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墙面、楼屋面裂缝原因分析及防治之我见
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内容提示：钢筋混凝土现浇板工艺不仅提高了房屋的平面刚度和抗震性能,也提高了楼屋面的抗渗漏性能。然而整体现浇仍难杜绝裂缝出现。随着钢筋混凝土现浇板的大量推广与应用,裂缝问题也成为了居民住宅质量投拆热点,其中也包括墙面裂缝。因教学和专业实践需要,我留意并发现在我院就有较多建筑裂缝产生,新学者都很敢兴趣并不断询问。这就促使我进行了更深刻的研究和分析。本文主要从材料、施工并兼顾设计三方面分析。
1 墙体裂缝分析
80%以上裂缝原因是地基、温度、干燥收缩(干缩),也有设计疏忽、施工质量、材料不合格及缺乏经验等。最为常见的裂缝有以下两类。（参考《建筑中文网》）
1.1 温度裂缝
最常见的是在砼平屋盖房屋顶层两端的墙体上,如在门窗洞边的正八字斜裂缝,平屋顶下或屋顶圈梁下沿砖灰缝的水平裂缝,及水平包角裂缝(包括女儿墙)。温度裂缝是造成墙体早期裂缝的主要原因。这些裂缝一般经过一个冬夏之后逐渐稳定,不再继续,裂缝的宽度随温度变化而略有变化。
1.2 干缩裂缝
如房屋内外纵墙中间对称分布的倒八字裂缝;建筑一至二层窗台边的斜裂缝或竖向裂缝;屋顶圈梁下出现的水平缝和水平包角裂缝;大片墙面上出现的底部重、上部较轻的竖向裂缝。
干缩变形的特征是早期发展较快,影响大。材料放置能完成部分干缩变形,以后逐步变慢,几年后方停止。
干缩后材料受湿仍会膨胀,脱水后会再次干缩变形,但其干缩率减小,约为首次的80%左右。这类裂缝在建筑上分布广、数量多、裂缝的程度也较严重。
2 钢筋混凝土现浇板裂缝原因的分析楼屋面裂缝表现为:表面龟裂、纵向、横向裂缝以及斜向裂缝。究其原因,主要有混凝土原材料,施工及设计等三大方面原因。
2.1 原材料方面
(1)水泥凝结或膨胀不正常,如水泥安定性不稳定,水泥中含有生石灰(过火石灰)或氧化镁,这些成分缓慢水化并产生体积膨胀,引起裂缝。
(2)若骨料含泥量过多,随着砼干燥将产生不规则的网状裂缝。
(3)碱—集料反应:水泥水解形成的氢氧化钾与集料中活性氧化硅发生化学反应,在集料表面生成复杂的碱—硅酸凝胶。生成的凝胶不断吸水,体积不断膨胀,导致水泥石胀裂。当集料中夹杂着活性氧化硅,所用的水泥又含有较多的碱时可能会发生此类破坏。
(4)采用含泥量大的粉砂配制的砼收缩大,抗拉强度低,易因塑性收缩产生裂缝,泵送砼为了满足泵送条件:坍落度大,流动性好,易产生局部粗骨料少、砂浆多的现象,此时,砼脱水干缩时,会产生表面裂缝。
2.2 施工方面
(1)振捣:在砼浇捣前,先将基层和模板浇水湿透,避免过多吸收水分,浇捣过程中应做到既振捣充分又避免过度。
(2)养护:砼楼板浇筑完毕后,表面刮抹应限制,防止在砼表面撒干水泥刮抹,并加强混凝土早期养护。楼板浇筑后,对板面应及时用材料覆盖、保温。
(3)施工操作程序:不盲目赶工,杜绝过早上人、上荷载和过早拆模。浇捣过程中派专人护筋,避免踩弯负筋。通过在大梁两侧的面层内配置通长的钢筋网片,承受支座负弯矩,避免因不均匀沉降产生裂缝。
(4)施工后浇带的施工:应认真领会设计意图,制定施工方案,杜绝在后浇处出现砼不密实、不按图纸要求留企口缝等现象。
(5)线管:可增设垂直于线管的抗裂短钢筋网;尽量避免立体交叉穿越,交叉布线处采用线盒,集散处宜采用放射形分布,尽量避免紧密平行排列,确保线管底部的砼灌筑顺利和振捣密实。当线管数量使砼截面大量削弱时,宜在四周增设上下各2Φ12井字形抗裂构造筋。
(6)临时大开间面积材料吊卸堆放区域模板支撑架:搭设前,预先考虑采用加密立杆和搁栅增加模板支撑架刚度,减少变形。新筑砼表面上铺设旧木模加以保护和扩散应力,防止裂缝的发生。
(7)负筋保护层厚度:负筋一般放置在支座梁钢筋上面,与梁筋绑扎在一起;另外,采用铁架子或砼垫块等来固定负筋位置,保证钢筋不下沉;有效控制保护层,避免支座处因负筋下沉,保护层厚度变大而产生裂缝,板的保护层厚度≯15mm。
