如何正確分析結(jié)構(gòu)中的裂縫

張宗升

【摘要】文中對(duì)建筑結(jié)構(gòu)中裂縫產(chǎn)生的原因從材料及結(jié)構(gòu)構(gòu)成進(jìn)行了簡(jiǎn)要的分析，結(jié)合現(xiàn)行規(guī)范提出了在設(shè)計(jì)上應(yīng)該采取的措施，以避免類似裂縫的發(fā)生，并分析了施工不當(dāng)可能產(chǎn)生的裂縫，提出了施工應(yīng)該采取的措施；提出了在處理裂縫時(shí)應(yīng)掌握的原則及方法，對(duì)類似工程問題有一 定的參考價(jià)值。

【關(guān)鍵詞】裂縫形態(tài)；原因；防止措施

【Abstract】text in carried on the analysis of the synopsis from the material and the structure composing to the crack output reason in the building structure， combined current norm to put forward should adopt on the design of the measure is similar to by avoiding crack of occurrence， and analyze to start construction not appropriate may produce of crack， putting forward a construction should adopt of measure；Principle and method put forward should controlling while handling crack， have to the similar engineering problem a settle of reference value.

【Key words】Crack appearance；Reason；Preventing measures

長(zhǎng)期以來，建筑結(jié)構(gòu)中的裂縫問題令許多工程技術(shù)人員感到非常棘手，且近年來日趨嚴(yán)重。對(duì)于裂縫，有的工程技術(shù)人員采取聽之任之的漠視態(tài)度，甚至認(rèn)為結(jié)構(gòu)出現(xiàn)裂縫是正常的，不出現(xiàn)裂縫反而不正常的錯(cuò)誤看法。而有的工程技術(shù)人員則談裂色變，筆者認(rèn)為，對(duì)于結(jié)構(gòu)中產(chǎn)生的裂縫，不管是磚混結(jié)構(gòu)還是混凝土結(jié)構(gòu)，不管是樓板，還是梁或者墻體，首先應(yīng)正確分析裂縫產(chǎn)生的原因，判斷其對(duì)結(jié)構(gòu)的危害程度，然后采取正確的方法進(jìn)行處理。

1. 砌體結(jié)構(gòu)中常見裂縫及其處理

1.1砌體結(jié)構(gòu)墻體中的裂縫通常有兩種，一種是由于地基下沉引起的斜裂縫，該裂縫的特征表現(xiàn)為斜裂縫的高處指向下沉方，而且呈現(xiàn)由下及上逐漸減弱的趨勢(shì)，對(duì)于這種裂縫，首先應(yīng)判明地基下沉的原因，然后待地基下沉穩(wěn)定后對(duì)裂縫進(jìn)行加固處理。

1.2在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)上可以采用以下措施予以加強(qiáng)：（1）增大基礎(chǔ)圈梁的剛度；（2）在底層的窗臺(tái)下墻體灰縫內(nèi)設(shè)置三道焊接鋼筋網(wǎng)片或26鋼筋，并伸入兩邊窗間墻內(nèi)不小于600mm；（3）采用鋼筋混凝土窗臺(tái)板，窗臺(tái)板嵌入窗間墻內(nèi)不小于600mm。另一種裂縫是砌體結(jié)構(gòu)頂層墻體的裂縫，這種裂縫有的呈八字型，多發(fā)生在房屋兩端兩個(gè)開間范圍，而且是在房屋頂層，少數(shù)向下裂至二層或三層；有的呈斜向裂縫，多發(fā)生在頂層內(nèi)縱墻和頂層橫墻上，有少數(shù)房屋在頂層圈梁下皮標(biāo)高處沿內(nèi)外縱墻產(chǎn)生水平裂縫，這些裂縫主要是由溫度應(yīng)力產(chǎn)生的。一部分與施工質(zhì)量有關(guān)，干磚上墻，留直槎，砂漿不飽滿。

