有效分析建筑施工裂縫的成因及其預(yù)防

程偉權(quán)

[摘要]施工項(xiàng)目質(zhì)量問(wèn)題的分析，是正確擬定質(zhì)量事故處理方案的前提，是明確質(zhì)量事故責(zé)任的依據(jù)。為此，要求對(duì)質(zhì)量問(wèn)題的分析力求全面、準(zhǔn)確、客觀(guān)；對(duì)事故的性質(zhì)、危害、原因、責(zé)任都不能遺漏。要有科學(xué)的論證和判斷；言之有理：論之有據(jù)，方能達(dá)到統(tǒng)一認(rèn)識(shí)的目的。

[關(guān)鍵詞]裂縫 成因 分析

中圖分類(lèi)號(hào)：TU7 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1671-7597（2009）0110055-01

一、墻體裂縫分析

（一）地基不均勻沉降引起墻體裂縫分析

房屋的全部荷載最終通過(guò)基礎(chǔ)傳給地基，而地基在荷載作用下，其應(yīng)力是隨深度而擴(kuò)散，深度大，擴(kuò)散愈大，應(yīng)力愈?。辉谕簧钐?，也總是中間最大，向兩端逐漸減小。也正是由于土壤這種應(yīng)力的擴(kuò)散作用，即使地基地層非常均勻，房屋地基應(yīng)力分布仍然是不均勻的，從而使房屋地基產(chǎn)生不均勻沉降，即房屋中部沉降多，兩端沉降少，形成微向下凹的盆狀曲面的沉降分布。在地質(zhì)較好、較均勻，且房屋的長(zhǎng)高比不大的情況下，房屋地基不均勻沉降的差值是比較小的，一般對(duì)房屋的安全使用不會(huì)產(chǎn)生多大的影響。但當(dāng)房屋修建在淤泥土質(zhì)或軟塑狀態(tài)的黏性土上時(shí)，由于土的強(qiáng)度低、壓縮性大，房屋的絕對(duì)沉降量和相對(duì)不均勻沉降量都可能比較大。如果房屋設(shè)計(jì)的長(zhǎng)高比較大，整體剛度差，而對(duì)地基又未進(jìn)行加固處理，那么墻體就可能出現(xiàn)嚴(yán)重的裂縫。裂縫對(duì)稱(chēng)的發(fā)生在縱墻的兩端，向沉降較大的方向傾斜，沿著門(mén)窗洞口約成45°呈正八字形，且房屋的上部裂縫小，下部裂縫大。這種裂縫，必然是地基附加應(yīng)力作用使地基產(chǎn)生不均勻沉降而形成的。

當(dāng)房屋地基土層分布不均勻，土質(zhì)差別較大時(shí)，則往往在不同土層的交接處或同一土層厚薄不一處出現(xiàn)較明顯的不均勻沉降，造成墻體開(kāi)裂，其裂縫上大下小，向土質(zhì)較軟或土層較厚的方向傾斜。

在房屋高差較大或荷載差異較大的情況下，當(dāng)未留設(shè)沉降縫時(shí)，也容易在高低和較重的交接部位產(chǎn)生較大的不均勻沉降裂縫。此時(shí)，裂縫位于層數(shù)低的荷載輕的部分，并向上朝著層數(shù)高的荷載重的部分傾斜。

當(dāng)房屋兩端土質(zhì)壓縮性大，中部小時(shí)，沉降分布曲線(xiàn)將成凸形，此時(shí)，往往除了在縱墻兩端出現(xiàn)向外傾斜裂縫外，也常在縱墻頂部出現(xiàn)豎向裂縫。

在多層房屋中，當(dāng)?shù)讓哟芭_(tái)過(guò)寬時(shí)，也往往容易因荷載由窗間墻集中傳遞，使地基不均勻沉降，致使窗臺(tái)在地基反力作用下產(chǎn)生反向彎曲，引起窗臺(tái)中部的豎向裂縫。

