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摘要:結合工程實際,針對在施工中可能出現的砌體與砼結構裂縫現象及原因進行分析,提出各種處理措施。
關鍵詞: 砌體結構、砼結構、裂縫、原因分析、防治與修復
混凝土結構、砌體結構等建筑物在建設和使用的過程中常出現不同程度和不同形式的裂縫,本文針對此問題做出探討。
一、 常見裂縫的原因分析
1.砌體結構裂縫產生的原因分析
(1)溫度裂縫產生的原因
構件在溫度變化時變形值與溫度、長度及材料種類有關,在同樣溫差下,混凝土構件的變形為磚砌體的2倍。兩者的變形差在約束條件下,在構件內部產生剪應力與拉應力,當由此引起的主拉應力大于砌體的抗拉強度時,墻體便產生裂縫。
建筑物長度過大。規范規定總長度超過的磚混結構房屋應設置伸縮縫,而有的房屋超過規范長度未設置伸縮縫,或者雖然設置了伸縮縫,但伸縮縫內建筑垃圾太多,沒能發揮伸縮縫的作用,產生墻體開裂。
(2)地基不均勻沉降造成的裂縫原因分析
斜裂縫主要發生在處于軟弱地基上的建筑物的縱墻上,房屋的長高比較大或地基土層分布不均勻,土質差別大。由于地基的不均勻沉降,使墻體產生剪切變形,當結構剛度差,施工質量、材料強度等不滿足要求時,導使墻體開裂。
2.混凝土構件常見裂縫
混凝土構件常見裂縫基本可分為結構性裂縫和非結構性裂縫兩大類。
(1)結構裂縫
結構裂縫是由于結構受載荷產生的應力超過了材料的強度極限值而引起的開裂,裂縫走向有一定規律。這些裂縫的形狀均與所受的力有關,受拉時,裂縫基本是等間距,且垂直于拉力的方向;受壓時,裂縫像混凝土壓酥后的形狀,它們基本平行于壓力方向;受彎時,裂縫明顯集中在受拉筋附近,一頭張開一頭閉合;而受剪時,裂縫傾斜成45度,也是一頭張開一頭閉合。
(2)非結構性裂縫
非結構性裂縫是由于溫度、收縮、混凝土碳化、鋼筋銹蝕、地基基礎不均勻沉降等原因而產生。比如收縮、溫度裂縫,一般是在混凝土硬化過程中或使用一段時間后產生,在有約束的條件下,由于混凝土的體積收縮、外界溫度變化共同作用導致混凝土產生收縮和溫度應力及變形,當其收縮和溫度應力達到混凝土抗拉強度極限值或變形極限值時,混凝土即產生收縮溫度裂縫。由于這種裂縫是由收縮和溫度共同作用所引起,因此裂縫形態比較復雜。
二、裂縫的鑒定
據有關資料統計,工程實踐中建筑物裂縫有20%屬結構性裂縫,80%屬非結構性裂縫.結構性裂縫走向有一定規律,此類裂縫的寬度要嚴加控制;非結構性裂縫很多情況下尚不影響結構安全,但裂縫過多過大無疑是有害的,可通過采取一定措施防止產生過長過大的非結構性裂縫。因此應注重平時施工資料的積累,做好施工記錄,這對日后進行房屋質量檢驗時發現裂縫及分析裂縫的原因是十分重要的。一旦發現裂縫,首先要查明原因,除了由于承載力嚴重不足引起的開裂外,一般不必急于采取措施,而是要進行觀察,等到開裂穩定后再做處理。
三、常見裂縫的防治方法
1.砌體結構裂縫防治與修復
1.1砌體結構裂縫防治措施
(1)溫差產生的墻體裂縫主要在房屋頂層,減少溫差的首要前提,就是設置保溫及架空隔熱層,這不僅是建筑節能的需要,同時也可達到降低屋蓋溫差的需要。并且,架空板應做成淺色以提高熱量反射效果。
(2)規范頂層砂漿配制,不僅要考慮結構設計強度的要求,還要適當提高其強度滿足溫度應力的要求,杜絕傳統的降低頂層砂漿強度等級的做法。
(3)屋蓋沿開間應設置分隔縫,分隔縫內用彈性油膏嵌縫,且分隔縫處的鋼筋必須斷開。
(4)加強地基探槽工作。對于較復雜的地基,在基槽開挖后進行普遍釬探,對探出的軟弱部位進行換填處理。
