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談砌體結構裂縫的成因與控制方法論文

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第一篇:談砌體結構裂縫的成因與控制方法論文

談砌體結構裂縫的成因與控制方法

撰寫日期 2011 年 5 月

摘 要

多年來,砌體結構水平溫度裂縫這一質量通病經常出現在建筑物上,影響建筑物的外觀,同時也影響建筑物的使用壽命及使用功能。文章擬就裂縫出現的成因及防治方法作以闡述。目前,裂縫是砌體結構質量中最主要也是最難處理的問題之一,當溫度變化幅度較大時,溫差將產生應力和變形,當應力和變一。據有關資料統計,幾乎80%以上的裂縫是由于溫度應力造形超過砌體的正常使用極限時,砌體便會產生裂縫。溫度裂縫一成的。由于砌體結構采用材料的抗拉強度和抵抗變形的能力較般情況下不會直接引起建筑物的破壞,但會影響建筑物的正常使用,例如:墻體風化腐蝕、滲漏、抹灰層脫落和耐久性能的降低等,從而導致建筑物承載能力的降低、整體剛度的減小、抗震性能的降低等。因此,研究砌體結構溫度應力下裂縫產生的原因及對溫度應力實施預防是非常必要的。

關鍵詞:砌體結構,彈性模量,溫度裂縫

Abstract

For many years, masonry structure level temperature crack the quality problems often appear on buildings, influence exterior of the building, but also affects the service life and building function.The article will take the causes of cracks and control methods to expound.At present, the crack is the most main masonry structure and quality of handling problems are the hardest one, when the temperature change to a larger extent, will create stress and deformation temperature, when the stress and become one.According to the statistics, almost 80% of the cracks are due to temperature stress the normal use of plastic over masonry limit, masonry will produce a crack.Temperature crack a success.Because of masonry structure using materials tensile strength and ability to resist deformation is a case not the direct causes the destruction of buildings, but will affect the normal use of buildings, such as: wall weathering corrosion, leakage, plasterer layer falls off the lower performance and durability, causing buildings such as the bearing capacity of the decrease of the total stiffness reduction, such as the lower and the aseismatic property.Therefore, the study of masonry structure crack under temperature stress causes and prevention of temperature stress implementation is necessary.Keywords: masonry structure, elastic modulus, temperature crack

目錄 引言.........................................5 2 裂縫的成因及類型.............................5 2.1 八字形裂縫...............................6 2.2 倒八字形裂縫.............................7 2.3 水平裂縫.................................7 2.4 垂直裂縫.................................7 2.5 X形裂縫.................................7 3 砌體溫度裂縫的特征...........................7 3.1 從計算角度控制...........................8 3.2 規范結構控制.............................8 3.3 構造控制.................................8 4 溫度裂縫控制措施.............................9 5 溫度裂縫的治理措施..........................10 6 設計過程中對砌體裂縫的主動控制..............10 7 砌體裂縫的加固處理..........................10 8 結束語......................................11 主要參考文獻:................................12 致 謝........................................13

引言

砌體結構是指由塊體和砂漿砌筑面成的墻、柱作為建筑物主要受力構件的結構。特點是整體性較差,抗拉和抗剪強度較低,比較容易產生裂縫。但砌體結構裂縫有一定原因和客觀規律。通過對砌體結構裂縫和變形的分析,可以提出有針對性的預防和處理措施。

一、本課題研究的內容

1、裂縫對砌體結構建筑物的危害

2、裂縫的類型及其產生的原因分析

3、裂縫的預防、控制措施

4、防止或減輕房屋其它有關部位墻體開裂的構造措施

二、本課題研究要解決的問題

1、設計時考慮周全,盡量排除動力源;

2、施工圖審查時,認真加仔細,對設計中不足提出補救措施;

3、施工過程中嚴格按照國家驗收規范和施工圖要求施工;

4、質量監督時嚴格按照國家驗收規范和圖紙把好材料和技術關,對施工中不符合要求的嚴令整改;

5、根據建筑物的具體情況,如場地土及地震設防烈度、基礎結構布置型式、建筑物平面、外形等,綜合采用上述抗裂措施。總而言之,只要認真對待,墻體裂縫是可以預防的。裂縫的成因及類型

產生裂縫的原因是多方面的,歸納起來主要有兩方面

一是由外荷載(包括靜、動荷載)變化引起的裂縫,二是由變形引起的裂縫(主要有溫度變化,不均勻沉陷或膨脹等變形產生應力而引起的裂縫)。在砌體結構的民用建筑中,砌體裂縫絕大部分是由于變形引起的,溫度變化是引起墻體開裂的主要因素。由于磚砌體的線膨脹系數,而鋼筋混凝土線膨脹系數是因此當溫度發生變化時,二者產生變形差異。此外,由于建筑物中的構件大多屬于超靜定桿件,具有多個約束,對由于溫度變化所引起的變形將予以限制,從而會在構件內產生溫度應力。對墻體與混凝土之間的變形差異勢必在砌體中產生很大的拉力和剪力,這些力超過一定限度時,砌體就產生錯位裂縫,溫度裂縫是造成墻體早期開裂的主要原因。由于溫度應力和變形而產生的裂縫具有“頂層重下層輕”、“兩端重中間輕”、“陽面重陰面輕”的特點與規律,裂縫的類型及其產生的原因可具體分為如下5種

2.1八字形裂縫

主要出現在橫墻與縱墻兩端部,此種裂縫屬正八字形的熱脹裂縫,隨溫度升降而變化,其原因是由于設計與施工中的缺陷,使屋面保溫層的熱阻減少甚至失敗,致使屋面板溫度變形大于砌體溫度變形,當產生一定的溫度應力的,屋面板的推力就傳給墻體,并因墻體溫度附加應力在房屋兩端較大,當砌筑吵漿強度較低時,則易發生剪力產生的主拉應力,當超過砌體抗拉極限時,墻體即出現八字形開裂。

(1)內外縱墻和根墻的“八”字形裂縫。這種裂縫多出現在每片墻體的端部,而且集中出現在門窗洞口的角部,呈“八”字形。當溫度升高時,屋面板伸長比相應磚墻伸長大,使頂層墻體因屋面板的推力作用受拉和受剪。拉應力和剪應力的分布情況大體是:房屋平面中間為零,兩端最大,因此墻體的兩端部位大多出現“八”字形裂縫,屋面保溫隔熱層的質量越差,屋面板和墻體的相對位移越大,裂縫越明顯。

(2)窗臺出現水平裂縫、斜裂縫。當房屋的長高比較大,而且室內空間比較寬敞高大的房屋,頂層外墻常在窗臺部位出現水平裂縫,窗口出現對角斜裂縫。當溫度升高后屋面板伸長對墻產生水平推力,使窗臺部位的墻體內側向外擴展,外墻在水平推力作用下發生側向彎曲而導致開裂。

(3)屋面板下面的外墻水平裂縫和外墻陽角的包角裂縫。這種裂縫出現在屋面板底部,頂層QL底部墻體,門過梁上部墻體,裂縫有時貫通墻厚。當升溫時,屋面板對頂層QL及墻體產生推力,降溫時,屋面板對墻體產生拉力,墻體抗拉強度不能抵抗水平剪力而導致墻體開裂。

(4)女兒墻裂縫。不少房屋女兒墻建成后發生側向彎曲,女兒墻的根部和平屋頂面交接處墻體外凸或女兒墻外傾,造成女兒墻開裂,房屋的短邊裂縫比長邊明顯。形成這種現象的主要原因是:鋼筋砼屋蓋和屋面的水泥砂漿面層,在氣溫升高后的伸長比磚墻大,磚墻相對阻止屋蓋結構和水泥砂漿面層伸長,因此屋蓋結構和砂漿面層對墻體產生推力導致女兒墻開裂。溫差越大房屋越長,面層砂漿越密越厚,這種推力越大,墻體開裂越嚴重。

通常情況下,溫度裂縫危害并不大,但對房屋的整體性、耐久性和外觀影響較大,給住戶產生一種不安全感,特別是對商品房銷售影響較大,如遇到地震或水平荷載作用下有可能導致房屋破壞。因此,在設計中,應采取有效措施,防止溫度裂縫產生。2.2倒八字形裂縫

屬冷縮裂縫,主要出現在縱橫墻兩端的窗洞口處,尤以頂層兩端窗洞口處最嚴重。由于墻體冷縮附加應力在墻體兩端較大,當房屋收縮變形大于墻體時,在門窗洞口處產生應力相對集中而導致形成倒八字形裂縫,使墻體開裂。

2.3水平裂縫

多見于頂層橫墻、縱墻、“女兒墻”及山墻處。當屋面保溫隔熱較差,屋面板受熱膨脹對墻體產生水平推力,由于墻體在端部收縮要大于中部且砌體抗剪能力較低,使縱橫墻與屋蓋的接觸面上產生水平裂縫。

2.4垂直裂縫

主要出現在窗臺墻處、過梁端部及樓層錯層外。此種裂縫主要由于溫度變化,墻體受到樓板的拉力作用,在門窗洞口處產生應力集中效應而拉裂,或因冷縮變形,在與墻漆之間變形差異最大的鋼筋混凝土上梁端和樓板錯層外,引起墻體重直開裂。

2.5 X形裂縫

多數沿砌體灰縫開裂,主要受房屋熱脹冷縮的反復作用形成,而底層墻體產生的X形裂縫則是由于基礎不平整或不均勻沉降引起。砌體溫度裂縫的特征

(1)根據砌體材料的特征和砌體結構的特點,墻體裂縫是不可避免的,但是可以在材料、設計、施工等方面采取綜合措施,有效地加以控制。

(2)溫度裂縫大多分布在頂層,一般樓層分布不多,出現的方式有:墻體水平縫、墻體斜縫和窗角縫。

(3)溫度裂縫的發展特征。大多數工程在主體竣工時即已出現溫度裂縫,但由于未作粉刷與裝修,一般不易被發現,大多數在工程竣工2~6個月內被發現,特別是經過夏、冬較大溫差之后,但一個冬夏后又逐漸穩定。