此外，新建房屋的基礎(chǔ)若位于原有房屋基礎(chǔ)下，則要求新、舊基礎(chǔ)底面的高差H與凈距L的比值應(yīng)小于0.5～1。否則，由于新建房屋的荷載作用使地基沉降而引起原有房屋、墻體裂縫。

從以上分析可知，裂縫的分布與墻體的長(zhǎng)高比有密切關(guān)系，長(zhǎng)高比大的房屋因剛度差，抵抗變形能力差，故容易出現(xiàn)裂縫。

二、懸挑結(jié)構(gòu)坍塌分析

（一）穩(wěn)定力矩小于傾覆力矩

懸挑結(jié)構(gòu)是靠壓重或外加拉力來(lái)保持穩(wěn)定，要求抗傾覆的安全因素不小于1.5，若穩(wěn)定力矩小于傾覆力矩時(shí)，必然失穩(wěn)，傾覆坍塌。如雨蓬、挑梁，當(dāng)梁上壓重（砌磚的高度）不能滿(mǎn)足穩(wěn)定要求時(shí)，就拆除支撐、模板，即會(huì)產(chǎn)生坍塌事故。

（二）模板支撐方案不當(dāng)

懸挑結(jié)構(gòu)根部受力最大，當(dāng)混凝土澆筑后，尚未達(dá)到足夠強(qiáng)度時(shí)，模板支撐產(chǎn)生沉降，根部混凝土隨即開(kāi)裂，拆模后將從根部產(chǎn)生斷裂坍塌；若懸挑結(jié)構(gòu)為變截面時(shí)，施工時(shí)將模板做成等截面外形，而造成根部斷面減小，拆模后也會(huì)造成斷塌事故。

（三）鋼筋錯(cuò)位、變形

懸挑結(jié)構(gòu)根部負(fù)彎矩最大，主筋應(yīng)配在梁板的上部。若施工時(shí)將鋼筋放在下部，或被踩踏向下變形過(guò)大，或錨固長(zhǎng)度不夠等原因，拆模后，均會(huì)導(dǎo)致根部斷塌。

（四）施工超載

懸挑結(jié)構(gòu)的固端彎矩與作用荷載成正比，如施工荷載超過(guò)設(shè)計(jì)荷載，當(dāng)模板下沉?xí)r就在根部出現(xiàn)裂縫；尤其是當(dāng)由根部向外澆筑混凝土?xí)r，隨著荷載增加；模板變形，也極容易在根部產(chǎn)生裂縫，導(dǎo)致拆模后斷裂。

（五）拆模過(guò)早

不少懸挑結(jié)構(gòu)斷塌事故都是由于拆模過(guò)早，混凝土未達(dá)到足夠強(qiáng)度所造成。所以，規(guī)范規(guī)定，跨度小于2m的懸臂梁及板，混凝土拆模強(qiáng)度應(yīng)大于等于70%；跨度大于2m的懸臂梁及板，混凝土的拆模強(qiáng)度為100%。

三、鋼筋混凝土柱吊裝斷裂事故分析

（一）吊點(diǎn)選擇不符合吊裝彎矩MDm，最小的原則

柱子吊裝彎矩的大小與吊點(diǎn)位置密切有大而遭受破壞，其吊點(diǎn)選擇的原則：必須力求吊裝彎距最小。為此，對(duì)等截面柱，當(dāng)一點(diǎn)起吊時(shí)，應(yīng)使|Mmx|=|一MD|，即跨中最大正彎距與吊點(diǎn)處負(fù)彎距的絕對(duì)值相等。據(jù)此求得吊點(diǎn)位置距柱頂為0.293L（L為柱長(zhǎng)）處。當(dāng)L為12米時(shí)，吊點(diǎn)距柱頂應(yīng)為0.293X12=3.5m。原吊點(diǎn)離柱頂為2m，故不符合吊裝彎矩最小的原則，吊裝時(shí)必然使跨中最大彎矩的絕對(duì)值大于吊點(diǎn)處負(fù)彎矩的絕對(duì)值，所以裂縫發(fā)生在跨中最大正彎矩的截面處。

