摘要:建筑裂縫不僅種類(lèi)繁多,形態(tài)各異,而且較為普遍。輕微者建筑物美觀,造成滲漏水,嚴(yán)重者降低建筑結(jié)構(gòu)的承載力、剛度、穩(wěn)定和整體性、耐久性,甚至還會(huì)導(dǎo)致整體倒塌的重大質(zhì)量事故。因此,正確認(rèn)識(shí)原因、切實(shí)加以防治十分必要,十分迫切。
關(guān)鍵詞:裂縫;成因;預(yù)防措施
建筑混凝土結(jié)構(gòu)裂縫是極為普遍的現(xiàn)象,其中較多的出現(xiàn)在鋼筋混凝土構(gòu)件。實(shí)踐證明,建筑混凝土結(jié)構(gòu)裂縫可以通過(guò)設(shè)計(jì)手段、施工措施來(lái)克服,筆者就常見(jiàn)的幾個(gè)問(wèn)題及引發(fā)裂縫的原因進(jìn)行歸納,并提出相應(yīng)的預(yù)防措施。
一、常見(jiàn)混凝土裂縫原因分析
在施工和使用過(guò)程中,引起建筑混凝土結(jié)構(gòu)開(kāi)裂的原因很多,當(dāng)發(fā)生溫度和濕度變化、結(jié)構(gòu)受荷、地基不均勻沉降、施工方式不當(dāng)時(shí),都非常容易產(chǎn)生裂縫,具體原因有以下幾方面:
?。ㄒ唬┰O(shè)計(jì)構(gòu)造
在設(shè)計(jì)時(shí)考慮不周,結(jié)構(gòu)構(gòu)件斷面突變或因開(kāi)洞、留槽引起應(yīng)力集中;在構(gòu)造處理不當(dāng)時(shí),現(xiàn)澆主梁在擱次梁處如果沒(méi)有設(shè)置附加箍筋或附加吊筋;以及各種結(jié)構(gòu)縫設(shè)置不當(dāng)?shù)纫蛩鼐菀讓?dǎo)致混凝土開(kāi)裂。
?。ǘ┑鼗冃?br/> 建筑工程基礎(chǔ)不均勻沉降是造成鋼筋混凝土開(kāi)裂的主要原因:
1、房屋建于土質(zhì)差別較大或軟弱土質(zhì)上。
2、建筑物基礎(chǔ)深淺不一。
3、房屋相鄰部分的高度、荷重、結(jié)構(gòu)剛度差別較大。
4、建筑物平面形狀復(fù)雜、立面變化過(guò)大、長(zhǎng)度過(guò)大等原因造成基礎(chǔ)不均勻沉降。裂縫的大小、形狀、方向與地基變形的情況有關(guān),由于地基變形的應(yīng)力相對(duì)較大,使得裂縫一般是貫穿性的,危害較大。
(三)施工方面
施工工藝不當(dāng)是造成鋼筋混凝土開(kāi)裂的另一個(gè)主要原因。由于施工原因造成裂縫出現(xiàn)的因素很多,主要有:
1、水泥、砂、石等質(zhì)量不好是引起裂縫較常見(jiàn)的因素。若工程上用了這些不合格的材料就會(huì)導(dǎo)致“豆腐渣工程”,所以說(shuō)只有把好材料的質(zhì)量關(guān),工程質(zhì)量才會(huì)在根本上得到保證。
2、混凝土是一種人造混合材料,其質(zhì)量好壞的一個(gè)重要標(biāo)志是成型后混凝土的均勻性和密實(shí)程度。因此混凝土的攪拌、運(yùn)輸、澆灌、振實(shí)各道工序中的任何缺陷和疏漏,都可能使裂縫產(chǎn)生的直接或間接原因。
3、水分蒸發(fā)、水泥結(jié)石和混凝土干縮通常是導(dǎo)致混凝土裂縫的重要原因。混凝土養(yǎng)護(hù),特別是早期養(yǎng)護(hù)質(zhì)量與裂縫關(guān)系密切。早期表面干燥可使其內(nèi)外溫度較大更容易產(chǎn)生裂縫。
4、模板構(gòu)造不當(dāng),漏水、漏漿、支撐剛度不足、支撐的地基下沉、過(guò)早拆模等都有可能造成混凝土開(kāi)裂。施工過(guò)程中,鋼筋表面污染,混凝土保護(hù)層太大或太小,澆灌中碰撞鋼筋使其移位等都可能引起裂縫。
?。ㄋ模┙Y(jié)構(gòu)受荷
