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房屋建筑裂缝形成机理分析

2012-04-29孙博宇

科技创新导报 2012年28期
关键词:形成机理防治

孙博宇

摘?要:在房屋建筑工程中,裂缝严重影响工程质量;防止和控制裂缝产生是建筑工程中亟待解决的问题。文章对房屋建筑工程中常见裂缝的形成机理进行分析,以便针对不同形成机理探索相应的解决措施。

关键词:建筑裂缝?形成机理?防治

中图分类号:TU757 文献标识码:A 文章编号:1674-098X(2012)10(a)-0068-01

房屋建筑裂缝是建筑工程中的常见问题,有的裂缝是表面性的,对工程结构的承载能力或使用功能无任何影响;有时可影响建筑物外观。有的裂缝则表明建筑结构的力学性能、使用功能或工程整体受到某种程度损害,个别情况甚至会导致建筑结构破坏,威胁建筑物的安全性能。

1 建筑裂缝形成机理分析

在房屋建筑工程中,往往在墙体、地板和地下室等局部位置会发现不同形式的裂缝,这些裂缝对建筑物美观、耐久性和安全性起着不可忽视的作用,所以必须对其要有足够认识。常见裂缝成因有以下几种。

1.1 工程设计质量引起的裂缝

由于房屋建筑初步设计时没有充分考虑诸多环境因素影响,例如温度、刚度等,导致结构设计不合理、变形缝设置不当,在混凝土凝结过程中过早的承受了拉压应力,最终产生了垂直、水平或斜裂缝。

1.2工程施工工艺质量低劣引发的裂缝

(1)施工模板刚度不够,在浇筑混凝土时,由于侧向压力的作用,使模板发生侧向弯曲变形,产生与模板变形一致的裂缝;支架基础刚度不足,混凝土强度未达到设计要求即过早拆模等会产生裂缝。

(2)混凝土振捣过快,混凝土流动性降低,在硬化前因混凝土沉实不充分,硬化后沉实过大,浇筑数小时后容易发生裂缝,即塑性收缩裂缝。

(3)混凝土分层或分段浇筑时,如接头部位处理不当,易在新旧混凝土和施工缝之间出现裂缝。

(4)如混凝土保护层过厚或上层钢筋被踩压变位,使承受负弯矩的受力钢筋保护层加厚,导致构件的有效高度减少,则会形成与受力钢筋垂直方向的裂缝。

1.3施工材料质量引起的裂缝

工程建设当遵循质量第一的首要原则。工程材料的质量直接影响到房建工程的质量,如果没有高品质的原材料,就不可能建造出优质工程。在施工过程中,由于材料质量低劣、混凝土配比不良等原因都会影响混凝土质量而引起裂缝产生。例如,混凝土主要由水泥、砂、骨料、拌和水及外加剂组成。配置混凝土所采用的材料质量如果不合格,可导致结构出现裂缝;砂石粒径太小、级配不良,空隙率大,含泥量过大,将导致水泥和拌和水用量加大,影响混凝土收缩加大;如果使用超出规定的特细砂,后果更加严重;砂石中云母含量较高,将削弱水泥与骨料的粘结力,降低混凝土强度。

1.4 地基不均匀下沉引起的墙体裂缝

地基不均匀沉降和地基土层的均匀性、地基土的压缩性及荷载差异等有关,沉降差反映到地基上的砖混结构上,有时可引起墙体裂缝。房屋低层窗台下竖直裂缝是由于窗间墙承受荷载后,窗台墙起着反梁作用,特别是较宽大的窗口或窗间墙承受较大的集中荷载情况下,窗台墙因反向变形过大而开裂,严重时还会挤坏窗口,影响窗扇开启;窗间墙水平裂缝产生的原因是在沉降单元上部受到阻力,使窗间墙受到较大的水平剪力而发生上下位置的水平裂缝;斜裂缝主要发生在软土地基上,由于地基不均匀下沉,使墙体承受较大的剪切力,当结构刚度较差、施工质量和材料强度不能满足要求时,导致墙体开裂;另外,地基如建在冻土层上,由于冻涨作用也会在窗台发生裂缝。

1.5由于温度变化引起的裂缝

混凝土浇筑完成后,在硬化过程中水泥要放出大量的水化热,从而导致混凝土内部温度变高而超过外部温度,在表面产生了较大的拉应力;而在混凝土凝结后期内部温度下降,又受到原混凝土的束缚从而在混凝土内部产生拉应力,当这些拉应力达到一定数值时都可以破坏其外表,产生裂缝;另外由于外界温差变化或者养护不周等原因也会导致裂缝的产生。

1.6荷载引起的裂缝

在施工过程中,不当的施工方法,如无限制地在建(构)筑物上堆放施工机具、材料等,可引起建筑物荷载、受力发生变化从而导致结构构件产生裂缝;不了解预制结构受力特点,不正确翻转、起吊、运输、安装;不按设计图纸施工,擅自更改结构施工顺序,改变结构受力模式,等等。

1.7混凝土化学反应导致裂缝产生

混凝土中含有的氯离子、氯盐或碱极易与原材料中的其他成分发生化学反应,从而使反应物体积膨胀,导致裂缝产生。此类裂缝主要包括钢筋锈胀裂缝和碱骨料反应裂缝。

氯离子及氯盐易与金属发生锈蚀反应,钢筋表面经腐蚀成铁锈后,体积可增大几倍,挤压其外侧混凝土并使之产生垂直于径向胀压力的拉应力,拉应力超过混凝土的承载能力就将在混凝土保护层上引发顺着钢筋方向的纵向裂缝。

混凝土的碱骨料也是产生裂缝的重要因素,水泥中的碱与骨料中的活性二氧化硅反应及碱硅酸反应,反应生成物碱硅酸盐凝胶体积膨胀从而引发裂缝。

1.8现浇钢筋混凝土楼板裂缝

最常见的是房屋阳角附近,即在楼板分离式配筋的负弯矩钢筋以及角部放射钢筋的末端处,发生的楼面斜角裂缝。这是由于房屋四周的阳角受到纵、横二个方向的剪力墙或刚度相对较大的楼面梁约束,限制了楼面板的自由变形,在温度和混凝土收缩变化时,在配筋薄弱处的板面开裂。这类楼板裂缝一般对结构安全无大影响,但会发生地面渗漏,影响住户使用。

2 结语

房屋建筑墙体裂缝产生的原因复杂、影响因素多、预防难度大,但总体上不外乎以上几种类型。只要采取全过程预防的方法从设计到选材和施工都加强管理,严格遵守相关规范和操作规程,就能大大减少墙体裂缝产生的可能性,或将裂缝从数到量控制在最小程度,从而确保工程施工质量,才能实现工程预期的经济效益与社会效益。

参考文献

[1]姚激.混凝土结构温度裂缝分析与计算机仿真模拟[D].昆明理工大学,2002.

[2]建筑工程施工质量验收统一标准[S].北京:中国建筑工业出版社,2002.

[3]陆根良.建筑裂缝治理指南[M].上海:上海科学技术文献出版社,2004.

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