[摘要]針對建筑工程中遇到的常見裂縫進行分析,探討其產生的原因,并提出一些修補處理措施。
[關鍵詞]裂縫 原因 修補
中圖分類號:TU7文獻標識碼:A文章編號:1671-7597(2009)0120102-01
在工程實踐中,往往會發現房屋的局部位置有不同形式的裂縫,其中以鋼筋混凝土結構的樓面及砌體結構的墻身裂縫居多,筆者對其進行了大量調查分析,主要有以下幾種原因。
一、常見裂縫的部位和開裂原因分析
(一)受力裂縫
大量的民用建筑樓面承重結構,主要是以鋼筋和混凝土材料組成的梁、板構件,在實際工程中,往往會發現產生在梁、板的跨中下部或支座上部的垂直裂縫和支座邊緣的斜裂縫。因為混凝土為脆性材料,抗拉能力很差,在荷載作用下,受拉部位容易開裂,所以在一般的民用建筑中,由于細微裂縫在混凝土構件中是不可避免的,因此,《混凝土結構設計規范》明確規定,對混凝土結構按其所處環境類別的不同,允許存在一定寬度的裂縫,也就是將裂縫寬度控制在一定范圍內。
因而混凝土梁、板構件基本上是帶裂縫工作的,其裂縫寬度一般小于0.05mm。符合規范所控制的0.2~0.3mm允許范圍之內,如裂縫不再擴展,則對結構無多大危害,一般不需要進行加固處理。如果發現受力裂縫的寬度已超過上述規范的允許值,或該裂縫是繼續擴展的,那就說明此類混凝土構件的承載力不足,將使建筑結構的強度、剛度、耐久性降低,以致影響到結構的正常使用,甚至發生建筑物的安全問題。發現此類裂縫,必須會同有關結構設計人員,共同商討研究,進行必要的加固處理。
(二)變形裂縫
變形裂縫包括由溫度變形、收縮變形及地基不均勻沉降引起的裂縫等。
1.混凝土水化熱產生的裂縫
在混凝土的凝結硬化過程中,其水泥水化反應釋放大量的熱量,使混凝土內部溫度上升,引起混凝土膨脹,隨著混凝土硬化過程的進行,又慢慢地冷卻下來,由于混凝土內部和表面降溫不一致,使混凝土變形里外不同,從而產生收縮裂縫。
2.由外界溫度變化產生的裂縫
房屋端部平屋頂底部及頂層圈梁底部,產生水平裂縫或包角裂縫,此裂縫主要由外界溫差引起。夏熱冬冷地區夏季室外墻體的溫度約40℃,而屋頂受太陽直射影響,屋面板表面溫度可達60~70℃,而頂層鋼筋混凝土與墻體相互之間又有約束,由于材料的性質不同,其線膨脹系數是不相等的,且屋面板由于上述溫差的影響,造成屋面與墻體的溫差變形的協調。當外界溫差升高時,屋面板沿長度方向伸長,墻體約束屋面板變形,使屋蓋受壓,頂層兩端墻體產生了以受拉、受剪的溫度應力,當溫度應力超過墻體所能承受的抗拉、抗剪強度極限時,房屋頂層兩端屋面與墻體之間會產生水平裂縫或包角裂縫,且墻體沿窗口對角線的方向會出現八字形裂縫。
3.現澆鋼筋混凝土樓板裂縫
現澆鋼筋混凝土樓板裂縫最常見、最普遍和數量最多的是離房屋陽角1m左右,即在樓板分離式配筋的負彎矩鋼筋以及角部放射鋼筋的末端處,發生45°收縮變左右的樓面斜角裂縫。這是由于房屋四周的陽角受到縱、橫兩個方向的剪力墻或剛度相對較大的樓面梁約束,限制了樓面板的自由變形,在溫度和混凝土收縮變化時,在配筋薄弱處的板面首先開裂,有的裂縫甚至上、下出現貫通的45°斜角裂縫。此類裂縫一般對結構安全無多大影響,但會發生地面滲漏,影響住戶的使用功能。由溫差和混凝土收縮變化產生的裂縫愈裂縫接近頂層處的樓面,裂縫往往愈大。
4.地基不均勻沉降引起的裂縫
