對建筑物常見裂縫的成因分析

摘要:混凝土的裂縫是施工中具有較普遍性的質(zhì)量問題，混凝土結(jié)構(gòu)、構(gòu)件出現(xiàn)裂縫，不但影響建筑外觀，而且有可能影響構(gòu)件剛度和結(jié)構(gòu)整體性。當(dāng)裂縫寬度超出一定限度，有時會造成鋼筋銹蝕，影響結(jié)構(gòu)構(gòu)件的耐久性，因此，對裂縫的出現(xiàn)，應(yīng)給予應(yīng)有的重視。所以，在施工過程中加強(qiáng)科學(xué)管理，嚴(yán)格按規(guī)范施工，加強(qiáng)過程控制，盡量減少裂縫的產(chǎn)生。同時對裂縫的處理應(yīng)注意合理、經(jīng)濟(jì)、確保質(zhì)量以及便于施工的原則。

關(guān)鍵詞:樓板 墻體 懸挑結(jié)構(gòu) 裂縫

0 引言

混凝土是一種由砂石骨料、水泥、水及其他外加材料混合而形成的非均質(zhì)脆性材料。由于混凝土施工和本身變形、約束等一系列問題，硬化成型的混凝土中存在著眾多的微孔隙、氣穴和微裂縫，正是由于這些初混凝土建筑和構(gòu)件通常都是帶縫工作的，由于裂縫的存在和發(fā)展通常會使內(nèi)部的鋼筋等材料產(chǎn)生腐蝕，降低鋼筋混凝土材料的承載能力、耐久性及抗?jié)B能力，影響建筑物的外觀、使用壽命，嚴(yán)重者將會威脅到人混凝土裂縫產(chǎn)生的原因很多，有變形引起的裂縫:如溫度變化、收縮、膨脹、不均勻沉陷等原因引起的裂縫;有外載作用引起的裂縫;有養(yǎng)護(hù)環(huán)境不當(dāng)和化學(xué)作用引起的裂縫等等。在實(shí)際工程中要區(qū)別對待，根據(jù)實(shí)際情況解決問題。

1 樓板產(chǎn)生裂縫的原因

1.1 設(shè)計(jì)原因 ①設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)安全儲備偏小，不做撓度及裂縫驗(yàn)算。板的配筋不合理，特別是樓板的跨度越來越大，設(shè)計(jì)中未考慮剛度因素，僅按構(gòu)造配筋，不能滿足構(gòu)件的實(shí)際要求。②“L”角處負(fù)筋不設(shè)雙向配筋，產(chǎn)生45度角斜向裂縫。③房屋縱向長度超出規(guī)范而不設(shè)伸縮縫，造成在薄弱部位產(chǎn)生垂直于縱向長度的板面通長裂縫，特別是住宅設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)體系變化顯著，在應(yīng)力集中部位產(chǎn)生主拉應(yīng)力破壞形式的板面斜裂縫。

1.2 材料原因 ①調(diào)整硅配合比，使硅中加入的粉煤灰及礦渣微粉數(shù)量增大超標(biāo)，從而達(dá)到減少水泥用量的目的。調(diào)整后的硅配合比初期強(qiáng)度增長緩慢，但28天能夠滿足設(shè)計(jì)強(qiáng)度要求，而硅3天后干縮進(jìn)入高峰值，因此不能抵抗早期的硅伸縮裂縫。②預(yù)拌硅廠為了方便機(jī)械泵送施工，加大水用量，使硅坍落度過大，產(chǎn)生終凝收縮裂縫。③在硅拌制時，為了控制最大用水量，加入了超量的減水劑或劣質(zhì)的減水劑，使硅產(chǎn)生裂縫。④粗骨料的用量大，針片狀石子含量高，造成硅孔隙多，同時，細(xì)骨料砂子的粒徑及含泥量超標(biāo)，夏季砂石料溫度偏高，使出罐的硅質(zhì)量得不到保證，從而使現(xiàn)澆板產(chǎn)生裂縫。