2.3 设计方面
(1)地基不均匀沉降:可调整基础选型对楼房沉降和沉降差进行控制。如可改用深基础及桩基础。
(2)荷载的作用:少部分。由于设计计算过程中,常根据其承载能力确定配筋量,往往忽略板正常使用时由承受的荷载引起的挠度及裂缝宽度的验算。或使用过程中,建设单位改变原有功能使负荷过大均可能产生。
(3)未设置必要的伸缩缝:房屋的自由伸缩达到应设置伸缩缝要求的间距,裂缝产生。平面布局多凹凸,即转角也越多,这些部位由于应力集中形成薄弱部位,一受到砼收缩及温差变化易产生裂缝。故平面布置上应减少凹凸和设置必要伸缩缝。
(4)设备管线:大多管线直接敷设于现浇板中,有时集中于某一处中的管线多达7～8根,管线的直径多为20mm～30mm,该处的现浇板厚度大大削弱,从而在该处开裂。
3 裂缝的处理方法
(1)建筑上通常可以采取“阻”“让”两种不同措施。
“阻”即通过加强建筑物的整体性,使其具有足够的强度与刚度,以阻止这种破坏。
“让”即在变形敏感部位将结构断开,预留垂直缝隙,使建筑物各部分能自由变形,以减少附加应力产生,以退让的方式避免破坏;使其成为若干个相对独立的单元,各部分能独立变形,互不干扰。
(2)对于一般混凝土楼板表面的龟裂,可先将裂缝清洗干净,待干燥后用环氧浆液灌缝或用表面涂刷封闭。施工中若在终凝前发现龟裂时,可用抹压一遍处理。其它一般裂缝处理,可将板缝清洗后用1∶2或1∶l水泥砂浆抹缝,压平养护。
(3)裂缝较大时,应沿裂缝凿八字形凹槽,冲洗干净后,用1∶2水泥砂浆抹平,也可以采用环氧胶泥嵌补。
(4)当楼板出现裂缝面积较大时,应对楼板进行静载试验,检验其结构安全性,必要时可在楼板上增做一层钢筋网片,以提高板的整体性。通长、贯通的危险结构裂缝,裂缝宽度大于0.3mm的,可采用结构胶粘扁钢加固补强,板缝用灌缝胶高压灌胶。
4 结语
要彻底消除裂缝现象,有待不断提高施工技术和积累经验,并进行技术创新,开发新型建筑材料并采用更为科学的解决方法,我将继续关注。
参考文献
[1] 罗向荣.钢筋混凝土结构[M].北京高等教育出版社.
[2] 混凝土结构施工质量验收规范[M].中国建筑科学院.
[3] 苏达根.土木工程材料[M].高等教育出版 社 .
[4] 建筑施工手册[M].中国建筑工业出版社 . 来源: 《建筑中文网》.
80%以上裂缝原因是地基、温度、干燥收缩(干缩),也有设计疏忽、施工质量、材料不合格及缺乏经验等。最为常见的裂缝有以下两类。（参考《建筑中文网》）
1.1 温度裂缝
最常见的是在砼平屋盖房屋顶层两端的墙体上,如在门窗洞边的正八字斜裂缝,平屋顶下或屋顶圈梁下沿砖灰缝的水平裂缝,及水平包角裂缝(包括女儿墙)。温度裂缝是造成墙体早期裂缝的主要原因。这些裂缝一般经过一个冬夏之后逐渐稳定,不再继续,裂缝的宽度随温度变化而略有变化。
1.2 干缩裂缝
如房屋内外纵墙中间对称分布的倒八字裂缝;建筑一至二层窗台边的斜裂缝或竖向裂缝;屋顶圈梁下出现的水平缝和水平包角裂缝;大片墙面上出现的底部重、上部较轻的竖向裂缝。
干缩变形的特征是早期发展较快,影响大。材料放置能完成部分干缩变形,以后逐步变慢,几年后方停止。
干缩后材料受湿仍会膨胀,脱水后会再次干缩变形,但其干缩率减小,约为首次的80%左右。这类裂缝在建筑上分布广、数量多、裂缝的程度也较严重。
2 钢筋混凝土现浇板裂缝原因的分析楼屋面裂缝表现为:表面龟裂、纵向、横向裂缝以及斜向裂缝。究其原因,主要有混凝土原材料,施工及设计等三大方面原因。
2.1 原材料方面
(1)水泥凝结或膨胀不正常,如水泥安定性不稳定,水泥中含有生石灰(过火石灰)或氧化镁,这些成分缓慢水化并产生体积膨胀,引起裂缝。
(2)若骨料含泥量过多,随着砼干燥将产生不规则的网状裂缝。
(3)碱—集料反应:水泥水解形成的氢氧化钾与集料中活性氧化硅发生化学反应,在集料表面生成复杂的碱—硅酸凝胶。生成的凝胶不断吸水,体积不断膨胀,导致水泥石胀裂。当集料中夹杂着活性氧化硅,所用的水泥又含有较多的碱时可能会发生此类破坏。
