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鋼筋混凝土框架結構常見裂縫淺析

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  0 引言

  房屋建設是經濟發展和人民生活水平的重要標志,其質量直接關系到人民生命財產安全、人身健康和公眾利益等諸多方面。近些年,人們對房屋建造過程中和使用期間發生的裂縫質量問題越來越關注,由裂縫引發的糾紛和業主投訴,也越來越強烈。裂縫不僅影響建筑物的美觀和使用功能要求,還可能破壞結構的整體性,影響結構安全,甚至會降低結構的耐久性。因此,分析裂縫產生的原因,并制定相應的防治措施,就成了大批工程技術人員和建設單位需要迫切解決的問題。下面就鋼筋混凝土框架結構中一些常見裂縫進行簡要的探討。

  1 填充墻裂縫

  目前,國內鋼筋混凝土框架結構一般以非承重多孔磚、加氣混凝土砌塊、焦渣混凝土砌塊或其他其他輕質隔板作為房間分隔墻或建筑外圍護墻。工程中雖然對填充墻采取了一些措施,但很多墻體仍然產生裂縫。

  1.1 填充墻常見裂縫

  1. 門窗洞口、墻體開洞處過梁下方多出現水平裂縫和斜向裂縫(圖1)。

  2. 用來埋設電氣設備和消防栓等設備而在填充墻上開鑿的洞口處常出現沿洞口上角向上延伸的斜裂縫(圖2)。

  3. 填充墻與梁交界處常常出現水平裂縫(圖3);與柱交界處多出現豎向裂縫,裂縫一般都貫穿墻體。

  4. 填充墻中部多出現水平裂縫(圖4)和豎向裂縫。

  圖2 填充墻開鑿洞口斜裂縫

  圖1 填充墻門窗洞口斜裂縫

  圖3 框架梁下部水平裂縫

  圖4 填充墻中部水平裂縫

  1.2 裂縫原因分析及預防措施

  1. 填充墻門窗洞口處的裂縫

  裂縫原因:鋼筋混凝土過梁、砌塊和抹面砂漿的變形不一致;過梁變形過大;設置鋼筋過梁時填塞砂漿不飽滿;洞口處砌塊和粘土磚混砌現象嚴重。

  預防措施:過梁和砌塊之間的空隙中,砂漿要飽滿密實;窗臺板底部砂漿飽滿,增加鋼筋帶;在門窗洞口處澆注混凝土邊框。

  2. 填充墻穿鑿洞口處的裂縫

  裂縫原因:穿越管線時,在墻體上開鑿洞口,造成洞口處應力集中;埋設管線時,在砌塊或抹灰層上開鑿凹槽。

  預防措施:調整傳統的施工順序,在墻體穿越管線處預留洞口,避免墻體開鑿洞口;埋設管線時將管線直接固定在墻面上,盡量避免在砌塊上開鑿凹槽;先埋設管線再進行抹面施工,以避免開鑿抹灰層;穿鑿洞口處用保水性較好的砂漿填塞密實。

  3. 填充墻與梁柱交界處裂縫

  (1)與梁交界處的水平裂縫

  裂縫原因:填充墻砌筑時沒設定皮數桿,排磚不合理;填充墻砌筑接近梁底時,未經停歇即砌斜磚頂至梁底,以后隨著砌體因灰縫受壓而變形,造成墻體下沉,斜砌磚與梁形成間隙,抹灰時在此間隙處形成裂縫。

  預防措施:提高填充墻頂部鑲磚的砌筑質量,實心磚一定要擠壓緊密,避免其產生錯動;填充墻頂部鑲磚待砂漿凝結硬化以后,再用保水性較好的砂漿填塞空隙,填塞空隙時灰縫要飽滿且控制灰縫厚度約為30㎜為宜;沿填充墻頂部與梁交界處加掛鋼絲網。

  (2)與柱交界處的豎向裂縫

  裂縫原因:未按規定設置拉結鋼筋或植筋質量較差;填充墻和柱預留間隙過大;填充墻和柱之間灰縫不飽滿以及填充墻變形較大。

  預防措施:拉結鋼筋合理設置,鋼筋伸入填充墻的長度符合要求;提高植筋質量,避免漏植鋼筋;減小填充墻和柱子的間隙,使用和易性較好的砂漿,保證填充墻和框架柱的間隙中砂漿飽滿;在填充墻和框架柱交界處加掛鋼絲網。