(4)溫度裂縫對結構的安全耐久性的影響。一般不影響安全,但裂縫引起的建筑物滲漏,可能導致鋼筋銹蝕,結構承載能力下降,縮短結構的合理使用年限,使其耐久性降低。3.1從計算角度控制

由于砌體裂縫主要是由間接作用引起的,而溫度變化與材料脹縮系數不同等間接作用引起的砌體附加應力的定量計算目前尚無統一的規范,因此設計人員應根據當地的實際情況,對間接作用可能引起的附加應力給予充分考慮和計算,并對砌體強度進行分析計算,以減少在通常溫差下變形裂縫的產生。

3.2規范結構控制

為控制裂縫的產生,在建筑物的平面布置設計中,結構的平面形狀應力求規則對稱,如平面形狀不規則,應盡量采用“伸縮縫”將其分成若干獨立規則單無,“以放為主,抗放兼施”,以避免由于墻體溫度變化產生豎向開裂。對伸縮縫的設置,設計規范的規定一般較靈活,沒有嚴格和明確規定,設計方法均由設計人員自行處理。根據多年實際經驗,只要按規范每隔一定距離留一條“伸縮縫”,按“留縫就不裂”的簡單方法,在一般情況即可得到基本控制。在建筑物的豎向設計時,應力求按豎向規范規則,盡可能不出現錯層,以避免由于溫度變化產生的水平裂縫。

3.3 構造控制

(1)加強設置鋼筋砼圈梁,提高墻體的整體性。在建筑頂層每個開間、在錯層處及屋面不等高處必須設置圈梁;頂層外圈應設計為暗圈梁,不應外漏,這樣可使外圈梁免受陽光直接照射或大氣影響;無論“女兒墻”高低,均要設置鋼筋混凝土壓頂圈梁,并與“構造柱”連為整體,以抵抗裂縫的產生。

(2)除據規范要求設備“構造柱”外,在“L、I、L”平面形狀中的縱橫墻交拉臼必須設備“構造柱”,以提高建筑物的整體剛度和墻體的可延性,約束墻體裂縫的擴展。

(3)提高屋面板的整體性。屋面板最好采用現澆板,或在預制屋面板上增加現澆層;在預制屋面板與外縱墻間設備現澆板帶,預制屋面板間設備現澆板縫梁,使屋面成整體式裝配。

(4)在房屋頂層端部1-2開間范圍內的墻體采用配筋砌體,即每隔8皮磚在水平灰縫內加配2φ6鋼筋,并在1-2開間范圍內拉通,與“構造柱”鋼筋結合。頂層用磚不應低于MU7.5,砌筑砂漿強度不應低于MS,以提高墻體抗裂力。

(5)屋面“挑檐”為外露結構,在一天內的溫度變化較大,不僅本身容易開裂,而且對墻體開裂也有一定的影響,故應適當增加“挑檐”縱向配筋并增設“變形縫”或“后澆帶”,以減少收縮。“后澆帶”的做法是在其縱向受力較小的中間適當部位,預留300mm寬的“后澆帶”,用鋼筋貫通,在施工40-60天后再二次澆筑,以起到先放后抗的控制作用。

(6)重視屋面保溫。選擇屋面保溫層時,適當加厚或選用保溫隔熱性能好良好的材料。對屋面保溫層必須按建筑節能標準進行熱工計算,進一步提高屋面保溫層的保溫隔熱性能。屋面保溫不好是屋面板產生溫度應力的直接原因,嚴重時會導致頂層墻體開裂或屋面漏水。保溫層應做至“挑檐”或檐溝處,以防止混凝土結構外漏,有條件者必須增設、架空隔熱層。溫度裂縫控制措施

我國工程技術人員在實踐中,總結出了“防、抗、防”的設計理念以防止結構裂縫,有的體現在現行的各種規范之中。如《砌體規范)GB5003—2001的抗裂措施主要有二條:一是第6.3.1條,即防止房屋在正常使用條件下,由溫差和墻體干縮引起的墻體豎向裂縫,應在墻體中設置伸縮縫;二是第6.3.2條,即為了防止或減輕房屋頂層墻體的裂縫,可采取設置保溫層或隔熱層;采用有檁屋蓋或瓦材屋蓋;增加構造措施等方法。《砌體規范》的其他抗裂措施,如在相關墻體及部位增加鋼筋,采用粘結性好的砂漿,不僅針對干縮小、塊體小的粘土磚砌體結構的,而且對干縮大、塊體尺寸比粘土磚大得多的混凝土砌塊和硅酸鹽砌體房屋,也是適用的。

但這些措施未考慮我國輻員廣大,不同地區的氣候溫度、濕度的巨大差異和相同措施的適應性。對于溫度裂縫的防治措施,國外已有比較成熟的經驗值得借鑒。一是在較長的墻上設置控制縫(變形縫),這種控制縫和我國的雙墻伸縮縫不同,而是在單墻上設置的縫。該縫的構造既能允許建筑物墻體的伸縮變形,又能通風隔聲和防風雨,當需要承受平面外水平力時,可通過設置附加鋼筋達到。這種控制縫的間距要比我國規范的伸縮縫區段小得多,如英國規范對粘土磚為l0~15m,對混凝土砌塊及硅酸鹽磚一般不應大于6m;美國混凝土協會(AC1)規定,無筋砌體的最大控制縫間距為l2~18m,配筋砌體控制縫間距不超過30m.二是在砌體中根據材料的干縮性能,配置一定數量的抗裂鋼筋,其配筋率各國不盡相同,從0.03%~0.2%,或將砌體設計成配筋砌體,如美國配筋砌體的最小含鋼率為0.7%,該配筋率既可抗裂,又能保證砌體具有一定的延性。

結合國內的實際情況,在設計、施工、材料等方面采取綜合措施控制墻體溫度裂縫,并提出如下建議:

(1)建筑物溫度伸縮縫的間距除應滿足《砌體結構設計規范》GB5003—2001第6.3.1條的規定外,宜在建筑物頂層墻體的適當部位設置控制縫,控制縫的間距宜控制在l0~15m.(2)屋蓋上設置保溫層或隔熱層;以減少鋼筋混凝土屋蓋的溫度,達到減少屋蓋溫度變形總量,減輕板(梁)、墻交接面變形裂縫災害的目的。目前較多的做法是將屋面由平頂改成坡頂,并從建筑功能考慮,充分利用坡頂層,提高使用率,減少建設單位或開發商成本。

(3)改進施工工藝與施工技術,組砌按規范接槎,砌筑砂漿必須飽滿,加強墻體的整體性。頂層砌體及女兒墻砌筑砂漿強度等級不低于M5.(4)頂層砌體門、窗洞口加小構造柱、小圈梁,與建筑物構造柱、圈梁連接為整體,以改善應力集中現象,以強度、變形性能優于砌體的鋼筋混凝土構件抵抗溫度應力,減輕頂層端部門窗洞口開裂現象。溫度裂縫的治理措施

(1)對溫度裂縫,不要忙于及早治理,等觀察一個熱脹冷縮周期,裂縫不再產生新的變化時再采取治理措施。鑒定裂縫是否穩定方法:可在裂縫內嵌抹水泥漿或玻璃紙。形態完整無損,說明裂縫已基于穩定,不再有較大發展可能性。

(2)當細小裂縫不影響使用時可不修補,當裂縫造成墻面滲水,可采用嵌補密封膠或水泥漿處理。

(3)對于裂縫較多且穿墻,影響美觀和正常使用給用戶造成不安全感時。可在裂縫墻體兩側用4Ф6@200或Ф6@500鋼筋網片,兩側網片用鐵絲固定后,用水泥砂漿外部抹面處理。設計過程中對砌體裂縫的主動控制

砌體結構裂縫一旦產生,就會降低建筑物的使用功能,嚴重裂縫還會影響結構安全,同時對裂縫進行“加固補強”困難較大,因此防止、控制砌體結構產生裂縫是十分重要的,尤其是在地震區更為重要,否則將產生嚴重后果。砌體裂縫的加固處理

(1)當屋面保溫層未達到熱工要求和節能標準時,應重做屋面保溫層,使裂縫穩定,因為對溫度裂縫僅做一般性的回固補強是無濟于事的,必須從減少溫度應力入手。保溫層使用的絕熱材料要滿足表觀密度、粒經、導熱系數與含水率等各頂技術指標的要求,在施工中要嚴格按照設計和現行施工規范的要求施工,力求達到設計的保溫效果。

(2)對地基不均勻沉降引起的砌體裂縫,應先加固地基,等沉降量達到穩定標準(平均日沉量0.02-0.03以內)后,再加固墻體。

(3)對外縱墻、橫墻、內縱墻的裂縫采用鋼筋網水泥砂漿抹面加固法,剔灰縫深12cm,必脹錨栓@500,呈梅花型分布。掛鋼筋網,M10水泥砂漿40mL厚,3道成活,施工完后,要注意噴水養護預防空鼓。

(4)對于輕微裂縫可用水泥砂漿加107膠嵌補即可。結束語

控制裂縫的產生和擴展,是建筑工程中必不可少的一個重要環節,應引起足夠重視,尤其在當前建筑物普遍向高層、大型化發展的形勢下,制定一項統一的規范和技術標準已迫在眉捷。控制裂縫,重點在防,并需要從設計、施工上共同努力,采取有針對性的防裂措施,加大主動控制的力度,才能提高新建房屋質量的可靠性。只要嚴格執行規定,做到設計與施工緊密配合,控制裂縫是完全可以做到的。實踐證明,過去許多工程凡是采取了控制裂縫措施的,一般都取得了良好效果,被評為真正的優質工程。砌體結構中墻體的溫度裂縫是建筑工程質量中的多發病,雖然通常不會影響結構的安全,但影響建筑的美觀、結構的耐久性。并且容易誘發商品房的糾紛。只要我們在設計和施工中重視這一現象,溫度裂縫是可以控制的。