(4)采用含泥量大的粉砂配制的砼收缩大,抗拉强度低,易因塑性收缩产生裂缝,泵送砼为了满足泵送条件:坍落度大,流动性好,易产生局部粗骨料少、砂浆多的现象,此时,砼脱水干缩时,会产生表面裂缝。
2.2 施工方面
(1)振捣:在砼浇捣前,先将基层和模板浇水湿透,避免过多吸收水分,浇捣过程中应做到既振捣充分又避免过度。
(2)养护:砼楼板浇筑完毕后,表面刮抹应限制,防止在砼表面撒干水泥刮抹,并加强混凝土早期养护。楼板浇筑后,对板面应及时用材料覆盖、保温。
(3)施工操作程序:不盲目赶工,杜绝过早上人、上荷载和过早拆模。浇捣过程中派专人护筋,避免踩弯负筋。通过在大梁两侧的面层内配置通长的钢筋网片,承受支座负弯矩,避免因不均匀沉降产生裂缝。
(4)施工后浇带的施工:应认真领会设计意图,制定施工方案,杜绝在后浇处出现砼不密实、不按图纸要求留企口缝等现象。
(5)线管:可增设垂直于线管的抗裂短钢筋网;尽量避免立体交叉穿越,交叉布线处采用线盒,集散处宜采用放射形分布,尽量避免紧密平行排列,确保线管底部的砼灌筑顺利和振捣密实。当线管数量使砼截面大量削弱时,宜在四周增设上下各2Φ12井字形抗裂构造筋。
(6)临时大开间面积材料吊卸堆放区域模板支撑架:搭设前,预先考虑采用加密立杆和搁栅增加模板支撑架刚度,减少变形。新筑砼表面上铺设旧木模加以保护和扩散应力,防止裂缝的发生。
(7)负筋保护层厚度:负筋一般放置在支座梁钢筋上面,与梁筋绑扎在一起;另外,采用铁架子或砼垫块等来固定负筋位置,保证钢筋不下沉;有效控制保护层,避免支座处因负筋下沉,保护层厚度变大而产生裂缝,板的保护层厚度≯15mm。
2.3 设计方面
(1)地基不均匀沉降:可调整基础选型对楼房沉降和沉降差进行控制。如可改用深基础及桩基础。
(2)荷载的作用:少部分。由于设计计算过程中,常根据其承载能力确定配筋量,往往忽略板正常使用时由承受的荷载引起的挠度及裂缝宽度的验算。或使用过程中,建设单位改变原有功能使负荷过大均可能产生。
(3)未设置必要的伸缩缝:房屋的自由伸缩达到应设置伸缩缝要求的间距,裂缝产生。平面布局多凹凸,即转角也越多,这些部位由于应力集中形成薄弱部位,一受到砼收缩及温差变化易产生裂缝。故平面布置上应减少凹凸和设置必要伸缩缝。
(4)设备管线:大多管线直接敷设于现浇板中,有时集中于某一处中的管线多达7～8根,管线的直径多为20mm～30mm,该处的现浇板厚度大大削弱,从而在该处开裂。
3 裂缝的处理方法
(1)建筑上通常可以采取“阻”“让”两种不同措施。
“阻”即通过加强建筑物的整体性,使其具有足够的强度与刚度,以阻止这种破坏。
“让”即在变形敏感部位将结构断开,预留垂直缝隙,使建筑物各部分能自由变形,以减少附加应力产生,以退让的方式避免破坏;使其成为若干个相对独立的单元,各部分能独立变形,互不干扰。
(2)对于一般混凝土楼板表面的龟裂,可先将裂缝清洗干净,待干燥后用环氧浆液灌缝或用表面涂刷封闭。施工中若在终凝前发现龟裂时,可用抹压一遍处理。其它一般裂缝处理,可将板缝清洗后用1∶2或1∶l水泥砂浆抹缝,压平养护。
(3)裂缝较大时,应沿裂缝凿八字形凹槽,冲洗干净后,用1∶2水泥砂浆抹平,也可以采用环氧胶泥嵌补。
(4)当楼板出现裂缝面积较大时,应对楼板进行静载试验,检验其结构安全性,必要时可在楼板上增做一层钢筋网片,以提高板的整体性。通长、贯通的危险结构裂缝,裂缝宽度大于0.3mm的,可采用结构胶粘扁钢加固补强,板缝用灌缝胶高压灌胶。
4 结语
要彻底消除裂缝现象,有待不断提高施工技术和积累经验,并进行技术创新,开发新型建筑材料并采用更为科学的解决方法,我将继续关注。
参考文献
[1] 罗向荣.钢筋混凝土结构[M].北京高等教育出版社.
[2] 混凝土结构施工质量验收规范[M].中国建筑科学院.
[3] 苏达根.土木工程材料[M].高等教育出版 社 .
[4] 建筑施工手册[M].中国建筑工业出版社 . 来源: 《建筑中文网》.
原文网址：http://www.pipcn.com/research/201003/14291.htm
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