1.3 施工原因 樓板實(shí)際厚度達(dá)不到設(shè)計(jì)厚度，使得樓板剛度減弱，樓板過大變形而產(chǎn)生裂縫;保護(hù)層過厚，導(dǎo)致樓板有效高度減小;鋼筋應(yīng)力得不到發(fā)揮而使樓板產(chǎn)生裂縫;踩踏樓板負(fù)筋使其下移，使得樓板支座處邊沿板頂產(chǎn)生裂縫;樓板混凝土實(shí)際強(qiáng)度等級低于設(shè)計(jì)強(qiáng)度，從而導(dǎo)致混凝土受壓不足開裂;施工單位為了趕進(jìn)度，加快模板周轉(zhuǎn)，樓板拆模過早，或在板上過早、過重地堆放材料，即混凝土早期受力而導(dǎo)致樓板開裂。上述裂縫均會影響到結(jié)構(gòu)構(gòu)件的安全，一旦出現(xiàn)，往往需加固處理。樓板實(shí)際厚度達(dá)不到設(shè)計(jì)厚度，使得樓板剛度減弱，樓板過大變形而產(chǎn)生裂縫;保護(hù)層過厚，導(dǎo)致樓板有效高度減小;鋼筋應(yīng)力得不到發(fā)揮而使樓板產(chǎn)生裂縫;踩踏樓板負(fù)筋使其下移，使得樓板支座處邊沿板頂產(chǎn)生裂縫;樓板混凝土實(shí)際強(qiáng)度等級低于設(shè)計(jì)強(qiáng)度，從而導(dǎo)致混凝土受壓不足開裂;施工單位為了趕進(jìn)度，加快模板周轉(zhuǎn)，樓板拆模過早，或在板上過早、過重地堆放材料，即混凝土早期受力而導(dǎo)致樓板開裂。上述裂縫均會影響到結(jié)構(gòu)構(gòu)件的安全，一旦出現(xiàn)，往往需加固處理。

找平層過厚，因找平層素混凝土抗裂性差，在溫度和收縮變形作用下，樓板易產(chǎn)生表面裂縫。

當(dāng)前，在現(xiàn)澆樓板中大多采用PVC管作為預(yù)埋穿線管，這種材料表面光滑，彈性較大，直徑較大，與混凝土結(jié)合差，在樓板中形成薄弱層。混凝土澆搗時，容易引起PVC管上移或下沉，使得板頂或板底保護(hù)層變薄，從而使樓板出現(xiàn)沿穿線管走向的裂縫。另外，板底鋼筋保護(hù)層墊塊設(shè)置不當(dāng)或過稀時，也易使板底出現(xiàn)裂縫。

2 墻體裂縫分析

在混合結(jié)構(gòu)中墻體裂縫是常見的質(zhì)量問題，引起裂縫的原因有地基不均勻沉降、溫度應(yīng)力、地震力、膨脹力、凍脹力、荷載和施工質(zhì)量等。現(xiàn)就地基不均勻沉降和溫度應(yīng)力引起墻體裂縫特征分析如下:

2.1 地基不均勻沉降引起墻體裂縫分析 房屋的全部荷載最終通過基礎(chǔ)傳給地基，而地基在荷載作用下，其應(yīng)力是隨深度而擴(kuò)散，深度大，擴(kuò)散愈大，應(yīng)力愈小;在同一深處，也總是中間最大，向兩端逐漸減小。也正是由于土壤這種應(yīng)力的擴(kuò)散作用，即使地基地層非常均勻，房屋地基應(yīng)力分布仍然是不均勻的，從而使房屋地基產(chǎn)生不均勻沉降，即房屋中部沉降多，兩端沉降少，形成微向下凹的盆狀曲面的沉降分布。在地質(zhì)較好、較均勻，且房屋的長高比不大的情況下，房屋地基不均勻沉降的差值是比較小的，一般對房屋的安全使用不會產(chǎn)生多大的影響。但當(dāng)房屋修建在淤泥土質(zhì)或軟塑狀態(tài)的粘性土上時，由于土的強(qiáng)度低、壓縮性大，房屋的絕對沉降量和相對不均勻沉降量都可能比較大。如果房屋設(shè)計(jì)的長高比較大，整體剛度差，而對地基又末進(jìn)行加固處理，那么墻體就可能出現(xiàn)嚴(yán)重的裂縫。裂縫對稱的發(fā)生在縱墻的兩端，向沉降較大的方向傾斜，沿著門窗洞口約成45.呈正八字形，且房屋的上部裂縫小，下部裂縫大。這種裂縫，必然是地基附加應(yīng)力作用使地基產(chǎn)生不均勻沉降而形成的。