參考文獻:

[1]黃立山.《砌體結構裂縫的成因及控制措施》[J] 安徽建筑,2003.[2]許淑芳.《砌體結構》.北京:科學出版社,2004.[3]劉立新.《砌體結構》.武漢:武漢工業大學出版社,2003.[4]王鐵擎。建筑枷的裂縫控制,上海:上海科學技術出版社,1993.[5]謝征勛。混結構溫度應力實用計算方法,建筑結構,1987.2.[6]林濤,曹麻茹建筑物的裂縫問題探討[J];基建優化2004年 [7]朱國忠砌體結構溫度裂縫機理與抗裂概念設計[D];河南大學2005年 [8]陳惠華砌體結構的溫度裂縫特點、原因和防治方法[J]建筑結構1995年

轉眼間,大學生活就要結束了,總結大學的生活,感覺獲益還是頗多的,在這里需要感謝的人很多,是他們讓我這大學三年從知識到人格上有了一個全新的改變。

感謝交通學院每一位老師對我的教育和指導,我的輔導員尚霞、我三年來各科的指導老師們,他們對工作的認真,對學生的教導都讓我很敬佩。本文是在劉淑敏老師精心指導和大力支持下完成的。劉老師對工作的認真和嚴格是有名的,同學們都很喜歡她。我很慶幸有劉老師的指導,非常感謝她。

在論文即將完成之際,我的心情無法平靜,要感謝的人太多,要說得話也太多,盡管文字很無力,但我還是想用無力的語言表達我想說的話,故借寫論文致謝信之機向各位可敬的師長、同學、朋友表達我最誠摯的謝意!

第二篇:砌體結構裂縫成因及預防和處理措施

第一章 前言

砌體結構房屋出現裂縫的現象較為普遍,裂縫程度輕重差別很大,輕則影響房屋正常使用和美觀,嚴重的將形成結構安全隱患,甚至發生工程事故。隨著住宅商品化的發展,房屋裂縫問題越來越引起人們的關注。裂縫寬度的控制標準問題:(1)墻體裂縫允許寬度的含義包括:①裂縫對砌體的承載力和耐久性影響很小;②人的感觀的可接受程度。鋼筋混凝土結構的裂縫寬度大于0.3mm時,通常在美學上難以接受,砌體結構也不例外。盡管砌體結構的安全的裂縫寬度可以更大些,但在住宅商品化的今天,砌體房屋的裂縫,不論是否為0.3mm,只要可見,已成為住戶判別“房屋安全”的直觀標準。根據資料了解,目前只有德國對砌體結構的裂縫寬度有明文規定:對外墻或條件惡劣的墻體,裂縫寬度不大于0.2mm,其它部位裂縫寬度不大于0.3mm。其它發達國家對裂縫控制的要求較高,但未對砌體裂縫寬度規定標準。因此,如何面對砌體結構的裂縫,確實是一個比較突出和需要認真對待的課題,需要引起足夠的重視。(2)鑒于裂縫成因的復雜性,按目前條件和《砌體結構設計規范》提供的措施,尚難完全避免墻體開裂,而是使裂縫的程度減輕或無明顯裂縫,因此規范中采用了“防止或減輕”墻體開裂的措施的用語。

裂縫的成因,依據國家標準《民用建筑可靠性鑒定標準》可分為受力裂縫和非受力裂縫兩大類。在各種直接荷載作用下,墻體產生的裂縫稱為受力裂縫;而砌體因溫度、收縮、變形或地基不均勻沉降等引起的裂縫是非受力裂縫,又稱變形裂縫。變形裂縫占砌體房屋裂縫中的80% 以上,其中因地基不均勻沉降而引起的裂縫更為突出和引人關注。相對于受力裂縫,變形裂縫的產生機理和影響因素復雜得多,本文主要分析砌體結構由地基不均勻沉降和溫度.引起的變形裂縫。

第2章 地基不均勻沉降引起的裂縫

在軟土、填土、沖溝、古河道、暗渠、沉陷區以及各種不均勻地基上建造結構物,或者地基雖然比較均勻,但是荷載差別過大或結構物剛度差別懸殊時,地基不均勻沉降均能引起裂縫。

2.1 地基不均勻沉降裂縫的形態

地基不均勻沉降裂縫的形態是多種多樣的。裂縫主要分為剪切裂縫和彎曲裂縫。地基不均勻沉降裂縫常見的有正八字裂縫和斜向裂縫。沉降裂縫多出現在房屋中下部且發生于房屋中下部的裂縫較上部寬度大。

2.2 地基不均勻沉降裂縫的產生機理

(1)墻體中下部區域的斜向裂縫

一般情況下,地基受到上部結構傳遞的壓力,引起地基的沉降變形呈凹形,常稱為“盆形沉降曲面”,這是由于中部壓力相互影響高于邊緣處相互影響,以及邊緣處非受荷載區地基對受荷載區下沉有剪切阻力等共同作用的結果,導致地基反力在邊緣區較高。這種沉降使建筑物形成中部沉降大、端部沉降小的彎曲,產生正彎距。結構中下部受拉,端部受剪,端部地基反力梯度加大,墻體內剪應力加大,形成主拉應力引起墻體開裂,裂縫呈正八字形。由于墻體中上部受壓并形成“拱”作用,墻體裂縫越靠近地基和門窗洞口越嚴重,中下部開裂區的墻體因有自重下墜作用,易造成垂直方向拉應力,可形成水平裂縫。

(2)墻體端部區域斜向裂縫

當地基中部有回填砂、石,或中部地基堅硬而端部軟弱,或由于荷載相差懸殊,建筑物端部沉降大于中部時,會形成負彎矩。主拉應力將引起墻體端部出現倒八字裂縫。局部的沉降不均不僅可以引起斜裂縫,還可能引起砌體的水平裂縫。

2.3 影響地基沉降裂縫的因素

地基、基礎、建筑物構成一個整體,共同工作。其內力和變形形態與土的性質、建筑物與地基的剛度、基礎與建筑物的尺寸、形狀、材料的彈塑性性質、徐變等有關。(1)建筑物與地基的相對剛度

首先,建筑物的長度和寬度越小,基礎的抗彎剛度越大,建筑物與地基的相對剛度就越大。這時在外荷載作用下,地基的反力向兩端集中,則中部彎矩較大,這就需要結構具有足夠的強度,滿足結構物最大彎矩的要求;其次,在較差的地基上,地基的變形模量較高,而基礎的抗彎剛度較小,結構物的幾何尺寸較長,則柔性指數相應增大。這時基礎結構接近于柔性板,此時地基的沉降與荷載的分布有關。地基承受荷載大的地方沉降和變形較大,基礎承受的彎矩較小。(2)徐變

建筑物的下沉、水平位移、溫度、濕度變化引起的變形,除了絕對值外,變形速率是一個重要因素。只要變形是緩慢的,則多數建筑物能經受較大的變形而不破壞,其主要原因就是由于建筑材料一般都具有徐變特性,在變形過程中,其內應力會隨著變形速度的下降而降低。

(3)建物的形狀平面形狀復雜的建筑物,如“I”、“I'’,、“L’’、“E”字形等在縱橫單元交叉處基礎密集,地基附加應力重疊,使地基沉降量增大。同時,此類建筑物整體性差,剛度不對稱,在地基產生不均勻沉降時容易發生墻體開裂。

第3章 砌體房屋的溫度變形裂縫

3.1 溫度裂縫的主要形態

最常見的溫度裂縫出現在混凝土平屋蓋房屋的頂層兩端墻體和山墻上。如在門窗洞邊的正“八”字斜裂縫、山墻上部的斜裂縫、平屋頂下或屋頂圈梁下沿磚(塊)灰縫的水平裂縫、以及水平包角裂縫(包括女兒墻)等,其中頂層兩端縱墻墻體門窗洞邊的正“八”字斜裂縫最為普遍。溫度裂縫是造成墻體早期裂縫的主要原因。這些裂縫一般經過一個冬夏之后才逐漸穩定,不再繼續發展,裂縫的寬度隨著溫度變化而略有變化。溫度裂縫有明顯的規律性:兩端嚴重,頂層嚴重,陽面嚴重。

3.2 溫度裂縫產生機理

對于磚砌體結構,磚砌體的線膨脹系數5×10-6,是混凝土的一半。當外界溫度升高時,混凝土屋蓋變形大,墻體變形相對較小,導致磚砌體和混凝土屋蓋之間產生約束應力。使屋蓋受壓,墻體受拉、受剪。當約束條件下溫度變形引起的溫度應力足夠大時,墻體就會產生溫度裂縫。混凝土砌塊墻體的線膨脹系數與混凝土屋蓋相同。在夏季陽光照射下,兩者之間存在一定的溫差。屋面最高溫度可達40℃-50℃,而頂層外墻平均最高溫度約為30℃-35℃。屋面和頂層外墻存在10℃-15℃的溫差,兩者的溫差可能引起墻體開裂。另外,從材料上看,相同砂漿強度等級下混凝土砌塊的抗拉、抗剪強度比磚砌體小了很多,沿齒縫截面彎拉強度僅為磚砌體的30%-35%,沿通縫彎拉強度僅為磚砌體的45%-50%,抗剪強度僅為磚砌體的50%-55%。因此,在相同受力狀態下,混凝土砌塊抵抗拉力和剪力的能力要比磚砌體小很多,所以更容易開裂。對于頂層墻體,墻體的壓應力較小,墻體的剪應力近似等于主拉應力。而墻體的剪應力與溫差、水平阻力系數以及建筑物長度有關,墻體剪應力與溫差成正比。因此,采取隔熱措施

以減少溫差,可達到減小主拉應力的目的。墻體剪應力與水平阻力系數成正比,如水平阻力系數降低30%,則剪應力降低16%。因此,可通過在鋼筋混凝土屋面板與墻體圈梁的接觸面處設置水平滑動層來減少頂板與墻體的約束作用。

