, 则房屋不容易出现裂缝。一般砖混结构房屋的长高比不宜大于2.5。
3、加强房屋整体刚度和强度
(1) 合理布置承重墙。设计时应尽量将纵墙拉通, 避免断开和转折:每隔一定距离设置一道横墙, 将内外纵墙连接起来, 形成一个具有一定空间刚度的整体, 以提高调节不均匀沉降的能力; (2) 合理设置钢筋混凝土圈梁, 圈梁能增强纵横墙的连接, 增强砖混结构房屋的空间刚度和整体性, 显著调整房屋的不均匀沉降。所有圈梁均应在一个水平面内连接成封闭系统; (3) 不宜在砖墙上开过大的洞。多层砖混结构房屋底层如窗洞过大, 窗台下墙体易产生反向弯曲而出现裂缝。
4、合理安排施工程序, 采用分期施工
先建荷载较重的单元, 后建荷载较轻的单元;埋置较深的基础先施工, 易受相邻建筑物影响的房屋后施工, 以减少房屋各部分的不均匀沉降。对于荷载较大的建筑物, 荷载宜逐步均匀地增加。
结语
【关键词】墙体裂缝;原因分析;防治措施;安全可靠
目前墙体裂缝的现象较多, 作为工程管理人员的我们不能只考虑裂缝出现之后如何补救,更应严格按照规范施工,抓好施工管理,同时要从设计、材料、施工各方面针对结构、材料特点,采取相应的构造措施和质量监督措施,进行相应的预防控制。
1.墙体裂缝产生原因及防治措施
1.1温度应力造成的裂缝
(1)温度应力引起的墙体裂缝主要是由于建筑物各部分温度差异引起温度变形不协调,从而导致的墙体开裂。这类裂缝主要发生在钢筋混凝土平屋盖的砖混住宅中,裂缝形式有“八”字形缝、45度斜裂缝、水平缝、垂直缝等。最常见的温度裂缝是屋顶圈梁下沿的水平裂缝,原因是混凝土的线膨胀系数要比砌体大得多,两者之间的温度变形差在砌体中产生了较大的拉力和剪力所致。
(2)防治措施:1)设置保温层或隔热层。当采用整体式或装配式的钢筋混凝土屋盖时,宜在屋盖上设置保温层或隔热层;2)设置控制缝。在屋盖的适当部位设置控制缝,控制缝的间距不大于30m;3)设置分隔缝。当采用现浇混凝土挑檐的长度大于12m时,宜设置分隔缝,分隔缝的宽度不应小于20mm,缝内用弹性油膏嵌缝;4)设圈梁。在非地震地区,在房屋顶层宜设钢筋混凝土圈梁。若采用钢筋混凝土圈梁,圈梁不宜外露。若不设圈梁,可在屋盖四周檐口下的砌体中,配置适当的转角钢筋。
1.2地基沉降引起的裂缝
(1)斜裂缝主要发生在软土地基上,由于地基承载力不足、地基处理不能满足设计要求,产生不均匀下沉,使墙体承受较大的剪切力,加上当结构刚度不好、施工质量差、材料强度低等不能满足要求时,很容易导致墙体开裂。
(2)窗间墙水平裂缝产生的原因是在沉降单元上部受到阻力,使窗间墙受到较大的水平剪力而发生上下位置的水平裂缝。
(3)房屋低层窗台下竖直裂缝是由于窗间墙承受荷载后,窗台墙起着反梁作用,特别是较宽大的窗口或窗间墙承受较大的集中荷载情况下(如礼堂、厂房等工程),窗台墙因反向变形过大而开裂,严重时还会挤坏窗口,影响窗扇开启。另外,地基如建在冻土层上,由于冻涨作用也会在窗台发生裂缝。
(4)防治措施:1)加强地基勘察。地质勘察时,要探明局部软弱土层。对照勘探报告,辨别土层成分,防止因未作土样分析而将某些特性土,如膨胀土、湿陷性黄土当作一般土处理。对发现的软弱土部分,应处理后,方可进行基础施工。2)设置沉降缝,沉降缝必须自基础起将两侧房屋在结构构造上完全分开,一般在以下部位设置沉降缝:建筑平面的转折部位、高度差异或荷载差异处、长高比过大的房屋适当部位、地基土的压缩性有显著差异处、基础类型不同处、分期建造房屋的交界处。
1.3材料收缩裂缝
(1)烧结普通砖、烧结多孔砖、混凝土小型空心砌块等具有干缩变形的特性,而且自身收缩速度较快。如果砌块出窑后直接砌筑,极易产生较大的干缩变形。
高标号的混合砂浆也易产生干缩变形,试验表明,砂浆强度越高,其收缩率越大。另外,砂浆含泥量过大,也使砂浆的收缩值增大。