（二）柱子吊裝中抗彎強(qiáng)度不夠

現(xiàn)就按吊裝彎矩最小進(jìn)行驗(yàn)算，柱子平臥預(yù)制一點(diǎn)起吊，其抗彎強(qiáng)度也不能滿(mǎn)足要求。驗(yàn)算結(jié)果如下：

1．計(jì)算荷載g取鋼筋混凝土重力密度為25000N/m，則自重為0.4×0.6×25000=6000N/m；動(dòng)載系數(shù)為1.3～1.5，取1.5，則計(jì)算荷載q=1.5×6000=9000N/m。

2．計(jì)算簡(jiǎn)圖

按吊裝距最小的原則，吊點(diǎn)離柱頂為3.5m，吊裝時(shí)柱腳不離地，柱子剛吊離地面近似于一根懸臂的簡(jiǎn)支梁。

3．柱子吊裝中抗裂度不夠

按施工驗(yàn)收規(guī)范規(guī)定，鋼筋混凝土構(gòu)件在吊裝中受拉區(qū)裂縫寬度不大于0.2～0.3mm，而裂縫寬度與鋼筋的受拉應(yīng)力有關(guān)，鋼筋受拉應(yīng)力愈大，則裂縫寬度愈大。所以，在柱子吊裝中常用鋼筋的拉應(yīng)力來(lái)控制裂縫的寬度。只要鋼筋拉應(yīng)力滿(mǎn)足下式要求，說(shuō)明裂縫寬度在允許范圍內(nèi)，能滿(mǎn)足抗裂度要求。說(shuō)明抗裂度不能滿(mǎn)足要求。

4．經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)從上述事故中，應(yīng)吸取的經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)如下

（1）由于柱子吊裝受力與使用受力不一，故必須進(jìn)行吊裝驗(yàn)算。

（2）當(dāng)?shù)跹b受力與使用受力不一時(shí)，吊點(diǎn)選擇應(yīng)符合吊裝彎矩最小的原則，以免吊裝彎矩過(guò)大而過(guò)受破壞。如在本例中，按吊裝彎矩最小的原則，確定吊點(diǎn)距柱頂為3.5m時(shí)，其跨中的正彎矩與吊點(diǎn)處的負(fù)彎矩的絕對(duì)值相等，均為55.125×lO.N.mm，而按原吊點(diǎn)距柱頂為2m時(shí)，其跨中最大彎矩為103.68×1O.N.mm，最大彎矩截面距柱腳為4.8m處。由此可見(jiàn)，原吊點(diǎn)跨中正彎矩要比按吊裝彎矩最小的原則確定吊點(diǎn)跨中正彎矩大1.88倍。該柱在離柱腳4.8m處出現(xiàn)較大裂縫，產(chǎn)生斷裂現(xiàn)象，也證明了該截面處的吊裝彎矩最大。

（3）當(dāng)?shù)跹b受力與使用受力一致時(shí)，吊點(diǎn)的選擇應(yīng)盡可能符合使用受力的要求，如簡(jiǎn)支梁的兩吊點(diǎn)應(yīng)靠近梁的兩端；懸臂梁的兩吊點(diǎn)應(yīng)在梁的兩支座處。

（4）若經(jīng)吊裝驗(yàn)算，抗彎強(qiáng)度和抗裂度不能滿(mǎn)足時(shí)，首先考慮翻身起吊。如本例采用翻超身吊時(shí)，則抗彎強(qiáng)度和抗裂度均可滿(mǎn)足，若翻身起吊仍不能滿(mǎn)足時(shí)，則可增加吊點(diǎn)，改一點(diǎn)起吊為二點(diǎn)起吊，以減小吊裝彎矩，或采取臨時(shí)加圊措施。