第4章 預防措施

4.1 防止由溫度變化引起的砌體結構開裂措施

為了防止或減輕混凝土屋蓋和墻體間的溫差變形和墻體變形引起的頂層墻體的開裂,可根據具體情況采取下列措施:

(1)根據砌體房屋墻體材料和建筑物類型、屋蓋或樓蓋類別選用合適的伸縮縫區段。伸縮縫應設在因溫度和收縮變形可能引起應力集中、砌體產生裂縫可能性最大的地方;

(2)屋面應設置有效的保溫層或隔熱層;

(3)屋面保溫層或屋面剛性面層及砂漿找平層應設置分隔縫,分隔縫間距不宜大于6 m,并與女兒墻隔開,其縫寬不小于30mm;

(4)采用裝配式有檁體系鋼筋混凝土屋蓋或瓦材屋蓋;(5)當現澆混凝土挑檐或坡屋頂的長度大于l2m時,宜沿縱向設置分隔縫或沿坡頂脊部設置分隔縫,縫寬不小于20mm,縫內用防水彈性材料嵌填;

(6)在混凝土屋面板與墻體圈梁間設置滑動層。滑動層可采用兩層油氈夾滑石粉或橡膠片,對較長的縱墻可只在兩端的2-3個開間內設置,對橫墻可只在其兩端各1/4墻長范圍內設置;

(7)頂層屋面板下設置現澆鋼筋混凝土圈梁,并沿內外墻拉通,房屋兩端圈梁下的墻體內適當配置水平鋼筋;

(8)頂層挑梁與圈梁拉通。當不能拉通時,在挑梁末端下墻體內設置3道焊接鋼筋網片(縱向鋼筋不宜小于2F4,橫筋間距不宜大于200mm)或2F6鋼筋,其從挑梁末端伸人兩邊墻體不小于1000mm;

(9)頂層門窗洞口過梁上的水平灰縫內設置2-3道焊接鋼筋網片或2F6鋼筋,并應伸人過梁兩端墻內不小于6O0mm;

(10)頂層及女兒墻砂漿強度等級不低于M5頂層墻體內適當增設構造柱;

(11)女兒墻應設構造柱,其間距不大于4m,構造柱應伸至女兒墻頂,并與現澆鋼筋混凝土壓頂澆在一起。

4.2 防止墻體材料的干縮引起的裂縫措施

(1)選用干縮值低的墻材。控制砌筑時材料的含水量(先讓材料干縮后砌墻)。采用低強度砂漿和長度小的磚塊,可以避免磚塊的斷裂,并將細小裂縫均勻分散到各個垂直的灰縫隙中,避免變形和應力集中,累加出現大裂縫;

(2)面積較大的墻體采用在墻體內增設構造梁柱的構造措施;(3)嚴格控制以膠凝材料為原料的砌塊的齡期,不足28d的不應進人施工現場;

(4)正確掌握各種砌塊使用時的含水率。輕集料混凝土空心砌塊和蒸壓灰砂磚、蒸壓粉煤灰加氣混凝土砌塊砌筑時的含水率分別控制為5%-8%和15%、20%以內。砌體在生產儲存期、運輸、現場堆放等均要防止被水浸濕,雨季還應做好對砌塊和砌體的遮蓋。施工時,一般提前I~2d灑水稍作濕潤。砌塊含水深度以表層8-10mm為宜。

4.3 防止由地基沉降引起的裂縫措施

(1)建筑物的體型力求簡單;

(2)合理設置沉降縫。在建筑物平面轉折處、建筑高度荷載突變處、結構類型不同處以及地基土軟硬交界處設置沉降縫;

(3)減輕結構自重;

(4)增強建筑物的剛度和強度。設置封閉圈梁和構造柱,特別是增強頂層和底層圈梁、合理布置縱橫墻、采用整體性好、剛度大的基礎形式等;

(5)減小或調整基底的附加應力。改變基礎地面尺寸,使不同荷載的基礎沉降量接近。

第5章 抗裂措施效果評價

上述所述的防止或減輕墻體開裂的主要措施,在基本原理上分別基于防裂概念的“防”、“放”、“抗”的原則。

(1)“防”,即適當的屋面構造處理,減少屋蓋與墻體的溫差,減少屋蓋與墻體的變形,效果最佳,通常采取下列措施:

a.保證屋面保溫層的性能,采用低含水或憎水保溫材料,防止屋面滲漏,南方則加設屋面隔熱及通風層。

b.外表淺色處理,外墻、屋蓋刷白色,可使其內表面降溫,隔熱指標可顯著提高。

c.嚴格控制塊體材料的上墻含水率。

(2)“放”,即采用適當措施,允許屋面或墻體在一定程度上自由收縮,如屋面設置伸縮縫、滑動層、墻體控制縫等,都能有效降低溫度或干縮變形應力。

(3)“抗”,即通過構造措施,如設置圈梁、構造柱、提高砌體強度,加強砌體的整體性和抗裂能力,以減少墻體變形,減少裂縫。是砌體房屋普遍采取的抗裂構造措施。這些措施效果如何,以及用何種方法對已開裂的墻體的修補最有效,下面是我國最近的研究成果,供大家參考:

① 提高砌體材料強度等級,不是最有效的防裂措施。② 構造柱加圈梁加強整體性,提高抗裂能力。

③ 關鍵部位和易裂部位,或已開裂部位采取下列措施有顯著效果:

a.玻璃纖維砂漿能提高墻體的抗裂能力2倍。

b.玻璃絲網格布砂漿加芯柱可使墻片的抗裂能力提高3倍。c.玻璃絲網格布砂漿抹面的砌塊墻的初始荷載可提高1倍。d.使用高彈性涂料也能有效的保護已開裂的墻體不受外界侵

蝕。

e.使用石灰砂漿替代水泥混合砂漿,水泥混合砂漿因水泥上強度后易開裂,采用石灰砂漿可避免,從而防止墻面的開裂。

第6章 裂縫的處理

對于砌體裂縫的處理,從安全性方面考慮,對受力裂縫都應采取措施進行處理。對非受力產生的縱橫墻連接處通長豎向裂縫、最大寬度大于5mm的墻身裂縫和寬度大于1.5mm的磚柱裂縫必須采取措施進行處理;從正常使用性方面考慮,對寬度大于1.5mm的墻身裂縫及出現裂縫的磚柱應采取措施進行處理。《危險房屋鑒定標準》要求,對有沿受力方向縫寬大于2mm或有縫長超過層高1/3的多條豎向裂縫的砌體結構墻柱、因偏心受壓產生縫寬大于0.5mm水平裂縫砌體結構墻柱、因局部受壓產生的縫寬大于1mm或產生多條豎向裂縫墻體確定為危險點,應采取措施進行處理,這些都為受力裂縫,而對于非受力裂縫在砌體結構構件中并未列入。砌體裂縫是房屋結構缺陷的最直接反映,部分應采取加固措施進行處理。常用的砌體承載能力及穩定性加固方法有扶壁柱法和鋼筋網水泥砂漿法,磚柱有截面增大法和外包角鋼法。

6.1 扶壁柱法加固砌體

扶壁柱法分磚扶壁柱法和混凝土扶壁柱法兩種。磚扶壁柱法增設的扶壁柱與原砌體的連接可采用插筋法或挖鑲法實現,以保證兩者共同工作。扶壁柱的間距及數量,由計算確定。

(1)對于磚扶壁柱法,考慮到后砌扶壁柱存在著應力滯后,計算加固磚墻承載力時,應對后砌扶壁柱的抗壓強度設計值乘以折減系數0.9予以降低,如下式:

式中:N—荷載設j汁值產生的軸向力;

j-高厚比和軸向力偏心距對構件承載力的影響系數,可按《砌體結構設計規范》(GB50003—2OO1)規定取用;

f,f1— 原磚墻和新砌磚扶壁柱的抗壓強度設計值;

A,A1— 原磚墻和新砌磚扶壁柱的截面面積;

(2)對于混凝土扶壁柱法,考慮到新澆筑混凝土扶壁柱與原砌體的受力狀態有關,并存在著應力滯后,計算加固磚墻承載力時,應對新澆筑混凝土扶壁柱的承載力乘以強度折減系數,軸心受壓組合磚砌體承載能力計算如下式:

式中:N—荷載設計值產生的軸向力;

jcon— 組合磚砌體構件的穩定系數,按《砌體結構設計規范》(GB50003—2OO1)規定取用;

f-原磚墻抗壓強度設計值; A—原磚墻的截面面積;

a—新澆筑混凝土扶壁柱的材料強度折減系數,若加固時原砌體完好取0.95,若原砌體有荷載裂縫或破損現象取0.9;

fc—扶壁柱新澆筑混凝土面層的軸心抗壓強度設計

值;

Ac—新澆筑混凝土扶壁柱面層的截面面積;

hs—受壓鋼筋的強度系數,厚度60mm以內時取0.9,厚度大于60mm時取1.0;

fy,As—扶壁柱內受壓鋼筋的抗壓強度設計值和截面面積。

6.2 鋼筋網水泥砂漿法加固砌體

鋼筋水泥砂漿法加固砌體是指把需加固的砌體兩面敷設鋼筋網片后粉刷砂漿、噴射砂漿或細石混凝土的加固方法。本方法可較大提高砌體的承載力、抗側移剛度及砌體的延性,其承載能力計算同軸心受壓組合磚砌體。

6.3 裂縫的修補

對于《民用建筑可靠性鑒定標準》規定可不進行加固處理的裂縫,只需進行裂縫的修補。在裂縫修補前,應先明確裂縫原因和觀察裂縫

是否穩定,對非受力且已穩定的裂縫可選用以下修補方法。(1)填縫修補

填縫修補法有水泥砂漿和配筋水泥砂漿填縫兩種。水泥砂漿修補是采用1:3水泥砂漿或摻有107膠的聚合水泥砂漿填入磚縫內的修補方法;配筋水泥砂漿填縫是指砌體每隔4 5皮磚在磚縫內嵌入細鋼筋再用水泥砂漿修補的方法。填縫修補通常用于墻體外觀維修和裂縫較淺的砌體。(2)灌漿修補