在施工中和使用中由于結(jié)構(gòu)受荷都可能出現(xiàn)裂縫。例如早期受震、構(gòu)件堆放、運(yùn)輸、吊裝時(shí)的墊塊或吊點(diǎn)位置不當(dāng)、施工超載、張拉應(yīng)力值過(guò)大等均可能產(chǎn)生裂縫。而最常見(jiàn)的是鋼筋混凝土梁、板等受彎構(gòu)件,在使用荷載作用下往往出現(xiàn)不同程度的裂縫。普通鋼筋混凝土構(gòu)件在承受了30-40%的設(shè)計(jì)荷載,就可能出現(xiàn)裂縫,肉眼一般不能察覺(jué),而構(gòu)件的極限破壞荷載往往都在設(shè)計(jì)荷載的1.5倍以上。所以在一般情況下鋼筋混凝土構(gòu)件是允許帶裂縫工作的(這類(lèi)裂縫也稱(chēng)為無(wú)害裂縫)。在鋼筋混凝土設(shè)計(jì)規(guī)范中,分別不同情況規(guī)定裂縫的最大寬度為0.2-0.3mm,對(duì)那些寬度超過(guò)規(guī)范規(guī)定的裂縫,以及不允許開(kāi)裂的構(gòu)件上出現(xiàn)裂縫則是有害的,需加以認(rèn)真分析,慎重處理。
?。ㄎ澹貪穸茸兓?br/> 當(dāng)溫度變化時(shí),由于材料熱脹冷縮,房屋各部分構(gòu)件將產(chǎn)生各自不同的變形,引起彼此制約而產(chǎn)生應(yīng)力。因屋面混凝土與墻體的線膨脹系數(shù)不一致,屋面變形較大,當(dāng)屋蓋和墻體之間構(gòu)造處理不當(dāng),會(huì)使墻體受拉,當(dāng)其剪力和拉應(yīng)力大于砌體的抗剪抗拉強(qiáng)度時(shí),產(chǎn)生溫差裂縫。
普通混凝土在空氣中硬結(jié),濕度發(fā)生變化時(shí),體積會(huì)有所收縮,由此而在構(gòu)件內(nèi)產(chǎn)生拉應(yīng)力,在早期混凝土強(qiáng)度較低時(shí),混凝土收縮值最大。因此,若構(gòu)件早期養(yǎng)護(hù)不良,極易產(chǎn)生收縮裂縫。
二、預(yù)防措施
?。ㄒ唬┎牧线x用
1、水泥:應(yīng)選用水化熱較低的水泥,嚴(yán)禁使用安全性不合格水泥。
2、粗骨料:宜用表面粗糙、質(zhì)地堅(jiān)硬的石料;級(jí)配良好,孔隙率小,無(wú)堿性反應(yīng);有害物質(zhì)及粘土含量不超過(guò)規(guī)定。
3、細(xì)骨料:宜用顆粒較粗、孔隙較小,含泥量較低的中砂。
4、外摻料:宜采用減水劑等外加劑,以改善混凝土工作性能,降低用水量,減少收縮。
?。ǘ┗炷恋闹苽?br/> 混凝土的制備就是根據(jù)混凝土的配合比,把水泥、砂、石、外加劑、礦物摻和料和水通過(guò)攪拌的手段使其成為均質(zhì)的混凝土。水泥進(jìn)場(chǎng)時(shí)應(yīng)對(duì)其品種、級(jí)別、包裝或散裝倉(cāng)號(hào)、出廠日期等進(jìn)行檢查,并應(yīng)對(duì)其強(qiáng)度、安定性進(jìn)行復(fù)驗(yàn)。
1、混凝土配合比?;炷翍?yīng)根據(jù)實(shí)際采用的原材料進(jìn)行配合比設(shè)計(jì),并按普通混凝土拌和物性能試驗(yàn)方法等標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行試驗(yàn)、試配,以滿(mǎn)足混凝土強(qiáng)度、耐久性和工作性能(坍落度等)的要求,不得采用經(jīng)驗(yàn)配合比。嚴(yán)格控制水灰和水泥用量,選擇級(jí)配良好的石子,減小、空隙率和砂率以減少收縮量,提高混凝土抗裂強(qiáng)度。
