建筑結(jié)構(gòu)裂縫分析及加固

袁安霞 董越鵬

摘 要：建筑結(jié)構(gòu)產(chǎn)生裂縫是很普遍的現(xiàn)象，從理論上說，混凝土結(jié)構(gòu)尤其是受彎構(gòu)件總是帶裂縫工作的，在使用荷載不大的情況下，沒有裂縫隙或這類結(jié)構(gòu)性裂縫隙非常細(xì)微，不易為肉眼所察覺。但在現(xiàn)實(shí)的建筑中，混凝土結(jié)構(gòu)會(huì)出現(xiàn)各種各樣的裂縫，混凝土產(chǎn)生的原因很復(fù)雜，而且往往是各種因素的綜合。為了防止結(jié)構(gòu)產(chǎn)生有害裂縫，就必須根據(jù)工程的具體條件，因地制宜地采取相應(yīng)措施，才能使主體結(jié)構(gòu)裂縫得到較好地控制。

關(guān)鍵詞：建筑;結(jié)構(gòu);裂縫

1 建筑裂縫形成的原因

1.1 塑性收縮裂縫

此類裂縫產(chǎn)生的主要原因是混凝土澆筑后，在塑性狀態(tài)時(shí)表面水分蒸發(fā)過快造成的。這類裂縫多在表面出現(xiàn)，形狀不規(guī)則、長(zhǎng)短寬窄不一、呈龜裂狀，深度一般不超過50mm。產(chǎn)生的原因主要是混凝土澆注后3-4小時(shí)左右表面沒有被覆蓋，特別是平板結(jié)構(gòu)在炎熱或大風(fēng)天氣混凝土表面水分蒸發(fā)過快，或者是基礎(chǔ)、模板吸水過快，以及混凝土本身的水化熱高等原因造成混凝土產(chǎn)生急劇收縮，此時(shí)混凝土強(qiáng)度趨近于零，不能抵抗這種變形應(yīng)力而導(dǎo)致開裂。混凝土中蒸發(fā)和吸收水分的速度越快，塑性收縮裂縫越容易產(chǎn)生，而商品混凝土由于為了滿足可泵性、流動(dòng)性、出機(jī)時(shí)混凝土的塌落度和砂率比普通混凝土大很多，早期強(qiáng)度低所以其水分特別容易散失，表面容易形成裂縫。

1.2 塑性沉降裂縫

此類裂縫產(chǎn)生的主要原因是由于混凝土骨料沉降時(shí)受到阻礙（如鋼筋、模板）而產(chǎn)生的。這種裂縫大多出現(xiàn)在混凝土澆注后0.5小時(shí)至3小時(shí)之間，混凝土尚處在塑性狀態(tài)，混凝土表面消失水光時(shí)立即產(chǎn)生，沿著梁及板上面鋼筋的走向出現(xiàn)，主要是混凝土塌落度大、沉陷過高所致。另外在施工過程中如果模板綁扎得不好、模板沉陷、移動(dòng)時(shí)也會(huì)出現(xiàn)此類裂縫。

1.3 溫度應(yīng)力裂縫

此類裂縫產(chǎn)生的主要原因是由于混凝土澆筑后，聚積在內(nèi)部的水泥水化熱不易散發(fā)，造成混凝土的內(nèi)部溫度升高，而混凝土表面散熱較快，這樣形成較大的內(nèi)外溫差，使混凝土內(nèi)部產(chǎn)生壓應(yīng)力，表面產(chǎn)生拉應(yīng)力。如果在混凝土表面附近存在較大的溫度梯度，就會(huì)引起較大的表面拉應(yīng)力，此時(shí)混凝土的齡期很短，抗拉強(qiáng)度很低，如果溫差產(chǎn)生的表面拉應(yīng)力，超過此時(shí)的混凝土極限抗拉強(qiáng)度，就會(huì)在混凝土表面產(chǎn)生表面裂縫。這種裂縫一般產(chǎn)生很早多呈不規(guī)則狀態(tài)，深度較淺，屬表面性質(zhì)。表面裂縫易產(chǎn)生應(yīng)力集中，能促使裂縫進(jìn)一步開展。

1.4 原材料質(zhì)量引起的裂縫

混凝土主要由水泥、砂、骨料、拌和水及外加劑組成。混凝土所采用材料的質(zhì)量不合格，可能導(dǎo)致結(jié)構(gòu)出現(xiàn)裂縫。①砂石含泥量超過規(guī)定，不僅降低混凝土的強(qiáng)度和抗?jié)B性，還會(huì)使混凝土干燥時(shí)產(chǎn)生不規(guī)則的網(wǎng)狀裂縫。②拌和用水及外加劑拌和用水或外加劑中氯化物等雜質(zhì)含量較高時(shí)對(duì)鋼筋銹蝕有較大影響。

2 磚砌體裂縫的加固

（1）對(duì)墻體斜向裂縫的處理，首先應(yīng)把屋面隔熱保溫層更換或采取加強(qiáng)措施（如增設(shè)架空板隔熱）;其次，根據(jù)墻體裂縫寬度及長(zhǎng)度，采取不同的加固補(bǔ)強(qiáng)方法。當(dāng)裂縫寬度較細(xì)，長(zhǎng)度較短時(shí)，可持表面抹灰層剔深10mm左右，剔寬50mm左右，粘貼玻璃絲布，然后抹平噴漿或貼壁紙恢復(fù)表面層，清水外墻面可采用1：1水泥砂漿勾縫，并將外表面涂成與磚墻同一顏色。當(dāng)裂縫寬度較寬且長(zhǎng)度較長(zhǎng)，影響墻體的整體性及承載力時(shí)，應(yīng)采取壓力灌漿加固補(bǔ)強(qiáng)。