灌漿修補是一種用壓力設備把水泥漿液壓入砌體裂縫內使裂縫粘合起來的修補方法。由于水泥漿液對墻體的粘結能力非常強,用該方法可使砌體恢復如初。漿液分純水泥漿液和混合水泥漿液兩種,純水泥漿液是水灰比為O.7-1.0的水泥漿;摻入適量懸浮劑即制成混合水泥漿液,懸浮劑一般采用聚乙烯醇、水玻璃或107膠。灌漿設備由空氣壓力機、壓漿罐、輸漿管、和灌漿嘴等組成,其原理是利用空氣壓力機產生的壓縮空氣迫使壓漿罐內漿液進入墻體裂縫內。(3)無紡布粘貼修補

無紡布粘貼修補是采用無紡布粘貼于裂縫處進行表層的縫隙修補方法。由于普通水泥墻面易受溫度、地基沉降等的影響開裂,在一般家裝工程中采用含膠的膩子打底,在易開裂出粘貼無紡布的方法進行處理收到很好的效果,基本解決了表層開裂處理。

第7章 結論

砌體裂縫經過處理,仍能完成結構應具有的功能,對于節約能源、保護環境等方面具有一定的經濟效益和社會效益。總之,影響砌體結構裂縫的因素較多,有些裂縫是由多種因素引起的?昆合裂縫。設計時可通過構造措施來防止和減輕砌體結構裂縫的危害。

致謝

在本文的撰寫過程中特別得到了指導老師王可龍教授的指導和點評,在此向王教授表示感謝。同時也在此感謝石大在線的各位老師在論文具體要求及開題過程給予的幫助。同時感謝一起學習的各位同學在學習過程的幫助,使得大家都能得到提高。

參考文獻

[1](GBS0003—2001).砌體結構設計規范[S]. [2](GB50292—1999).民用建筑可靠性鑒定標準[S]. [3](JGJ125—99).危險房屋鑒定標準[S].

[4] 唐岱新,龔紹熙,周炳章.砌體結構設計規范理解與應用[M].中國建筑工業出版社,2002.

[5] 王鐵夢.工程結構裂縫控制[M].中國建筑工業出版社,1997.

第三篇:工程結構裂縫控制的綜合方法

工程結構裂縫控制的綜合方法(王鐵夢)

由于變形作用(水化熱、收縮,氣溫差)引起工程結構的裂縫是很復雜并很重要的問題。作者在大量的施工和處理裂縫的經驗以及理論研究基礎上提出“工程結構裂縫控制的綜合方法”,包括結構力學近似計算法、結構與基礎的共同作用、施工技術、材料優選、以及環境條件等。

[關鍵詞]工程結構裂縫:控制 結構設計 施工方法 材料 環境條件

1建筑工程的質量問題

半個世紀以來,我國建筑業取得了輝煌的成就,其中混凝土結構、預應力混凝土結構技術突飛猛進,日新月異,取得大批先進、成熟的科技成果,混凝土結構設計理論與設計規范水平已躋身世界先進行列。在建筑材料方面開發出一大批新型高強和高性能材料,如高強混凝土、超高強混凝土、高性能混凝土、超高性能混凝土、輕質混凝土、鋼纖維、塑料纖維、玻璃纖維混凝土、碳纖維混凝土、約束混凝土等,大批新品種的外加劑和摻合料已出現在建筑市場。在磚混結構方面,我國的空心磚及砌塊建筑也獲得迅速發展。在建筑領域,泵送混凝土的發展實現了混凝土商品化供應方式,從而改變了以預制化作為混凝土結構的設計方向,轉向現澆整體結構,在施工方面,由硬性混凝土轉向流動性混凝土。

我們應當看到在大規模建設取得上述巨大成就的同時還存在著質量問題。目前,在工程結構領域中一個相當普遍的問題是建筑物的裂縫問題,并且近年來日趨增多,它已影響到生活和生產,并困擾著大批工程技術人員和管理人員,是迫切需要解決的技術難題。

2建筑物裂縫的綜合性原因

國際上關于荷載作用下構件的裂縫擴展問題,都應用純經驗計算公式,雖然其計算結果與實際出入較大,還可參考應用。但一般工程設計中,只進行荷載作用下的承載力計算,卻經常忽略了裂縫的驗算(除有特殊要求外)。

按照國際上近代結構的極限狀態設計原則,整體建筑結構的功能必需滿足兩種極限狀態的要求:①承載能力的極限狀態,以確保結構不產生破壞,不失去平衡,不產生破壞時過的變形,不失去穩定,即不超過承載力的極限狀態;②正常使用極限狀態,以確保結構不產生超過正常使用狀態的變形、裂縫及耐久性、振動以及其它影響使用的極限狀態。目前人們對第一極限狀態已給子足夠的重視并嚴格執行,而對第二極限狀態卻經常被忽視了。

近年來,工程裂縫是影響正常使用極限狀態的主要因素。裂縫產生的原因主要是變形作用,如溫度變形、收縮變形、基礎不均勻沉降變形等多因素,統稱為變形作用引起的裂縫問題,此類裂縫幾乎占全部裂縫的80%以上。對于變形作用引起的裂縫研究還很不成熟,缺乏有關規范及規程,它涉及到結構設計、地基基礎、施工技術、材料質量、環境狀態等諸多因素,特別是泵送混凝土施工工藝的發展,使得混凝土裂縫控制的技術難度大大增加。例如過去干硬性及預制混凝土的收縮變形約為2.5×10-4~3.5×10-4,而現在泵送流態混凝土約為6×10-4~8×10-4,水化熱也大幅度增高。

3裂縫控制的綜合方法

3.1結構設計方面

3.1.1結構溫度伸縮縫間距問題

根據《混凝土結構設計規范》(GBJ10-89),為避免結構由于溫度收縮應力引起的開裂,采取永久式伸縮的方法,伸縮縫允許間距為30-55m(室內或土中長墻、剪力墻結構及框架結構),露天條件下為20~35m,規范的附注中又明確指出:如有充分依據和可靠措施時,上述規定可以增減。其它有關的規程中還有允許采用“后澆帶”取代伸縮縫的辦法。

3.1.2后澆帶的有效作用

現行規范的伸縮縫規定是把結構長度看作控制開裂與否的唯一因素。根據大量現場調查,引起結構裂縫的原因是綜合性的,結構長度只是影響溫度收縮應力綜合因素之一,而不是唯一的因素。僅就長度而言,結構長度與應力呈非線性關系,如結構長度小于規范的規定,似乎結構內力影響很小,伸縮縫或后澆帶可以有效地控制裂縫,但是對于承受很大溫差和收縮作用的現澆樓板、大截面梁、剪力墻及長墻等約束度較高的結構,裂縫的概率仍然很高。

此外,由于綜合因素的關系,有些工程長度超過規范的規定并沒有開裂。從防水角度分析,由于近代建筑規模日趨宏大,超長、超寬、超厚結構都日趨增多,永久性的變形縫(包括伸縮縫、沉降縫、抗震縫)給工程的防水質量帶來嚴重不利,止水帶滲漏是常見而又難以處理的質量缺陷。所以,后澆帶的應用是一種進步,但并不是在任何條件下都能奏效。

利用后澆帶取代永久伸縮縫時應當注意以下兩個問題:①后澆帶中清理垃圾困難,接縫不密實,防水質量差,后期可能形成兩條裂縫,因此后澆帶的構造很重要:②后澆帶的間距不宜過長(30m左右),填充封閉時間不宜過短,以能將總降溫及收縮變形進行一半以上的時間為佳,從目前混凝土的收縮量來看,估計3-6個月方能取得明顯效果,最短不少于45d:在軟土地區,填充時間在結構封頂以后,方可有效地釋放差異沉降的應力。如通過地基處理解決差異沉降問題,為此目的而設的后澆帶可以不設。

根據現場實踐經驗,裂縫分為有害的及無害的兩類,有害與無害的界限由使用功能而定。當采取必要的設計、施工及材料措施控制有害裂縫的產生或由于估計不足等因素,即便出現少量有害裂縫,通過化學灌漿處理,仍然滿足設計使用要求,即可取消后澆帶。實踐證明,從長期正常使用來看,這種以“抗”為主的無縫工程較留永久性變形縫具有一系列的優點如整體性好、防水性好、抗震性好、施工方便等。

3.1.3結構約束問題

結構物的變形有3種:自由變形、約束變形和實際變形(顯現變形),其中只有約束變形產生約束應力。約束變形(約束應力)超過建筑材料的極限拉伸(抗拉強度),便引起裂縫。

變形作用引起的作用力有最大值,設計者可以采取抗與放”或“抗放兼施”進行結構形式的設計。留伸縮縫與不留伸縮縫的方法都是以“放”或“抗”為主的方法,做得合適,都可以使結構不產生有害裂縫。

結構所受到的外部作用分為:外荷載(靜動荷載),可看作是第一類荷載:具有十分重要的外部作用是變形作用,即第一類荷載為間接荷載,變形作用包括溫度、濕度、地基不均勻沉降,在該作用下,結構的抗力取決于混凝土的抗拉性能,即抗拉強度和抗拉變形。

做結構裂縫分析時,首先應當注意第一類荷載引起裂縫的可能,特別值得注意的是那些自重荷載超過極限承載力約30%的結構,拆模后發現0.lmm左右的裂縫是正常的結構受力狀態。當結構的極限承載力取決于抗拉、抗剪和穩定條件時,變形作用引起的裂縫對結構極限承載力的影響是不允許忽視的,常說“溫度收縮裂縫沒關系”是不全面的,有時梁板結構產生貫穿性裂縫可能降低抗剪和沖切承載力。關于框排架約束應力計算可查參考文獻1,本文對目前常出現的豎向開裂計算作一介紹。

連續式約束條件下大底板、長墻、剪力墻、樓板等最大約束應力近似計算公式 或按時間增量計算:

當應力超過抗拉強度時,可求出裂縫間距:

式中:T—包含水化熱、氣溫差及收縮當量溫差,同號疊加,異號取差,由此可見,夏天炎熱季節澆筑混凝土到秋冬冷縮及收縮都是疊加的,拉應力較大。

H(t,T)—松弛系數,在保溫保濕養護條件下(緩慢降溫即緩慢收縮),可按“工程結構裂縫控制”第123 頁表5-1取值:如不考慮齡期的影響則按表5一2取值:施工養護條件良好者總降溫差包括水化熱降溫差及收縮當量溫差一次計算(即非分段計算),松弛系數在良好的溫濕度養護條件下取0.3或0.5養護一般),當寒潮襲擊或激烈干燥時,松弛系數為O.8,應力接近彈性應力,容易開裂。

當拉應力超過設計強度時,應驗算裂縫間距,再根據裂縫間距驗算裂縫寬度(注意:裂縫間距既是伸縮縫間距,又是后澆帶間距,如果建筑物的總長小于或等于該間距,則該建筑物即可取消伸縮縫,計算后澆帶間距所取的降溫及收縮只是后澆帶封閉前的一段降溫及收縮差,但還應驗算后澆帶封閉后的應力,這是采用結構的、全長和封閉后溫度及收縮差):

T=T1+ T2+ T3(水化熱溫差、氣溫差、收縮當量差,取代數和): 混凝土的極限拉伸,級配不良,養護不佳,約為 ;正常級配,一般養護,為 ;級配良好,養護優良,取 ;配筋合理(細一些、密一些),可提高極限拉伸20%一40%。構造配筋率宜為0.3%一0.5%。

H—均拉層厚度(強約束區):

E-混凝土彈性模量:,Cx—水平約束系數:

ch,arcch-雙曲余弦及雙曲余弦反函數:

a—線膨脹系數:一般情況,當 時,取

公式(3),(4),(5)告訴我們,控制開裂的主要因素是約束、溫差及收縮和混凝土的極限拉伸。我們盡力降低前兩項數值同時盡力提高極限拉伸方能有效的解決裂縫問題。根據公式,可求出平均裂縫間距[L],最大裂縫間距[L]、最小裂縫間距,進一步算出平均裂縫寬度、最大、最小裂縫寬。

從公式(3),(4),(5)可看出,設計上減少約束程度(滑動層、可動節點、變截面處理等)的作用,溫差變形(包括收縮)與極限拉伸的差別越小,允許長度越大,當溫差變形aT等于極限拉伸或Cx一0,則L一∞。當極限拉伸一0時,L一0,它們之間是非線性關系。應當強調,不僅設計,在施工及材料方面亦都應當盡可能采取措施減少溫差(收縮差),提高極限拉伸,降低約束程度達到綜合控制裂縫目的。

裂縫開展寬度:

式中: 為裂縫寬度經驗系數,如表1所示:約束系數Cx值如表2所示。

從工程經驗可知,高層建筑混凝土大底板對長墻的約束系數Cx比地基對混凝土大底板的約束系數約大l00倍(300一600mm墻1.5-2.5m板),故地基上混凝土底板的裂縫率極低,而長墻的裂縫率極高。因此受混凝土基礎約束的長墻出現輕微的豎向裂縫是可以諒解的,經略加處理(裂縫化學灌漿)仍然滿足設計施工的要求,不宜據此降低評級標準。

3.1.4加強構造配筋問題

設計時注意構造配筋十分重要,它對結構抗裂影響很大。但目前國內外對此都不夠重視。對連續式板不宜采用分離式配筋,應采用上下兩層(包括受壓區)連續式配筋:對轉角處的樓板(受雙向約束較大)宜配上下兩層放射筋,孔洞處配加強筋:對混凝土梁的腰部增配構造鋼筋,其自徑為8-14mm,間距約200mm,視情況而定。

3.1.5混凝土結構形式與強度等級問題

在水平結構(如梁、板、墻等)中,盡量采用中低檔混凝土的強度等級(C25-C35),利用后期強度R60。

泵送混凝土的迅速發展,由于流動性與和易性的要求,坍落度增加,水灰比增大,水泥標號提高,水泥用量、用水量、砂率均增加,骨料粒徑減小,減水劑及其它外加劑的增加等諸因素的變化,導致混凝土的收縮及水化熱作用都比以往預制裝配工程結構和中低強度等級混凝土大量增加,收縮時間延長,已為大量試驗所證實。在裂縫控制中決定混凝土抗力的是抗拉強度(極限拉伸)。水泥用量及標號的增加,可明顯提高抗壓強度,但對抗拉強度(極限拉伸)的提高是較小的。

同時在結構設計方面,已從過去大量運用簡支構件組合的靜定體系發展為超靜定框架和剪力墻體系,新結構體系的約束度顯著增加,約束應力也相應增加。隨著建設規模的日趨宏大,超長、超寬、超厚結構日趨增多,對結構的約束應力更是雪上加霜。混凝土高強化,缺乏考慮適用范圍而推廣到長墻、板梁、箱體等承受水平約束應力很高的結構中,導致過大的約束應力。

工程結構設計中應當特別注意混合結構的約束狀態,盡可能降低結構的約束度(約束變形與自由變形之比)。各種砌塊結構的抗裂性能較差,又由于砌體含水量較大導致收縮變形較大,與混凝土共同工作協調性不良,常引起嚴重開裂(特別在頂層樓板和墻體約束溫度應力及填充框架變形裂縫)。

在基巖上或老混凝土上常采用設滑動層的作法(放的設計原則)和設鉸接節點的作法(微動節點)。在約束度很高的結構中,除合理選擇材料強度等級外,必須加強構造配筋(抗的設計原則),提高抗裂能力。

平屋頂結構的設計,應注意加強屋面保溫隔熱措施,盡可能采用性能較好的保溫材料、防水材料,有條件的地區可利用架空隔熱板以減少太陽輻射引起的升溫。變形作用引起的開裂多發區經常在高層建筑的地下室及地上1,2層(強約束區)以及頂層(溫差及收縮激烈波動區),所以要加強這些區域的構造設計。

鋼筋保護層厚度過薄,對于耐久性不利:過厚會增加開裂寬度和開裂率,所以應根據耐久性要求的最小允許厚度確定,如C25-C35的混凝土結構,按50年設計壽命考慮,保護層厚度最小應為25mm,混凝土強度等級≦C20時為35mm,混凝土強度等級≧C35時,取15mm:遇有高濕環境時應加厚保護層:保護層厚度不均勻容易引起裂縫:樓板的一次澆灌層應注意其抗裂性。

3.2施工工藝方面

3.2.1商品混凝土的精料供應問題

由施工單位委托攪拌站向現場供應商品混凝土時,委托的技術依據只有設計院確定的強度等級,卻忽略了工程特點對大體積混凝土性能的要求,這樣對控制裂縫是不利的。施工單位應在混凝上澆筑施工組織設計編制中協調攪拌站、監理、設計及甲方管理部門對混凝土澆筑、振搗、養護及坍落度控制作出技術方案,并嚴格執行,特別是對坍落度的控制更應嚴格且得到攪拌站的同意。

3.2.2新澆筑混凝土的養護問題

施工工藝的中心工作是新澆筑混凝土的養護,方法有:

(1)潮濕養護混凝土澆筑后,在其表面不斷地補給水分。補給水分的方法有淋水、濕砂層、濕麻袋或草袋等,最好在表面蓋一層塑料薄膜,這樣水可滲入但又起到保濕作用。

潮濕養護的時間越長越好,但是考慮到工期等因素一般不少于半個月,重大工程應不少于1個月。混凝土澆筑后數月內,即便養護完畢,也不宜長期自接暴露于風吹日曬的條件下。

(2)養護劑涂層必須注意養護劑的質量及必要的涂層厚度,同時還應提供一定的潮濕養護條件,覆蓋一層塑料薄膜。特別要注意地下室外墻1層底板及出地面1層樓板的養護。

(3)自動給水養護(水平淋水管)對于一些長墻、長梁等結構,可采用自動噴淋管(塑料管帶有細孔),長期連續的淋水養護效果較好。

(4)保溫養護 可采用2-3層草袋或草墊之類的保溫層,如水工領域采用的保溫被(纖維編織布中填泡沫塑料)是有效的大面積保溫措施,有條件的地方也可以應用:工民建領域,冬季設置蓄熱棚保溫,棚內用碘烏燈或其它熱源補給熱量,有條件時,在冬季施工中盡可能利用混凝土的水化熱進行“自養護”。

(5)防風風速對混凝土的水分蒸發有自接影響,不可忽視。地下越冬結構宜封閉門窗,減少對流。

(6)實現信息化施工對于大中型工程,應當預埋測溫點跟蹤測試,信息反饋,指導施工養護。除了注意溫升、溫差外,更應注意降溫速度,只要降溫速度緩慢(1~3℃/d),里表溫差在緩慢降溫條件下,超過允許值一些也是可以的。

(7)盡快回填,土是最佳的養護介質,地下工程混凝土施工完畢應盡快回填。

3.3混凝上材質方面

泵送商品混凝土對原材料供應有很高的技術要求。混凝土攪拌生產環境是相當惡劣的,處于高溫、高濕、高粉塵、高振動的條件下,必須確保設備的穩定運行,稱量裝置的嚴格精確度,確保混凝上的質量。

由于泵送混凝土的流動性要求與抗裂的要求相互矛盾,故應當選取在滿足泵送的坍落度下限條件下盡可能降低水灰比。目前國內攪拌站對砂石骨料的含水率控制波動很大,影響了混凝土的水灰比。利用較精確的含水率測定儀或傳感器測出配料過程中的含水率,進行計算機處理,自動調整配料的水灰比對于控制混凝土的收縮和提高抗裂性是必要的。