  4. 填充墻中部裂縫

  (1)水平裂縫

  裂縫原因:填充墻一次砌筑高度較大;填充墻垂直度較差;水平灰縫飽滿度較低或厚度較小;砌筑填充墻時墻體被錯動或撞擊。

  預防措施:控制填充墻每天的砌筑高度,以及填充墻的垂直度;使用和易性和保水性好的砂漿砌筑填充墻,提高砌筑質量,控制水平灰縫的厚度、飽滿度和平整度符合要求;填充墻砌筑完成以后應避免移動砌塊或撞擊墻體。

  (2)豎向裂縫

  裂縫原因:砌塊干縮較大;使用齡期不同或含水率差異較大的砌塊混砌,以及砌塊和粘土磚混砌;砌塊含水率較高;構造柱間距過大;填充墻砌筑質量較差,砂漿和易性和保水性較差,水平灰縫厚度不均勻,豎向灰縫厚度太小或飽滿度較低。

  預防措施:砌筑填充墻時應使用符合齡期規定的砌塊;使用含水率較低的砌塊,控制砌塊的含水率符合相關規范的要求,對輕集料混凝土砌塊而言應根據環境的溫度和相對濕度控制其含水率小于6%~8%,對于加氣混凝土砌塊而言則應該控制其含水率盡量處于較低狀態;使用和易性、保水性好的砂漿砌筑填充墻,提高砌筑質量,控制灰縫的厚度、飽滿度和平整度符合要求。

  2 現澆混凝土板裂縫

  2.1. 現澆混凝土板常見裂縫

  1. 板角45°斜裂縫:這種裂縫主要分布在房屋四角及內外墻交接角部,裂縫形態一般呈中段寬,兩端窄,與外墻約成45°夾角(圖5)。

  2. 沿板支座縱向裂縫:在混凝土板支座上表面出現沿支座長度方向的縱向裂縫(圖6)。

  3. 穿線管位置裂縫:這種裂縫位于板內埋設線管的地方,裂縫分布沿線管走向。裂縫常常上下貫通,縫寬較大(圖7)。

  4. 不規則裂縫:板面分布的不規則裂縫,裂縫寬度較小,深度也較淺。

  圖5 板角45。斜裂縫

  圖6 沿板支座縱向裂縫

  圖7 穿線管位置裂縫

  2.2 裂縫原因分析及預防措施

  1. 板角45°斜裂縫

  裂縫原因:房屋的四周陰陽角由于受到縱、橫二個方向剛度相對較大的樓面梁約束,限制了樓面板混凝土的自由變形,因此在溫差和混凝土收縮變化時,在板面配筋薄弱處(即在分離式配筋的負彎矩筋和放射筋的末端結束處)首先開裂,產生45°左右的斜角裂縫。

  預防措施:加強現澆板澆搗后的養護,尤其在高溫下施工,更應經常澆水養護;嚴格控制砂的粒徑及含泥量;在板角增加輻射筋;平面布置上盡量減少凹凸現象和設置必要的伸縮縫;嚴格控制板面負筋的保護層厚度。

  2. 沿板支座縱向裂縫

  裂縫原因:澆筑混凝土時,板負鋼筋被踩踏而沒有修復糾正,使其不能有效抵抗支座負彎矩的作用;因周轉材料不足,拆模過早沒有按規定恢復局部支模;因趕進度,在混凝土早期強度還較低時,過早上料堆磚,進行下一道工序,使其產生過大變形。

  預防措施:加強混凝土的澆搗工作,嚴禁在施工過程中亂踩亂踏鋼筋,確保板支座負鋼筋位置的準確性;嚴格控制現澆板的拆模時間,在拆模之前應檢驗混凝土的抗壓強度,達到規定標準后方可拆模。

  3. 穿線管位置裂縫

  裂縫原因:當前在現澆樓板中大多采用PVC管作為預埋穿線管,這種材料表面光滑,彈性較大(與混凝土線膨脹系數不一致),直徑較大,與混凝土結合差,在樓板中形成薄弱部位;混凝土澆搗時,容易引起PVC管上移或下沉,使得板頂或板底保護層變薄,從而使樓板出現沿穿線管走向的裂縫。

