关于建筑施工中产生裂缝的原因分析

闫传海

【摘要】本文主要从建筑墙体裂缝及悬挑结构坍塌两个方面详细分析了建筑施工中裂缝产生的原因，然后笔者针对这些原因结合自己的工程实践经验提出了一些解决问题的措施。

【关键词】建筑施工 裂缝 温度应力

引言

施工项目质量问题的分析，是正确拟定质量事故处理方案的前提，是明确质量事故责任的依据。为此，要求对质量问题的分析力求全面、准确，客观事故的性质、危害、原因、责任都不能遗漏。要有科学的论证和判断，言之有理、论之有据，方能达到统一认识的目的。

一、建筑墙体裂缝原因分析

在混合结构中墙体裂缝是常见的质量问题，引起裂缝原因有地基不均匀沉降、温度应力等。

1.1 温度应力引起墙体裂缝分析

一般材料均有热胀冷缩性质，房屋结构由于周围温度变化引起热胀冷缩变形，称为温度变形。如果结构不受任何约束，在温度变化时能自由变形，那么结构中就不会产生附加应力。如果结构受到约束而不能自由变形时，则将在结构中产生附加应力或称温度应力。由温度应力引起结构的伸缩值。

由于钢筋混凝土的线膨胀系数 a = 1.0 8 X 10／C ，而普通砖砌体的线膨胀系数为0.5 X 10／C，在相同温差下，钢筋混凝土结构的伸长值要比砖砌体大一倍左右。所以，在混合结构中，当温度变化时，钢筋混凝土屋盖、楼盖、圈梁等与砖墙伸缩不一，必然彼此相牵制而产生温度应力，使房屋结构开裂破坏。温度应力引起墙体裂缝一般有以下两种情况：

（1）八字形裂缝。当外界温度上升时，外墙本身沿长度方向将有所伸长， 但屋盖部分(特别是直接暴露在大气中的钢筋混凝土屋盖)的伸长值大得多。从屋盖与墙体连接处切开来看，屋盖伸长对墙体产生附加水平推力， 使墙体受到屋盖的推力而产生剪应力，剪应力和拉应力又引起主拉应力，当主拉应力过大时， 将在墙体上产生八字形裂缝。由于剪应力的分布大体是中间为零，两端最大，因此八字形裂缝多发生在墙体两端，一般占二、三个开间，且发生在顶层墙面上。

（2）水平裂缝和包角裂缝。平屋顶房屋，有时在屋面板底部附近或顶层圈梁附近，出现沿外墙顶部的纵向水平裂缝和包角裂缝，这是由于屋面伸长或缩短引起的向外或向内推拉力而产生的，包角裂缝实际上是水平裂缝的一种形式，是外横墙和纵墙的水平裂缝连接起来形成的，在这种情况下，下面一般不会再出现八字形裂缝。有时，外纵墙的水平裂缝也会出现在顶层的窗台水平处。

1.2 地基不均匀沉降引起墙体裂缝分析

房屋的全部荷载最终通过基础传给地基，而地基在荷载作用下，其应力是随深度而扩散，深度大，扩散愈大，应力愈小；在同一深处，也总是中间最大，向两端逐渐减小。也正是由于土壤这种应力的扩散作用，即使地基地层非常均匀， 房屋地基应力分布仍然是不均匀的，从而使房屋地基产生不均匀沉降，即房屋中部沉降多，两端沉降少，形成微向下凹的盆状曲面的沉降分布。在地质较好、较均匀，且房屋的长高比不大的情况下，房屋地基不均匀沉降的差值是比较小的， 一般对房屋的安全使用不会产生多大的影响。但当房屋修建在淤泥土质或软塑状态的粘性土上时，由于土的强度低、压缩性大，房屋的绝对沉降量和相对不均匀沉降量都可能比较大。如果房屋设计的长高比较大，整体刚度差，而对地基又末进行加固处理，那么墙体就可能出现严重的裂缝。裂缝对称的发生在纵墙的两端， 向沉降较大的方向倾斜，沿着门窗洞口约成45°，呈正八字形，且房屋的上部裂缝小，下部裂缝大。这种裂缝，必然是地基附加应力作用使地基产生不均匀沉降而形成的。

当房屋地基土層分布不均匀，土质差别较大时，则往往在不同土层的交接处或同一土层厚薄不一处出现较明显的不均匀沉降，造成墙体开裂，其裂缝上大下小，向土质较软或土层较厚的方向倾斜。

在房屋高差较大或荷载差异较大的情况下，当未留设沉降缝时，也容易在高低和较重的交接部位产生较大的不均匀沉降裂缝。此时，裂缝位于层数低的荷载轻的部分，并向上朝着层数高的荷载重的部分倾斜。