(2)防治措施: 1)选用干缩值低的墙材。控制砌筑时材料的含水量。采用低强度砂浆和长度小的砖块,可以避免砖块的断裂。2)面积较大的墙体采用在墙体内增设构造梁柱的构造措施。3)严格控制以胶凝材料为原料的砌块的龄期,不足28d的不应进入施工现场。4)正确掌握各种砌块使用时的含水率。轻集料混凝土空心砌块和蒸压灰砂砖、蒸压粉煤灰加气混凝土砌块砌筑时的含水率分别控制为5%-8%和15%-20%以内。
2.墙体裂缝的设计原因
(1)地基勘察设计、房屋建筑设计以及结构设计上的不当,都会导致墙体的开裂。因此,设计人员应避免以下情况发生:设计人员追求美观忽略房间布局的规整和合理性,致使平面复杂化;房屋过长或型体复杂,未设变形缝:结构设计时未进行荷载不利组合,导致使用荷载分布与设计值相差过大:砌体强度设计不足,圈梁设计过小或强度过低,洞口过梁搭接长度不足:大梁搁置在砌体上,砌体局部承压面不足或偏小或是大梁刚度偏小。
(2)减小伸缩缝间距,伸缩缝是为了防止混凝土结构因温度变化而必须设计的一种构造缝。在没有充分依据时,不得任意突破设计规范关于伸缩缝最大间距的规定,在结构设计中应充分考虑当地的气候特征,留置足够的伸缩余地,应注意满足《混凝土结构设计规范》(CBSOOIO-2002)第912条的要求:“位于气候干燥地区、夏季炎热且暴雨频繁地区的结构或经常处于高温作用下的结构,可按照使用经验适当减小伸缩缝的间距”。现浇混凝土结构的伸缩缝最大间距应按《混凝土结构设计规范》(GB50010-2002)的规定设置。当采用后浇带分段施工时,后浇带间距应不大于30m,浇灌混凝土的间隔时间通常应在两个月以上。但应注意的是,虽然合理设置后浇带可适当增大伸缩缝间距,但不能用后浇带代替伸缩缝。
3.施工质量不合格引起的裂缝
(1)砌体强度低。施工过程中未认真做好材料质量的控制,砖砌体材料强度较设计要求低,或是抗压强度虽达到要求,但因砌体长度较长,未留设施工缝,导致砌筑施工完成后,砌体从中间部位自行断裂。
(2)不同强度的砌体混合砌筑施工过程中,使用不同砌体材料作为配套砌块,致使各种砌体组合砌筑,因不同砌体材料强度、热胀冷缩、吸水率等不同引起墙开裂。
(3)砌筑砂浆强度偏低(偏高)。砂浆搅拌过程中,砂浆搅拌不均匀导致有的砂浆强度偏高、有的强度偏低,有的甚至因为粘结材料量太少强度特低。
(4)砌筑用砂浆没有按要求做到随拌随用。砂浆一次性搅拌量过多,存放时间过长,致使砂浆还没有砌前就开始初凝结块,使用时砂浆强度已大打折扣,严重影响墙体质量,引起裂缝。
4.施工不规范产生的裂缝主要表现有以下几种
(1)砌块上下错缝、对孔、内外搭砌质量差,导致墙体传递竖向荷载的能力下降,易出现垂直通缝或通天缝。
(2)砌筑砂浆不饱满,厚薄不均匀,降低了砂浆与砌块间的粘接力,导致砌块接搓不好,不牢固,砌体的转角处和交接处不能同时砌筑而必须留搓时,搓口的形式留置不准确,或者未加拉结钢筋进行补强,导致墙体整体受力性能和稳定性能下降,另在接搓处产生裂缝。
(3)砌筑砂浆采用人工拌制,拌和不均匀,且砂浆的和易性和保水性不好,砂浆拌成后搁置时间过长而出现泌水现象,有时甚至用过夜砂浆,这些都会降低砂浆与砌块之间的粘接力而导致墙体产生裂缝。
(4)墙体上留置临时施工洞口,但洞口的位置不当或洞口过大,补砌时未严格按照要求进行封堵,易在临时施工洞口周围出现裂缝。
5.施工预防措施
(1)基础施工开挖不得破坏基底原状土,如超深应采用人工地基且地基承载能力大于原天然地基承载能力。
(2)砂浆配比应结合现场材质情况,由有资质的专业实验室确定,并根据现场材质的变化及时调整;在满足砂浆和易性(下转第173页)(上接第69页)的前提下,控制好砂浆的强度。
(3)加强施工管理,提高砌筑质量。要保证灰缝砂浆的饱满度和厚度,控制砖的含水率,严禁干砖砌筑或施工中砖浇水过多;内外墙砌筑时,尽量做到同步砌筑,减小留搓部位,以利于房屋的整体性。
(4)相邻部位砌体施工不得高差过大。当建筑物各部分存在荷载差异时,要合理安排施工工序。先建重、高部分,后建轻、低部分;先做主体部分,后建附属部分,利用施工时间差,也可以预先调整一部分沉降量,减少沉降差。
6.结束语
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