1.3為了避免這種裂縫的產(chǎn)生，在設(shè)計(jì)上應(yīng)采取以下一些適當(dāng)?shù)拇胧海?）對(duì)于建筑物長(zhǎng)度接近或略超過規(guī)范規(guī)定的伸縮縫間距的建筑，應(yīng)適當(dāng)增加保溫層厚度，設(shè)置隔熱層；（2）在鋼筋混凝土屋面板與墻體圈梁的接觸面處設(shè)置水平滑動(dòng)層，滑動(dòng)層可采用兩層油氈夾滑石粉或橡膠片等；對(duì)于長(zhǎng)縱墻，可只在其兩端的2～3個(gè)開間內(nèi)設(shè)置，對(duì)于橫墻可只在其兩端各L/4范圍內(nèi)設(shè)置（L為橫墻長(zhǎng)度）；（3）頂層屋面板下設(shè)置現(xiàn)澆鋼筋混凝土圈梁，并沿內(nèi)外墻拉通，房屋兩端圈梁下的墻體內(nèi)宜適當(dāng)設(shè)置水平鋼筋；（4）房屋頂層端部宜適當(dāng)加密設(shè)置構(gòu)造柱；（5）頂層墻體有門窗等洞口時(shí)，在過梁上的水平灰縫內(nèi)設(shè)置2～3道焊接鋼筋網(wǎng)片或26鋼筋，并應(yīng)伸入過梁兩端墻內(nèi)不小于600mm；（6）屋面保溫（隔熱）層或屋面剛性面層及砂漿找平層應(yīng)設(shè)置分隔縫，分隔縫間距不宜大于6m，并與女兒墻隔開，其縫隙不小于30mm。

2. 混凝土結(jié)構(gòu)中的裂縫

近些年來，隨著商品混凝土的大量使用，鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)中的裂縫越來越多，除去一些明顯的結(jié)構(gòu)受力裂縫外，大部分是由于混凝土的收縮引起的。混凝土的收縮變形是這種工程材料的固有特性，主要表現(xiàn)形式為：澆筑初期（終凝前）的凝縮變形；硬化過程中有干縮變形；在恒溫絕濕條件下，有凝膠材料的水化作用引起的自生收縮變形；溫度下降引起的冷縮變形； 因碳化引起的碳化收縮變形。 影響混凝土收縮的因素主要有水泥品種，用量和骨料品種及含量，混凝土配合比、外加劑種類及摻量、介質(zhì)溫度和相對(duì)溫度，養(yǎng)護(hù)條件等。混凝土的相對(duì)收縮量主要取決于水泥品種，用量和水灰比；絕對(duì)收縮量除與這些因素有關(guān)外還與構(gòu)件施工時(shí)最大連 續(xù)邊長(zhǎng)成正比。

2.1樓板，梁內(nèi)的貫通裂縫。

這種裂縫多半是由于混凝土的收縮引起的，因?yàn)槿绻鞘軓潖?qiáng)度不足，產(chǎn)生的裂縫應(yīng)該是拉應(yīng)力最大的部位縫最寬。避免這種裂縫的主要措施是對(duì)混凝土的配合比進(jìn)行嚴(yán)格控制，減小水灰比，采用良好的骨料級(jí)配，并且級(jí)配要連續(xù)，選用水化熱小的水泥品種，尤其重要的一點(diǎn)是加強(qiáng)施工期間的養(yǎng)護(hù)，因?yàn)檫@些年來參與混凝土施工操作的多為未經(jīng)正規(guī)培訓(xùn)的民工，對(duì)施工進(jìn)度的要求又過快，除了少數(shù)重要的大型工程外，工程的施工質(zhì)量更難得到切實(shí)保證，良好的養(yǎng)護(hù)是提高混凝土結(jié)構(gòu)耐久性最為經(jīng)濟(jì)和有效的途徑，也是控制混凝土施工早期裂縫的重要保證。養(yǎng)護(hù)不良會(huì)嚴(yán)重消弱表層混凝土的安全性和阻止外部有害物質(zhì)侵入的能力，可能使混凝土的抗?jié)B性能降低，給混凝土結(jié)構(gòu)帶來致命傷害。筆者參與處理了一個(gè)工程裂縫問題，一高層住宅樓，在樓板內(nèi)及梁上多處發(fā)現(xiàn)貫通的梁、板裂縫，究其原因主要是由于養(yǎng)護(hù)不到位及拆模時(shí)間早造成的，從完成樓板上的多處凸凹不平的腳印就可以證明這一點(diǎn)。在設(shè)計(jì)上應(yīng)盡量縮小伸縮縫的間距，不致使其過長(zhǎng)。尤其對(duì)于商品住宅這類個(gè)人居住建筑的伸縮縫間距，建議不宜超過規(guī)范的有關(guān)規(guī)定。