当房屋两端土质压缩性大，中部小时，沉降分布曲线将成凸形，此时，往往除了在纵墙两端出现向外倾斜裂缝外，也常在纵墙顶部出现竖向裂缝。

在多层房屋中，当底层窗台过宽时，也往往容易因荷载由窗间墙集中传递， 使地基不均匀沉降，致使窗台在地基反力作用下产生反向弯曲，引起窗台中部的竖向裂缝。

此外，新建房屋的基础若位于原有房屋基础下，则要求新、旧基础底面的高差H与净距L的比值应小于0.5～1。否则，由于新建房屋的荷载作用使地基沉降而引起原有房屋、墙体裂缝。同理，在施工相邻的高层和低层房屋时，亦应本着先高、重，后低、轻的原则组织施工；否则，若先施工了低层房屋后再施工高层房屋，则也会造成低层房屋墙体的开裂。

二、悬挑结构坍塌分析

悬挑结构坍塌实例较多，一是整体倾覆坍塌；二是沿悬臂梁、板根部断塌。其主要原因有：

（1）稳定力矩小于倾覆力矩。悬挑结构是靠压重或外加拉力来保持稳定， 要求抗倾覆的安全因素不小于 1.5，若稳定力矩小于倾覆力矩时，必然失稳，倾覆坍塌。

（2）模板支撑方案不当。悬挑结构根部受力最大，当混凝土浇筑后，尚未达到足够强度时，模板支撑产生沉降，根部混凝土随即开裂，拆模后将从根部产生断裂坍塌。

（3）钢筋错位变形。悬挑结构根部负弯矩最大，主筋应配在梁板的上部。若施工时将钢筋放在下部，或被踩踏向下变形过大， 或锚固长度不够等原因， 拆模后均会导致根部断塌。

（4）施工超载。悬挑结构的固端弯矩与作用荷载成正比， 如施工荷载超过设计荷载，当模板下沉时就在根部出现裂缝。

（5）拆模过早。不少悬挑结构断塌事故都是由于拆模过早，混凝土未达到足够强度所造成。

三、建筑施工裂缝预防措施分析

3.1 设计过程中预防裂缝的产生

( 1 )为了能够有效的控制温度裂缝的产生，在建筑物设计时应当尽量将所有构件都处于保温层包裹中，这样就能够有效减少使用过程中温度裂缝的产生。

( 2 ) 收缩裂缝的产生随着时间的推移而不断增大，而且混凝土强度越高越容易出现收缩裂缝，因此，在建筑物设计中尽量避免选用高强度混凝土。对于建筑物容易出现裂缝的地方，应按照构造要求配置钢筋。

( 3 )在建筑物设计过程中，应当尽量避免非承重性裂缝的产生；对于容易出现裂缝的地方，应尽量使温度作用与收缩作用同时出现，这样有助于建筑物变形 的协调性。如尽量降低建筑物的平面体量，墙体和楼面不应当支撑在刚度相差较大的支座上，避免建筑物出现局部较大的消弱现象。

3.2 施工过程中预防裂缝的产生

( 1 ) 在进行混凝土拌制时，在确保混凝土强度满足使用要求的基础上，尽量降低绝对用水量以及水泥的用量。在混凝土中的水泥石凝结硬化时容易出现大量的水分蒸发，降低混凝土拌合时的用水量，就可以降低混凝土的的水分蒸发量， 进而降低混凝土的收缩。因此，在施工过程中要严格控制拌合混凝土的用水量， 条件允许时可以添加高效减水剂。

( 2 )通过有效的安排施工顺序，可以降低建筑物各构件之间的应力作用，进而避免混凝土早期裂缝的产生。如可以先进行建筑物墙板的施工，然后再进行底板的施工，这样可以避免因底板对墙板的约束而引起墙板出现裂缝。

( 3 )注重混凝土的养护。有关研究指出，若普通混凝土是在水中进行养护则可以有效避免收缩裂缝的产生，因此，在混凝土浇注结束以后，要尽快用草帘等进行覆盖并进行浇水养护，这样就能够降低混凝土的收缩量，防止混凝土裂缝的产生，混凝土的养护时间应当不少于14d。

( 4 )混凝土浇注、养护过程中所用的模板起到支撑混凝土自重、保证混凝土形状的作用，因而在进行模板拆除时应当确保混凝土自身的强度能够承受外部荷载作用。混凝土模板的拆除时间应当依据混凝土的强度发展过程、养护条件等确定，避免拆模过早而导致荷载裂缝的产生。

四、结束语

对于裂缝要重在预防，设计与施工相互结合，既要加强设计方面的监督与管理，也要加强施工方面的管理，精心组织，科学施工，加大监督与检查力度，同时采取有效措施，最大程度的减少裂缝发生，给用户一个满意的建筑产品。

参考文献

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