砂石的含泥量對于混凝土的抗拉強度與收縮影響很大我國對含泥量的規定比較寬,但現在實際施工中還經常超標。有的攪拌站,雖然檢驗資料是合格的,但在澆搗中發現大量泥塊和雜質引起結構嚴重開裂。砂石骨料的粒徑應當盡可能大一些,以達到減少收縮的目的。

攪拌站及施工單位都應根據結構強度需要和流動度的要求確定較低的坍落度,根據施工季節及運輸距離選擇適宜的出廠坍落度和送到澆筑地點的坍落度,并根據現場坍落度信息隨時調整攪拌站水灰比。

當水灰比不變時,水和水泥的用量,即水泥漿量對于泵送狀態及收縮都有顯著影響。例如水灰比不變,水泥漿量由20%增加到25%水泥漿占混凝土總重錄比),混凝土的收縮量增大20%:如果水泥漿增加到30%,則收縮增加45 %。因此在保證可泵性和水灰比一定的條件下應盡可能降低水泥漿量。砂率過高意味著細骨料多,粗骨料少,仍然起到增加收縮的作用,對抗裂不利。砂石的吸水率應盡可能小一些,以利于降低收縮。

水泥品種的選擇應根據大體積混凝土特點,視其結構特點以水化熱控制或收縮控制。如以水化熱控制可選用粉煤灰水泥、礦渣水泥及中熱硅酸鹽水泥:如以收縮控制,可選用普通硅酸鹽水泥及粉煤灰水泥等。不要輕易采用早強水泥。

為了降低用水量,保證泵送流動度,應選擇對收縮變形有利的減水劑。相對中低強度等級的混凝土可選用普通減水劑,夏季宜選用緩凝型,而冬季可選用普通型。

粉煤灰是泵送混凝土的重要組成部分。由于粉煤灰的火山灰活性效應及微珠效應,具有優良性質的粉煤灰(不低于II級),在一定摻量下水泥重量15%~20%),其強度還有所增加(包括早期強度),密實度增加,收縮變形有所減少,泌水量下降,坍落度損失減少。粉煤灰與減水劑摻入混凝土稱為“雙摻技術”。通過預配試驗會取得降低水灰比,減少水泥漿量,提高混凝土可泵性的良好效果,特別是可明顯的延緩水化熱峰值的出現,降低溫度峰值。有的國外試驗資料說明收縮變形也有所降低。

混凝土的裂縫與環境條件(施工期和施工后)有很大關系。施工過程中應注意溫和濕度的變化,采取有效措施控制高溫、低溫沖擊和激烈干燥沖擊,此時,應力狀態接近彈性應力狀態,混凝土應力松弛效應無法發揮出來,特別注意澆筑后經過一定時期養護的混凝土仍然需要保護(維護),不宜長期裸露。注意與氣象站的密切聯系(降溫及降雨預報),不得在雨中澆筑混凝土,否則將嚴重地改變水灰比。

結構施工后驗收投入使用,由于環境變化(如生產使用條件、房屋裝修改變條件),承受了新的溫度、濕度、振動(包括相鄰振動)、化學腐蝕及簡載變化影響等,都可能引起后期開裂。

按照上述綜合原則,在上海寶鋼近百項超長大體積混凝土工程、上海八萬人體育場、金茂大廈大體積混凝土底板、上海民防大廈、浦東新區某些高層建筑地下工程、大連高科技園大體積混凝土工程、青島國際會展中心、廈門國際會展中心、廈門香格里拉大酒店、深圳鴻基大廈等工程都取得裂縫控制的圓滿成功。

4混凝土裂縫限制標準

混凝土的裂縫是不可避免的,其微觀裂縫是本身物理力學性質決定的,但它的有害程度是可以控制的,有害程度的標準是根據使用條件決定的。目前世界各國的規定不完全一致,但大致是相同的。如從結構耐久性要求、承載力要求及正常使用要求,最嚴格的允許裂縫寬度為0.lmm。近年來,許多國家已根據大量試驗與泵送混凝上的經驗將其放寬到0.2mm。

當結構所處的環境正常,保護層厚度滿足設計要求,無侵蝕介質,鋼筋混凝土裂縫寬度可放寬至0.4mm:在濕氣及土中為0.3mm:在海水及干濕交替中為0.15mm.沿鋼筋的順筋裂縫有害程度高,必須處理。

近年來預應力混凝土應用范圍逐漸推廣到更多的結構領域,如大跨超長、超厚及超靜定框架結構,其混凝土強度等級必須提高至C50。在采用泵送條件下,其收縮與水化熱大大增加,約束應力裂縫很難避免,張拉前開裂,張拉后又不閉合,裂縫控制的難度更加困難,必須考慮大體積混凝土的特點進行設計、施工及材料優選,并適當降低強度等級。其裂縫限制分3級,即不出現拉應力、允許出現拉應力但不超過抗拉強度(拉而不裂)和最大允許寬度0.2mm。預應力結構裂縫允許寬度是嚴格的,預應力筋腐蝕屬“應力腐蝕”并有可能脆性斷裂,預兆性較小,裂縫擴展速度決。裂縫深度h與結構厚度H的關系如下:h≦0.1H 表向裂縫:0.1H< h <0.5H淺層裂縫:0.5H≦ h <1.0H縱深裂縫:h=H貫穿裂縫。

應當盡量避免貫穿性及縱深裂縫,如出現該種裂縫應采取化學灌漿處理來保證強度,即貫縫抗拉強度必須超過混凝土抗拉強度。

早期裂縫一般出現在1個月之內,中期裂縫約在6個月之內,其后1-2年或更長時間屬后期裂縫。

應對懸挑結構的裂縫出現及擴展留有觀測條件(如裝修工程中人孔通道),裂縫的擴展狀況給人們以預兆,藉以控制結構性破壞。

近年來,由于房屋產權體制的改變及生活水平的提高,對房屋質量要求更加嚴格,雖然經鑒定認為沒有影響安全的有害裂縫,但從美觀和精神作用的要求,應有適當的允許范圍:當觀察人距離結構20-5Ocm時,可看清0.O5mm寬度的裂縫,是最嚴格的要求:距離1-2m時可看清0.1-0.2mm的裂縫,是一般要求:距離5-l0m時可看清0.5-1.0mm的裂縫,是必須修補的裂縫,有時雖然裂縫不寬,但是呈網狀密布,給人一種精神不快感,需要修補;對有滲水的任何寬度裂縫必須處理,上述這類裂縫經處理后滿足正常使用要求,不應據此降低質量評定等級。

雖然控制裂縫的方法是綜合的,但在結構出現裂縫后的診斷工作中,還應根據工程的具體設計、施工及材料條件尋找出引起裂縫的主次原因。

第四篇:砌體結構中墻體裂縫的分析

畢業論文 緒論

1.1 研究背景

改革開放以來,隨著我國現代化建設的不斷發展,基本建設規模的不斷擴大,建筑行業已成為國民經濟的重要組成部分,每年投資建設的各類工程項目達十幾億平方米,對推動我國經濟發展和社會進步發揮著極其重要的作用。

建筑工程質量和其他產品質量一樣,既關系到國民經濟的發展建設,又關系到人民群眾的切身利益。在工程建設中,我國早就提出“百年大計,質量第一”的建設方針,全社會對工程質量也極為關注。但是多年來,每年總有一些新建工程和既有工程發生工程質量事故,有些事故還很嚴重,尤其是砌體結構房屋倒塌占了絕大多數,其中大部分都是由于墻體裂縫引起的。總的來講,我國建筑工程質量穩步提高,建筑工程事故時有發生。

1.2 研究意義

每當人們看到房屋的磚墻或混凝土墻上出現的各種裂縫都會感到不安和擔心。其實,大多數房屋的墻體都會出現程度不同的裂縫,墻體裂縫的出現,輕微的會影響房屋的美觀,造成房屋滲水漏水,嚴重時則會影響整個房屋結構的承載力,如果不能進行及時正確地處理,甚至會引起房屋倒塌等嚴重后果。房屋墻體裂縫可分為嚴重危害性裂縫和一般輕微性裂縫。其中,嚴重危害性裂縫可導致墻體傾斜,樓層下陷塌落,梁柱脫離,管道系統破裂,直至樓房倒塌。所以應該引起各部門的注意。

1.3 研究內容

本論文主要對砌體結構工程中墻體裂縫事故進行分析處理。砌體結構墻體出現裂縫是非常普遍的質量事故之一,但很少引起各單位的注意,所以墻體裂縫事故屢見不鮮。因此,應引起有關部門的關注,針對不同裂縫采取適當措施進行有效預防,達到我們預防為主,防治結合的目標。如果已經出現裂縫就要根據實際情況采取合理措施進行加固補救處理。

論文重點對經常出現的各種墻體裂縫的形成原因、預防措施、加固處理等分析,在理論分析的基礎上,運用典型案例進一步對實際工程中的砌體結構墻體裂縫進行了分析與處理,達到運用理論知識解決實際問題的目的。

畢業論文 砌體結構工程中常見的墻體裂縫

2.1 砌體結構墻體概述

砌體結構是指建筑物的主要受力構件由塊體和砂漿砌筑而成的結構。塊體包括人工制造的各種磚砌體以及天然的石材。根據使用塊體的不同,砌體結構分為磚砌體結構、砌塊砌體結構和石砌體結構。砌體結構在我國的應用歷史悠久,是目前應用量最大的結構類型。

長期的工程實踐和大量的實驗研究表明,砌體結構具有以下特點:材料來源廣;技術性能好;工程造價低;施工技術簡便;砌體強度低;抗震性能差;砌筑工程重;影響環境大等。基于這些特點,砌體結構在土木工程中既有廣泛的應用,同時也受到一定的限制。砌體結構的主要應用范圍為:

大量的民用建筑,如住宅、辦公樓、教學樓等;一般的中小型工業建筑,如廠房、倉庫等;一般的工業構筑物,如煙囪、水塔、筒倉等;中小型水利水電工程,如壩體、渡槽等;小型道路交通工程,如橋梁、涵洞、隧道等。