2.2 溫度應(yīng)力引起墻體裂縫分析 一般材料均有熱脹冷縮性質(zhì)，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，在溫度變化時能自由變形，那么結(jié)構(gòu)中就不會產(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，則將在結(jié)構(gòu)中產(chǎn)生附加應(yīng)力或稱溫度應(yīng)力。由溫度應(yīng)力引起結(jié)構(gòu)的伸縮值。

由于鋼筋混凝土的線膨脹系數(shù)a=1.08X10/C，而普通磚砌體的線膨脹系數(shù)為0.5X10/C，在相同溫差下，鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的伸長值要比磚砌體大一倍左右。所以，在混合結(jié)構(gòu)中，當(dāng)溫度變化時，鋼筋混凝土屋蓋、樓蓋、圈梁等與磚墻伸縮不一，必然彼此相牽制而產(chǎn)生溫度應(yīng)力，使房屋結(jié)構(gòu)開裂破壞。

為了減少溫度應(yīng)力的影響，可采取合理地設(shè)伸縮縫;避兔樓面錯層和伸縮縫錯位;加強(qiáng)屋面保溫、隔熱;用油氈夾滑石粉或鐵皮將屋面板和墻體隔離，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;采用蓄水屋面域種植屋面;女兒墻設(shè)構(gòu)造柱;加強(qiáng)結(jié)構(gòu)的薄弱環(huán)節(jié)，提高其抗拉強(qiáng)度等技術(shù)措施。

3 懸挑結(jié)構(gòu)坍塌分析

懸挑結(jié)構(gòu)坍塌實(shí)例較多，一是整體傾覆坍塌;二是沿懸臂梁、板根部斷塌。其主要原因有:

3.1 穩(wěn)定力矩小于傾覆力矩 懸挑結(jié)構(gòu)是靠壓重或外加拉力來保持穩(wěn)定，要求抗傾覆的安全因素不小于1.5，若穩(wěn)定力矩小于傾覆力矩時，必然失穩(wěn)，傾覆坍塌。如雨蓬、挑梁，當(dāng)梁上壓重(砌磚的高度)不能滿足穩(wěn)定要求時，就拆除支撐、模板，即會產(chǎn)生坍塌事故。

3.2 模板支撐方案不當(dāng) 懸挑結(jié)構(gòu)根部受力最大，當(dāng)混凝土澆筑后，尚未達(dá)到足夠強(qiáng)度時，模板支撐產(chǎn)生沉降，根部混凝土隨即開裂，拆模后將從根部產(chǎn)生斷裂坍塌;若懸挑結(jié)構(gòu)為變截面時，施工時將模板做成等截面外形，而造成根部斷面減小，拆模后也會造成斷塌事故。

3.3 鋼筋錯位、變形 懸挑結(jié)構(gòu)根部負(fù)彎矩最大，主筋應(yīng)配在梁板的上部。若施工時將鋼筋放在下部，或被踩踏向下變形過大，或錨固長度不夠等原因，拆模后，均會導(dǎo)致根部斷塌。

3.4 施工超載 懸挑結(jié)構(gòu)的固端彎矩與作用荷載成正比，如施工荷載超過設(shè)計(jì)荷載，當(dāng)模板下沉?xí)r就在根部出現(xiàn)裂縫;尤其是當(dāng)由根部向外澆筑混凝土?xí)r，隨著荷載增加;模板變形，也極容易在根部產(chǎn)生裂縫，導(dǎo)致拆模后斷裂。

3.5 拆模過早 不少懸挑結(jié)構(gòu)斷塌事故都是由于拆模過早，混凝土未達(dá)到足夠強(qiáng)度所造成。所以，規(guī)范規(guī)定，跨度小于2m的懸臂梁及板，混凝土拆模強(qiáng)度應(yīng)大于等于70%;跨度大于2m的懸臂梁及板，混凝土的拆模強(qiáng)度為100%。