2、混凝土攪拌。為了拌制出均勻優(yōu)質(zhì)的混凝土,除合理地選擇攪拌機(jī)外,還必須正確地確定攪拌制度,即一次投料量、攪拌時(shí)間和投料順序等。一次投料量,不同類(lèi)型的攪拌機(jī)都有一定的進(jìn)料容量,攪拌機(jī)不宜超載過(guò)多,以免混凝土拌和物的均勻性。施工配料就是根據(jù)施工配合比以及施工現(xiàn)場(chǎng)攪拌機(jī)的型號(hào),確定現(xiàn)場(chǎng)攪拌時(shí)原材料的一次投料量。攪拌混凝土?xí)r,根據(jù)出的各組成材料的一次投料量,按重量投料。投料順序是影響混凝土質(zhì)量及攪拌機(jī)生產(chǎn)率的重要因素。按照原材料加入攪拌筒內(nèi)的投料順序的不同,常用的投料順序有:一次投料法,二次投料法,兩次加水法。
?。ㄈ┠0骞こ?br/> 1、模板構(gòu)造要合理,以防止模板各桿件間的變形不同而導(dǎo)致混凝土裂縫。
2、模板和支架要有足夠的剛度,防止施工荷載(特別是動(dòng)荷載)作用下,模板變形過(guò)大造成開(kāi)裂。
3、合理掌握拆模時(shí)間,拆模時(shí)間不能過(guò)早,應(yīng)保證早齡期混凝土不損壞或開(kāi)裂。但也不能太晚,盡可能不要錯(cuò)過(guò)混凝土水化熱峰值。
4、在保證合理工期的時(shí)候,采用3套模板。這是因?yàn)闃前辶芽p主要是在初期混凝土強(qiáng)度很低時(shí),受力后產(chǎn)生,而用3套模板后,保證了施工荷載不是由其單獨(dú)承受,而是4層樓板同時(shí)在承擔(dān),有效地減少了樓板的壓力。這是某房地產(chǎn)經(jīng)過(guò)多年摸索后,一項(xiàng)很好的措施,以該房地產(chǎn)某樓盤(pán)為例,6萬(wàn)平方米的住宅,在主體結(jié)構(gòu)完成一年后,僅發(fā)現(xiàn)有一個(gè)房間出現(xiàn)裂縫,總共只有3條。
(四)混凝土澆筑
在混凝土澆筑前,應(yīng)檢查模板的標(biāo)高、位置、尺寸、強(qiáng)度和剛度是否符合要求;檢查鋼筋和預(yù)埋件的位置、數(shù)量和保護(hù)層厚度,并將檢查結(jié)果填入隱蔽工程記錄表;清除模板內(nèi)的雜物和鋼筋的油污;對(duì)模板的縫隙和孔洞應(yīng)堵嚴(yán);對(duì)木模板清水濕潤(rùn),但不得有積水?;炷恋臐仓?,應(yīng)由低處往高處分層澆筑。每層的厚度應(yīng)根據(jù)搗實(shí)、結(jié)構(gòu)的配筋情況等因素確定?;炷翝仓r(shí)應(yīng)防止離析顯現(xiàn),振搗應(yīng)均勻、適度。
1、在澆筑豎向結(jié)構(gòu)混凝土前,應(yīng)先在底部填入與混凝土內(nèi)砂漿成分相同的水泥砂漿。
2、澆筑中不得發(fā)生離析現(xiàn)象,當(dāng)澆筑高度超過(guò)3m時(shí),應(yīng)采用串筒、溜管或振動(dòng)溜管使混凝土下落。
3、在混凝土澆筑過(guò)程中應(yīng)經(jīng)常觀察模板、支架、鋼筋、預(yù)埋件、預(yù)留孔洞的情況,當(dāng)發(fā)現(xiàn)有變形、移位時(shí),應(yīng)及時(shí)采取措施進(jìn)行處理。
4、加強(qiáng)混凝土的早期養(yǎng)護(hù)時(shí)間。養(yǎng)護(hù)的目的是為混凝土硬化創(chuàng)造必要的濕度、溫度等條件。常采用的養(yǎng)護(hù)方法有:標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)、熱養(yǎng)護(hù)、養(yǎng)護(hù),根據(jù)具體施工情況采用相應(yīng)的養(yǎng)護(hù)方法。
