淺析民用建筑物裂縫控制

鄭喬予

摘要：工程裂縫是不可避免的，其有害程度是可以控制的，工程師的全部藝術是把裂縫控制在無害的范圍內。

關鍵詞：民用建筑物裂縫控制

0引言

民用建筑物在建設過程和使用過程中，出現不同程度不同形式的裂縫，這是一個相當普遍的現象，它是長期困擾著建筑工程技術人員的難題，許多建筑物結構的破壞和倒塌也都是從裂縫的擴展開始的。因此，人們對裂縫往往產生一種破壞前兆的恐懼感。習慣的概念，甚至某些驗收規范和某些工程現場都是不允許結構物上出現裂縫的。但是，近代科學關于建筑物強度的細觀研究以及大量工程實踐所提供的經驗都說明，結構物的裂縫是不可避免的，裂縫是一種人們可以接受的材料特征，如對建筑物抗裂要求過嚴，必將付出巨大的經濟代價，科學的要求應是將其有害程度控制在允許范圍內。

1裂縫及產生裂縫的原因

所謂裂縫，是固體材料中的某種不連續現象，在學術上屬于結構材料強度理論范疇。作為民用建筑物重要組成部分的混凝土裂縫，可以分為微觀裂縫和宏觀裂縫。混凝土的微觀裂縫是在尚未受荷的混凝土和鋼筋混凝土結構中肉眼不可見的裂縫，肉眼可見裂縫范圍一般以0.05mm為界《實際最佳視力可見0.02mm)。大干等于0.05mm的裂縫稱為宏觀裂縫。荷載試驗表明，當混凝土受壓荷載在30％極限強度以下時，微裂幾乎不變動，到30％－70％荷載時，微裂開始擴展并迅速增加，到70％－90％荷載時，微裂顯著地擴展并迅速增多，且微裂之間相互串連起來，直至完全破壞。

宏觀裂縫即是微觀裂縫擴展的結果，可以認為，混凝土有裂縫是絕對的，無裂縫是相對的，所謂結構的抗裂質量只是把裂縫控制在一定的范圍內而已。那么，結構物裂縫產生的主要原因是什么呢?結構物在實際使用過程中承受兩大類荷載，即外荷載和變形荷載，統稱為廣義荷載，其中靜荷載、動荷載和其他荷載等外荷載稱為第一類荷載，而溫度，收縮，不均勻沉陷等變形荷載，稱為第二類荷載。裂縫的主要成因不外于以下三種，①由外荷載的直接應力，即按常規計算的主要應力引起的裂縫，②由外荷載作用，結構次應力引起的裂縫：③由變形變化引起的裂縫。國內外的大量調查資料顯示，工程實踐中結構物的裂縫原因，屬于由變形變化引起的約占80％以上，屬于由荷載引起的約占20％左右。

2控制裂縫應該防患于未然

民用建筑物包括范圍很廣，如磚石與鋼筋混凝土的混合結構，各種砌塊建筑，混凝土大板結構，高層建筑等，其裂縫種類繁多，如斜裂縫，豎向裂縫，水平裂縫等，裂縫的原因也較復雜如不均勻沉降、溫度變化、收縮、凍融、凍脹、濕陷以及荷載的作用：不過，裂縫的基本原因仍可歸納為變形變化和荷載變化兩大類。

民用建筑物的斜裂縫一般在窗口轉角、窗間墻、窗臺墻外墻及內墻上等處產生，呈八字形裂較普遍，而墻上的水平裂縫，由于上部砌體抗拉與抗剪強度的非均勻性，一般與斜裂縫互相組合出現，水平裂縫一般沿灰縫錯開，而斜裂縫既可能沿灰縫也可能橫穿砌塊和磚塊。豎向裂縫常出現在窗臺墻上。宙孔的兩個下角處，有的出現在墻的頂部，上寬下窄，多數窗臺縫出現在底層，二層以上很少出現。裂縫一般在施工后不久(1－3個月)就開始出現，并隨時間而發展延續至數月，有的數年才穩定。建筑物的嚴重裂縫直接威脅建筑物的安全，成為工程使用的重大隱患，有些裂縫雖然沒有達到使建筑物倒塌的危險程度，但由于精神作用以及建筑裝修及美觀方面的原因，也常常影響到建筑物的使用。因此，裂縫控制非常必要，控制裂縫應該防患于未然，首先盡量預防有害裂縫，防不住的就堵，堵不住再排(有防排水要求的工程)，重點在防。實踐證明，只要設計與施工緊密結合，這是完全可以做到的。

為了控制裂縫，從設計而言，應根據實際施工條件進行計算，應有足夠的構造筋，合理選擇斷面，做到“抗”與“放”結合。例如，在設計方案確定后，結構物和地基的剛度、強度、彈塑性質都在隨時間變化，最不利的沉降，將在建成后一定時期發生。以“放”為主，必須滿足建筑物使用時極限變形的要求，如柔性基礎、設置沉降縫等，以“抗”為主，必須滿足建筑物材料極限強度的要求，并且滿足不出現有害裂縫的要求，如在混合結構中提高整體性，磚石結構中至少在頂部或中部設置幾道圈梁等。從施工而言，應盡力保證設計要求的實現，應加強養護，控制水泥用水量，防止風吹日曬及過早拆模等，如施工中的養護問題，混凝土養護條件，包括混凝土潮濕狀態及養護溫度，對強度發展有很大影響，如果混凝土潮濕狀態低于相對濕度的80％，水化幾乎會完全停止。有實踐數據資料表明，在入模溫度相同的情況下，干燥狀態比濕養護狀態強度顯著降低且隨齡期增長而變化，3天時強度降低21％，28天強度降低27％。在早齡期良好的溫濕是非常重要的，缺少濕養護使混凝土強度降低的原因除了水化受到抑制外，由于干縮可能引起內應力和微裂縫也是混凝土強度降低的原因之一。而保待長時間濕潤狀態，不受風吹日曬，不僅會減少收縮還會提高極限拉伸約30％，只要設計和施工都了解控制開裂的過程并能有機配合，一定會取得良好的效果。

工程裂縫是不可避免的，其有害程度是可以控制的，工程師的全部藝術是把裂縫控制在無害的范圍內。