  預防措施:PVC管的位置設置在混凝土板底層鋼筋網之上,上部負鋼筋之下,盡量平行于板支座的短邊方向,禁止隨意亂放;施工時應沿PVC管位置上下埋設400㎜寬鋼筋網片,同時進行混凝土補強處理,提高埋設管附近混凝土的抗拉強度。

  4. 板面不規則裂縫

  裂縫原因:混凝土水灰比大;澆筑完畢后養護不及時或養護時間短,水分蒸發過快;混凝上終凝前未做抹光及滾壓處理。

  預防措施:控制好混凝土的水灰比,摻加適量減水劑降低單位用水量,以提高混凝土的密實性;遇夏季炎熱,烈日暴曬,大風、暴雨襲擊,應調整混凝土澆筑時間,減少氣溫對混凝土的收縮和溫度作用影響;混凝土澆筑和二次抹壓后,應立即覆蓋塑料薄膜封閉表面,使混凝土在潮濕狀態下硬化。

  3 鋼筋混凝土梁裂縫

  3.1 鋼筋混凝土梁常見裂縫

  1. 鋼筋混凝土梁水平順筋裂縫:裂縫與鋼筋方向一致,較多出現在已交工使用一段時間后的鋼筋混凝土梁上,隨著時間的推移,有逐漸發展的趨勢(圖8)。

  2. 鋼筋混凝土梁集中荷載處的裂縫:在次梁與主梁交接處,次梁下面兩側出現斜向裂縫(圖9)。

  3. 鋼筋混凝土梁垂直裂縫和斜裂縫:垂直裂縫多出現在梁跨中部位,斜裂縫多出現在梁兩端(圖10)。

  圖8 梁水平順筋裂縫

  圖9 梁集中荷載處的裂縫

  圖10 梁垂直裂縫和斜裂縫

  3.2 鋼筋混凝土梁裂縫原因分析及預防措施

  1. 鋼筋混凝土梁水平順筋裂縫

  裂縫原因:鋼筋銹蝕、氧化鐵膨脹,混凝土保護層過薄;使用了含氯外加劑,使用環境中富含腐蝕性氣體或液體侵入混凝土;鋼筋混凝土梁水平順筋裂縫會導致鋼筋和混凝土之間的粘結率降低,甚至危及結構安全和耐久性。

  預防措施:加大保護層厚度;鋼筋骨架固定好后,主筋下部加墊塊,確保混凝土保護層厚度; 使用不含氯化物的外加劑;對鋼筋混凝土梁做好防腐處理并做好維護。

  2. 鋼筋混凝土梁集中荷載處的裂縫

  裂縫原因:設計或施工混凝土強度過低;設計附加箍筋或吊筋配筋不足;施工時鋼筋上移。

  預防措施:按規定設計橫向鋼筋;保證混凝土施工質量和鋼筋定位準確。

  3. 鋼筋混凝土梁垂直裂縫和斜裂縫

  裂縫原因:設計截面尺寸選擇不當,正截面受拉主筋配筋不足,斜截面橫向箍筋配筋不足等;混凝土實際強度偏低,受拉主筋上浮移位或少放,斜截面橫向箍筋少放,施工荷載超載;溫差變化引起的結構構件收縮和膨脹,在其內部形成約束應力。

  預防措施:設計時,對混凝土結構的設計荷載取值、材料強度、計算簡圖、內力分析、截面設計、配筋構造、抗震措施等一系列結構設計因素進行正確分析和選擇,精確驗算,保證設計結構的安全使用;施工時,嚴格控制水灰比,嚴格控制原材料質量及混凝土配合比,加強混凝土振搗管理,延遲拆模時間, 加強混凝土養護。

  4 結論

  總之,裂縫發生后,應細心觀察、科學分析、查明原因,進而提出解決辦法。

  參 考 文 獻:

  [1] 張吉人.房屋建筑裂縫分析與防治. 北京:中國建筑工業出版社,2010.

  [2] 賈興文.重慶市區框架結構砌塊填充墻裂縫狀況與成因研究. 重慶大學碩士學位論文,2004.

  [3] 聶淑華等.框架結構承重構件的常見裂縫及加固處理. 山東農業大學學報,(自然科學版)2006,37(1):79~82.

  [4] 孫長軍.鋼筋混凝土梁裂縫的分析與處理. 四川建筑科學研究,2007,33(5): 75~78.

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