（2）對(duì)由于基礎(chǔ)不均勻沉降產(chǎn)生的墻體裂縫處理，首先應(yīng)觀測(cè)沉降是否已穩(wěn)定，如果確認(rèn)已處穩(wěn)定狀態(tài)，則可根據(jù)裂縫寬度及長(zhǎng)度按第1條方法區(qū)別處理;如果沉降尚未穩(wěn)定，在沉降較大部位應(yīng)進(jìn)行勘察，探明土質(zhì)情況，然后再確定加固處理地基的方案.采用灌漿固結(jié)地基土的方法，或采用補(bǔ)樁設(shè)梁擔(dān)托墻體方法，防止繼續(xù)發(fā)生不均勻沉降，對(duì)墻體裂縫再按上述方法進(jìn)行處理。

（3）墻體因受水平推力、不均勻沉降、溫度變化引起伸縮等原因而發(fā)生外閃，墻體產(chǎn)生較大的裂縫或使外縱墑與內(nèi)橫墻拉結(jié)不良時(shí)，可用鋼筋或型鋼拉桿予以加固。

（4）墻體開裂比較嚴(yán)重，為了增加房屋的整體剛性，則可以在房屋墻體一側(cè)或兩側(cè)增設(shè)鋼筋混凝土圈梁。

3 混凝土裂縫的加固

由降溫及收縮引起，當(dāng)結(jié)構(gòu)周圍的氣溫及濕度變化時(shí)，梁板都要產(chǎn)生變形——溫度變形及收縮變形。板的厚度遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于梁，所以板截面緊隨氣溫變化而變化，水分蒸發(fā)較快，收縮變化較大，但是肋較厚，故其溫度變化滯后于板，特別是在急冷急熱變化時(shí)更為明顯。由此產(chǎn)生的板與梁的溫差與收縮差的變形，引起約束應(yīng)力，板內(nèi)呈拉應(yīng)力，梁（肋）內(nèi)呈壓應(yīng)力。出于降溫引起的應(yīng)力狀態(tài)一直到梁板溫度平衡時(shí)才消失，而收縮應(yīng)力將長(zhǎng)期持續(xù)下去。混凝土裂縫處理方法有：表面修補(bǔ)法及內(nèi)部修補(bǔ)法。

表面修補(bǔ)法包括表面涂抹水泥砂漿、表面涂抹環(huán)氧膠泥、環(huán)氧粘貼玻璃布、表面鑿槽嵌補(bǔ)。

內(nèi)部修補(bǔ)法是用壓漿泵將膠結(jié)料壓入裂縫中，由于其凝結(jié)、硬化而起到補(bǔ)縫作用，以恢復(fù)結(jié)構(gòu)的整體性。這種方法適用于對(duì)結(jié)構(gòu)整體性有影響，或有防水、防滲要求的裂縫修補(bǔ)。常用的灌漿材料有水泥和化學(xué)材料，可按裂縫的性質(zhì)、寬度、施工條件等具體情況選用。一般對(duì)寬度大于0.5mm的裂縫，可采用水泥灌漿，對(duì)寬度小于0.5mm的裂縫，或較大的溫度收縮裂縫，宜采用化學(xué)灌漿。

鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的加固，應(yīng)在結(jié)構(gòu)評(píng)定的基礎(chǔ)上進(jìn)行，加固的目的有結(jié)構(gòu)強(qiáng)度加固、穩(wěn)定性加固、剛度加固、抗裂性能加固四種。這四種加固之間既有聯(lián)系又有區(qū)別，最常遇到的是結(jié)構(gòu)強(qiáng)度加固（即結(jié)構(gòu)補(bǔ)強(qiáng)）。結(jié)構(gòu)加固可分為不改變結(jié)構(gòu)受力圖形和改變結(jié)構(gòu)受力圖形的兩種方法，亦可分為非預(yù)應(yīng)力加固和預(yù)應(yīng)力加固兩類。對(duì)結(jié)構(gòu)或構(gòu)件存在的強(qiáng)度、剛度、裂縫、穩(wěn)定、沉降、使用等方面的問題，要區(qū)分局部性還是全局性的，關(guān)鍵部位還是次要部位的，在分析了問題產(chǎn)生的主要原因后，分別根據(jù)處理的原則和界限，視工程具體情況和條件，有針對(duì)性地采取適當(dāng)加固方法。

總之，建筑裂縫問題一直嚴(yán)重困擾著混凝土的施工質(zhì)量，在混凝土生產(chǎn)以及施工過程中有針對(duì)性地采取預(yù)防措施，盡可能采取有效的技術(shù)措施控制裂縫使結(jié)構(gòu)盡量不出現(xiàn)裂縫或盡量減少裂縫的數(shù)量和寬度，特別是避免有害裂縫的出現(xiàn)，以確保工程質(zhì)量，使建筑物具備良好的耐久性和結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性。

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