5、混凝土澆筑后,必須保證混凝土均勻密實(shí),充滿(mǎn)整個(gè)模板空間,新舊混凝土結(jié)合良好,拆模后,混凝土表面平整光潔。為保證混凝土的整體性,澆筑混凝土應(yīng)連續(xù)進(jìn)行。當(dāng)必須間歇時(shí),其間歇時(shí)間宜縮短,并應(yīng)在前層混凝土凝結(jié)前將次層混凝土澆筑完畢?;炷吝\(yùn)輸、澆筑及間歇的全部時(shí)間不應(yīng)超過(guò)混凝土的初凝時(shí)間。
(五)混凝土的搗實(shí)
混凝土的搗實(shí)就是使入模的混凝土完成成型與密實(shí)的過(guò)程,從而保證混凝土結(jié)構(gòu)構(gòu)件外形正確,表面平整,混凝土的強(qiáng)度和其他性能符合設(shè)計(jì)的要求。混凝土澆筑入模后應(yīng)立即進(jìn)行充分的振搗,使新入模的混凝土充滿(mǎn)模板的每一角落,排出氣泡,使混凝土拌和物獲得最大的密實(shí)度和均勻性?;炷恋恼駬v分為人工振搗和機(jī)械振搗。人工振搗是利用搗棍或插釬等用人力對(duì)混凝土進(jìn)行夯、插,使之成型。只有在采用塑性混凝土,而且缺少機(jī)械或工程量不大時(shí)才采用人工振搗。采用機(jī)械振實(shí)混凝土,早期強(qiáng)度高,可以加快模板的周轉(zhuǎn),提高生產(chǎn)率,并能獲得高質(zhì)量的混凝土,應(yīng)盡可能采用。
?。┗A(chǔ)的處理
1、加強(qiáng)地基的檢查與驗(yàn)收工作,基坑開(kāi)挖后及時(shí)通知勘察及設(shè)計(jì)單位到場(chǎng)驗(yàn)收。對(duì)較復(fù)雜的地基,設(shè)計(jì)方在基坑開(kāi)挖后應(yīng)要求勘察補(bǔ)鉆探,當(dāng)探出有不利地質(zhì)情況時(shí),必須先對(duì)其加固處理,并經(jīng)驗(yàn)收后,方可進(jìn)行下一步施工。
2、開(kāi)挖基槽時(shí),要注意不擾動(dòng)其原狀結(jié)構(gòu)。合理安排施工順序。相鄰建(構(gòu))筑物間距較近時(shí),一般應(yīng)先施工較深基礎(chǔ),以防止基坑開(kāi)挖破壞已建基礎(chǔ)的地基。
3、當(dāng)房屋建于土質(zhì)差別較大的地基上,或房屋相鄰部分的高度、荷重、結(jié)構(gòu)剛度等有顯著差別時(shí),應(yīng)在差異部位設(shè)置沉降縫,將其劃分成剛度較好、長(zhǎng)度變化較小的幾個(gè)單元,可以減少因基礎(chǔ)不均勻沉降引起的應(yīng)力,避免產(chǎn)生裂縫。
4、盡量避免用軟弱土層做持力層,若無(wú)法避免,可調(diào)整上部結(jié)構(gòu)剛度,或采用筏式基礎(chǔ),以減少建筑的沉降。如某住宅小區(qū),六層框混,底層沿街營(yíng)業(yè)房,于1999年3月開(kāi)工,2000年6月竣工,由于主樓為樁基,但營(yíng)業(yè)房不打樁,雖設(shè)置了伸縮縫,但由于營(yíng)業(yè)房為主樓基本完工后才開(kāi)始施工,無(wú)形中更加大了竣工后的沉降差,故在竣工約半年后,由于營(yíng)業(yè)房中間部位沉降較大,在營(yíng)業(yè)房與主樓交接處出現(xiàn)“八”字形裂縫。
三、結(jié)論
裂縫是混凝土結(jié)構(gòu)中普遍存在的一種現(xiàn)象,它的出現(xiàn)不僅會(huì)降低建筑物的抗?jié)B能力,影響建筑物的使用功能,而且會(huì)引起鋼筋的銹蝕,混凝土的碳化,降低材料的耐久性,影響建筑物的承載能力,因此要對(duì)混凝土裂縫進(jìn)行認(rèn)真、區(qū)別對(duì)待,采用合理的方法進(jìn)行處理,并在施工中采取各種有效的預(yù)防措施來(lái)預(yù)防裂縫的出現(xiàn)和,保證建筑物和構(gòu)件安全、穩(wěn)定地工作。
參考文獻(xiàn):
1、陳曉東.淺談商品混凝土結(jié)構(gòu)裂縫的控制[J].泰州職業(yè)技術(shù)學(xué)