2.2樓板支座處的上皮裂縫。

這種裂縫大部分是由于支

座處負(fù)筋位置出現(xiàn)偏差引起的，保護(hù)層變大，致使樓板在支 座處的有效厚度減小，這類裂縫必須經(jīng)進(jìn)行加固處理，尤其是對(duì)懸臂板。

2.3穿線管位置的裂縫。

當(dāng)前在混凝土板中預(yù)埋的電線導(dǎo)管大多采用PVC管。由于PVC管直徑較大，彈性較大，表面光滑，與混凝土結(jié)合較差，使 梁板內(nèi)存在薄弱環(huán)節(jié)。當(dāng)混凝土板較薄或梁寬較窄時(shí)，很容易因混凝土收縮而產(chǎn)生裂縫。筆者最近在一工地上看到一根梁寬的范圍內(nèi)全是電線導(dǎo)管，而這往往是結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)人員容易忽略的，因此對(duì)于埋管較多的樓板應(yīng)適當(dāng)加厚，對(duì)梁應(yīng)在埋管較集中處進(jìn)行加固處理，多增加梁側(cè)腰筋。

3. 保護(hù)層設(shè)計(jì)厚度與混凝土裂縫控制

3.1為了控制混凝土結(jié)構(gòu)的裂縫，《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》（GB50010）中提出了“當(dāng)梁柱中縱向受力鋼筋的混凝土保護(hù)層厚度大于40mm時(shí)，應(yīng)對(duì)保護(hù)層采取有效的防裂構(gòu)造措施?！彼^有效的防裂構(gòu)造措施，無非是在保護(hù)層中再加入一層 鋼筋網(wǎng)。但這有可能因網(wǎng)筋距離混凝土表面過近，必然會(huì)提前銹蝕并使表層混凝土脹裂剝落，給內(nèi)部鋼筋帶來更大危害，這樣的要求反而有可能使構(gòu)件更早夭折短壽。

3.2保護(hù)層厚度增大后，由于荷載作用引起的構(gòu)件橫向表面彎曲裂縫的最大寬度會(huì)增加，但對(duì)構(gòu)件的耐久性來說仍然有利。構(gòu)件表面裂縫寬度的增加，并不表示裂縫截面上位于鋼筋表面的混凝土裂寬也會(huì)隨著保護(hù)層厚度的增大而增加。鋼筋銹蝕作為一種電化學(xué)反應(yīng)，隨著保護(hù)層厚度的增加，滲入到內(nèi)部參與銹蝕反應(yīng)的氧和水分等物質(zhì)肯定會(huì)減少，必然會(huì)降低銹蝕的速度，控制裂縫的最終目的是為了提高耐久性，為了減少構(gòu)件表面的橫向裂縫寬度而限定保護(hù)層厚度，不見得有利。因?yàn)榱芽p對(duì)鋼筋銹蝕的影響，最重要的是要避免順筋開裂而不是橫向裂縫。順筋開裂使的大氣中的氧氣和水分能夠長(zhǎng)驅(qū)直入到鋼筋整個(gè)表面，造成鋼筋大范圍的迅速銹蝕，而橫向開裂并不會(huì)造成保護(hù)層的整體失效，只是在開裂截面處的鋼筋陽極部位提前出現(xiàn)局部銹蝕。對(duì)碳化引起的鋼筋銹蝕，表面橫向裂縫的寬度大小并不會(huì)明顯影響到構(gòu)件的使用壽命。

4. 結(jié)語

在建筑物的裂縫處理上，應(yīng)首先弄清楚裂縫產(chǎn)生的原因，這樣才能確定裂縫對(duì)建筑物的影響程度，否則，既使處理完后，也不能達(dá)到實(shí)際的效果。在設(shè)計(jì)上應(yīng)該嚴(yán)格遵守規(guī)范的規(guī)定，弄清楚規(guī)范條文的真正含義，做到有的放失，在施工中，應(yīng)嚴(yán)格按施工規(guī)程及設(shè)計(jì)要求施工，尤其是與保護(hù)層厚度有關(guān)的鋼筋定位以及與表層混凝土質(zhì)量有關(guān)的施工養(yǎng)護(hù)。

參考文獻(xiàn)

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[3]陳肇元，鋼筋混凝土保護(hù)層設(shè)計(jì)急待改善建筑結(jié)構(gòu)2007.6.