(5)合理設置沉降縫,在建筑平面的轉折部位、建筑結構或基礎類型不同處,高度差異較大處等部位設置沉降縫。
1.2砌體結構裂縫修復方法
(1)用砂漿堵抹法對一般性裂縫,經過若干年不再發展,不影響結構安全使用,局部裂縫用砂漿堵抹即可。
(2)鋼筋網加固影響安全使用結構裂縫應加固處理。對墻體原材料強度不夠而發生裂縫,墻面可敷鋼筋網體,并配置穿墻拉筋加以固定,然后灌細石混凝土,分層抹水泥砂漿。
2混凝土結構裂縫防治與修復
2.1混凝土結構裂縫防治措施
(1)材料方面
根據工程特點選用合適的、質量可靠的水泥品種,在保證混凝土設計強度的前提下,盡可能減少混凝土水泥用量,選用較低標號的水泥。選擇適宜的外加劑,有條件的應進行外加劑混凝土和普通混凝土的收縮對比試驗,盡量避免采用早強型外加劑。
(2)施工方面
加強鋼筋工程的隱蔽驗收,注意檢查鋼筋的直徑、間距、上下層鋼筋之間的有效高度、下層鋼筋的保護層墊板厚度及分布等是否符合設計要求。
嚴禁在現澆混凝土未達到設計強度之間拆模,樓板不得過早上人、堆放材料,板上施工堆載應均勻分布,且避免過重。
混凝土澆筑材料時布料、振搗要均勻。泵送混凝土要在澆筑后一小時最好復振,防止早期塑性沉降裂縫的產生,并注意觀察,若已出現裂縫,要及時用木模拍打、抹平、搓毛。
2.2混凝土結構裂縫的修復
(1)表面處理法
在開裂部位的表面涂刷水泥漿、油漆、環氧樹脂漿液以阻塞細小裂縫,減少滲漏,制止鋼筋銹蝕,并滿足外觀上的要求。如果還有更高的防滲要求時,可用環氧樹脂膠料或環氧焦油膠料粘貼1-2層玻璃布的辦法來處理,也可用1:2—1:2.5的水泥砂漿抹在經刷洗干凈的混凝土面上來處理。
(2)壓力灌漿法
此法應用范圍廣,從細微裂縫到大裂縫均可適用,處理效果好。先將結構物的裂縫或孔隙與外界封閉,僅留出進漿口及排氣孔,然后將配制的較低粘度的漿液通過壓漿泵以一定的壓力壓入縫隙內并使其擴散、膠凝固化,以達到恢復整體性、強度、耐久性及抗滲性的目的。
四、案例分析
1.原因分析
在溫度應力的作用下,磚墻剪應力和拉應力的分布,大體是房屋的中間為零,兩端最大,當砌體的抗主拉應力強度小于鋼筋混凝土屋蓋變形產生的主拉應力時,在縱墻上部就會產生正“八”字裂縫而圈梁底與墻體頂部的水平抗剪強度小于剪應力和主拉應力時,則在此部位出現水平裂縫。溫差大,裂縫就大。在冬期施工的砌體溫差大,容易開裂。
2.處理方法
對于上述房屋的裂縫處理,根據其情況的不同,采用了以下方法:
(1)覆貼鋼板網片法
沿裂縫鏟除墻面抹灰層,寬度不小于300mm,掃刷清洗干凈。先用水泥漿填嵌縫隙,再用1:2.5水泥砂漿抹灰,隨即將鋼板網鋪平訂牢,分層用與原抹灰面層相同的材料和配合比的砂漿抹平壓實。
(2)嵌錨拉鋼筋法
沿裂縫的水平磚縫,每隔五皮磚縫將砂漿埋入1根直徑6的鋼筋,用1:2.5水泥砂漿填嵌密實,注意應先加固好一面,待砂漿養護后再處理另一面,防止擾動過多影響墻體的安全度。
綜上所述,建筑物裂縫的成因是多方面的,在不同的結構中的表現也是不同的,因此應嚴格按相應的預防措施組織好每個施工環節,其次在事后的診斷工作中,及時準確尋求引發質量缺陷的原因,有針對性地采取合理的控制和補救措施,最大限度地消除建筑物的質量病害。
參考文獻
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周華軍,現澆混凝土施工表面質量問題及防治措施
俞賓輝,建筑混凝土工程施工手冊
陳月華,多層磚混結構頂層裂縫探究