沉降裂縫一般為45°斜裂縫,當房屋的一端建造在較差地基上,房屋一端低層墻體會沿沉降量較大一側出現一條或數條45°階梯形斜裂縫;當房屋的中部建造在較差的地基上,房屋縱墻中部產生下寬上窄,中間沉降大,兩端沉降小的正八字裂縫;當房屋的中部建造在堅硬的地基上,房屋縱墻中部產生上寬下窄,中間沉降小,兩端沉降大的倒八字裂縫;對于基礎剛度小,承受荷載較大的窗間墻沉降量大時,則在房屋的窗臺墻上,窗孔的兩個下角處會出現上寬下窄的裂縫,且多數在底層產生。
(三)土建施工質量引起的裂縫
由土建施工質量引起的裂縫也是多種多樣的,最常見的有:﹙1﹚砌筑墻體時的砂漿飽滿度不足或鋪砌不均勻,墻體受壓后,造成墻體壓縮量不等,致使墻體開裂;﹙2﹚澆筑混凝土時的密實度、水灰比、粉煤灰摻合料及養護等不足,造成梁、板空鼓、龜裂、露筋;﹙3﹚混凝土外加劑及摻合料的試驗資料不嚴格,增加了混凝土的收縮變形而開裂;﹙4﹚預埋管線,特別是多根管線的集散處,截面混凝土受到較多的削弱,從而引起應力集中,容易導致裂縫發生。
二、裂縫的預防和修復處理
當新建房屋或舊房改造時所發現的裂縫,一部分是墻體粉刷的收縮裂縫,不需修補,粉刷重新涂抹即可。另一部分是結構裂縫,基本上已趨穩定,雖然這些裂縫不直接影響結構的安全使用,但由于人們的精神作用及建筑裝修及美觀的原因,將會影響到房屋的使用,因而在裝修之前發現已經穩定的結構變形裂縫,一般不作結構性修補,而僅作恢復建筑功能的局部修補。
首先應先將粉刷層清除干凈,再根據具體情況,作好妥善的裂縫處理工作,加固和修補處理力求達到效果好、施工簡單、經濟合理、外觀整齊的要求。
(一)砌體裂縫修補
1.填縫修補法
若裂縫較淺,一般用1:3水泥砂漿或摻有專業膠的聚合水泥砂漿嵌入塊材內進行填縫修補。
2.墻面表面修補法
當墻面裂縫較多且集中于某些部位時,可在局部裂縫處,用膨脹螺栓或鋼釘固定雙向直徑為1mm鋼絲網片于墻體表面上,外抹水泥砂漿進行修補。
(二)混凝土裂縫修補
1.混凝土壓力注漿修補法
混凝土壓力注漿修補是用壓力設備將配制而成的漿液,灌入鋼筋混凝土構件的裂縫內,使其擴散、固化,固化后的漿液與混凝土有良好的粘結,增強了構件的整體性和耐久性,并達到防止鋼筋銹蝕的目的。用于結構補強的化學灌漿材料,目前常用的主要是環氧樹脂和甲基丙烯酸酯類灌漿材料。
2.粘貼鋼板修補法
粘貼鋼板修補是用膠粘劑把扁鋼鋼板粘貼在樓面結構層的裂縫處,常用的膠粘劑是用環氧樹脂中加入適當的固化劑、增韌劑、增塑劑配制而成。粘貼鋼板的工藝簡單、施工速度快、占用空間小。加固后不影響原有結構的受力性能,不會產生應力集中現象和影響房屋的使用凈空。
3.復合增強纖維布修補法
產生在樓板板底的裂縫,由于板底粉刷層較薄,無吊頂遮蓋,容易暴露裂縫的修補,影響美觀。宜采用復合增強纖維布﹙玻璃纖維、碳纖維﹚對裂縫作粘貼加強處理,粘貼寬度以350~400mm為宜,既能起到良好的抗拉裂作用,又不影響粉刷和裝修的效果。
三、結語
盡管房屋出現裂縫是不可避免的,并且產生裂縫的原因是比較復雜的,但工程師對于一般的開裂情況必須有一定的了解,應高度重視,認真分析,找出開裂原因,進行修補處理,消除隱患,取得預期效果。
參考文獻:
[1]混凝土結構設計規范(GB50010-2002),中國建筑工業出版社,2002.
[2]砌體結構設計規范(GB50003-2001),中國建筑工業出版社,2002.
[3]中國有色工程設計研究總院主編,混凝土結構構造手冊(第三版).
[4]萍鄉市建筑工程質量監督站文件,萍質監字[2005]7號.
作者簡介:
張繼仁,畢業于南昌大學,現為萍鄉市規劃勘察設計院助理工程師。