在砌體結構房屋中,墻體是主要的承重構件,是建筑圍護、空間限定的界面。在其他類型的建筑中,墻體可能是承重構件,也可能是圍護構件。它所占的造價比較大,因而在工程設計中,合理地選擇墻體材料、結構方案及構造做法十分重要。

另外,隨著科學技術的進步,墻體的節能作用越來越大,如用于保溫、隔熱、隔聲的復合墻體,生態建筑中調節溫度的“雙墻”等。

畢業論文 砌體結構墻體裂縫的成因分析及預防

砌體結構墻體出現裂縫是非常普遍的質量事故之一。雖然有人用“無樓不裂”來形容砌體結構的普遍性有些夸張,卻也確實反映了砌體結構出現裂縫的普遍性和嚴重性。據河北省某市對73棟新建磚混結構的調查,開裂的磚墻有68棟,占93.2%。砌體裂縫直接影響建筑物的美觀,嚴重者降低結構的強度、剛度、穩定性、耐久性及整體性能,在建筑功能上可能造成房屋滲漏,也會給房屋使用者造成較大的心理壓力。砌體出現裂縫往往標志著砌體結構內部某一部分有內應力,并且已經超過了其抗拉、抗剪強度。因此在很多情況下,裂縫的發生與發展還是大事故的先兆,如超載引起的裂縫可能會引發結構事故,嚴重時,甚至造成倒塌。因此對砌體結構裂縫必須認真分析其產生原因,在設計與施工中采取有效預防措施。

3.1 沉降裂縫的成因分析

由于地基不均勻下沉的影響,使磚砌墻體表面產生一些不同性質的裂縫。由于磚混結構一般性裂縫(除嚴重開裂外)不危及結構安全和使用,往往容易被人們忽視,致使這類裂縫屢經發生,形成隱患,尤其在地震及其他荷載作用下,更易造成危害。墻體裂縫應引起有關部門的重視,采取措施,減少和防止裂縫的產生。

3.1.1 裂縫現象

(1)斜裂縫一般發生在縱墻的兩端,多數裂縫通過窗口的兩個對角,裂縫向沉降較大的方向傾斜,并由下向上發展。由于橫墻剛度較大(門窗洞口也小),一般不會產生較大的相對變形,故很少出現這種裂縫。裂縫多在墻體下部,向上逐漸減少,裂縫寬度下大上小,常常在房屋建成后不久就出現,其數量及寬度隨時間而逐漸發展。

(2)窗間墻水平裂縫。一般在窗間墻的上下對角成對出現,沉降大的一邊裂縫在下,沉降小的一邊裂縫在上。

3.1.2 產生原因分析

房屋的全部荷載最終通過基礎傳給地基,而地基在荷載作用下,其應力是隨深度而擴散的,深度越大,擴散愈大,應力愈小;在同一深處,也總是中間最大,向兩端逐漸減小。也正是由于土壤這種應力的擴散作用,即使地基地層非常均勻,房屋地基應力分布仍然是不均勻的,從而使房屋地基產生不均勻沉降,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。在地質較好、較均勻,且房屋的長高比不大的情況下,房屋地基不均勻沉降的差值是比較小的,一般對房屋的安全使用不會產生多大的影響。但當房屋修建在淤泥土質或軟塑狀態的粘性土上時,由于土的強度低、壓縮性大,畢業論文

房屋的絕對沉降量和相對不均勻沉降量都可能比較大。如果房屋設計的長高比較大,整體剛度差,而對地基又未進行加固處理,那么墻體就可能出現嚴重的裂縫。裂縫對稱的發生在縱墻的兩端,向沉降較大的方向傾斜,沿著門窗洞口約成45°呈正八字形,且房屋的上部裂縫小,下部裂縫大。這種裂縫,必然是地基附加應力作用使地基產生不均勻沉降而形成的。具體情況如下:

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

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

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

(4)在多層房屋中,當底層窗臺過寬時,也往往容易因荷載由窗間墻集中傳遞,使地基不均勻沉降,致使窗臺在地基反力作用下產生反向彎曲,引起窗臺中部的豎向裂縫。

(5)新建房屋的基礎若位于原有房屋基礎下,則要求新、舊基礎底面的高差H與凈距L的比值應小于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。同理,在施工相鄰的高層和低層房屋時,也應本著先高、重,后低、輕的原則組織施工;否則,若先施工了低層房屋后再施工高層房屋,則也會造成低層房屋墻體的開裂。

從以上分析可知,裂縫的分布與墻體的長高比有密切關系,長高比大的房屋因剛度差,抵抗變形能力差,故容易出現裂縫;因縱墻的長高比大于橫墻的長高比,所以大部分裂縫發生在縱墻上。裂縫的分布與地基沉降分布曲線密切有關,當沉降分布曲線為凹形時,裂縫較多的發生在房屋下部,裂縫寬度下大上小;當沉降分布曲線為凸形,裂縫較多的發生在房屋的上部,裂縫寬度上大下小。裂縫分布與墻體的受力特點密切有關,在門窗洞口處、平面轉折處、層高變化處,由于應力集中,往往也就容易出現裂縫;又因墻體是受剪切破壞,其主拉應力為45°所以裂縫也呈45°傾斜。[4]

3.2 溫度裂縫的成因分析

長期以來,砌體結構建筑經常出現裂縫。裂縫出現的種類繁多,可謂是五花八門,溫度裂縫是常見的墻體裂縫。裂縫的產生和發展直接影響建筑物的安全性、耐久性及其美觀,甚至給人造成不適的心里陰影,所以應該在設計、施工、材料選用等環節中加以重視并且采取積極有效的預防措施。

畢業論文

3.2.1 墻體溫度裂縫的現象

(1)八字形裂縫出現在頂層縱墻的兩端(一般在1~2開間的范圍內),嚴重時可發展至房屋1/3長度內,有時在橫墻上也可能發生。裂縫寬度一般中間大、兩端小。當外縱墻兩端有窗時,裂縫沿窗口對角方向裂開。

(2)水平裂縫。一般發生在平屋檐下或頂層圈梁2~3皮磚的灰縫位置,裂縫一般沿外墻頂部斷線分布,兩端較中間嚴重,在轉角處,縱、橫墻水平裂縫相交而形成包角裂縫。

3.2.2 墻體溫度裂縫原因分析

(1)頂層墻體裂縫

由于屋面直接受日光照射,屋面溫度遠高于墻體溫度;而砼的線膨脹系數(1×10-5/℃)是磚砌體的線膨脹系數(0.5×10-5/℃)的2倍左右,所以屋面溫度變形遠大于墻體溫度變形,使得頂層墻體開裂嚴重,尤其是內外縱墻端部、端開間門窗洞口處更加明顯。下部樓層的開裂原因與此相近,但由于室內的大氣物理條件較屋面好一些,裂縫較輕。

(2)墻體豎直裂縫

平面不規則復雜形狀的建筑,常在墻 轉折處,沿垂直方向產生豎直裂縫。情況嚴重的呈現上下貫通的豎直通縫,并伴有墻體變曲撓折現象。其原因在于,同方向的墻體不在一個平面內,溫度作用下墻體整片變形錯位,對互連的垂直方向墻體產生剪切變形。而相互垂直或成某一角度的墻體由于溫度變形方向各沿其所在平面內,故彼此產生推力、剪力,同樣會使墻體產生豎直裂縫和彎曲變形。

(3)墻體水平裂縫

由于功能的要求及立面造型需要,有些建筑相鄰房間層高不同,而恰好在屋(樓)面板支承位置產生水平方向的墻體裂縫.其原因是屋(樓)面板產生相對的變形,墻體受兩個相對且不在同一平面的水平力作用,產生剪切變形而裂開。

(4)圈梁下部墻體裂縫

設置圈梁不但可以增強建筑物的整體性和延性,提高抗震能力,而且可以適當增加墻體的抗裂性能,但倘若圈梁設置不合理,則會起相反作用.有些建筑在圈粱下面出現很多“八’字形斜裂縫,越靠山墻越明顯.這是由于建筑物過長,未設伸縮縫;或雖設縫但圈梁卻連續貫通,使圈梁很長,變形量較大,將其下部墻體拉裂。需要著重說明一點:當前隨著墻體改革的深入,實心粘土磚正逐漸被淘汰。多孔磚砌筑的墻體,在圈梁現澆過程中,砼振搗流人豎孔內凝結后形成大量的砼小銷栓,由于其強度高,使得圈梁與墻體連結十分牢固,沒有相互變形的余地,這樣圈梁的變形通過銷栓作用拉動墻體,導致墻體裂縫,其情況甚至超過了實心磚的裂縫。

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(5)構造柱柱邊墻體裂縫

許多建筑在構造柱與砌體相連處出現裂縫。主要原因在于構造柱將墻體分成若干段節,墻體不能保證延續的咬搓連接.由于兩種材料協同工作的條件嚴格,故輕微的(人眼難以直觀的)裂縫就在所難免;加之構造柱設置時受各方面因素影響,經常達不到質量要求,使此處抵抗溫度變形的能力低于咬搓良好的墻體,通常在溫度應力大,柱墻連接交叉位置產生裂縫。

(6)出屋面女兒墻的裂縫

設置女兒墻的建筑常在女兒檣壓頂下部出現斜裂縫,且端部較明顯。另外在女兒墻轉角處也多出現裂縫,原因在女兒墻及其鋼筋砼壓頂無保溫措施,與下部的屋面板和墻體相比受溫度變化的影響更為嚴重,其大氣物理條件在整幢建筑中最為惡劣。在此條件下,壓頂將其下面的女兒墻拉出斜裂縫,轉角處的女兒墻相互推擠產生角部裂縫。有時,由于鋼筋混凝土屋面的收縮,也可能使女兒墻處于偏心受壓狀態,從而造成女兒墻上部沿豎向開裂。[5]

3.3 超載裂縫的成因分析

3.3.1 墻體超載裂縫的現象

常見的超載裂縫有兩種,豎向裂縫和水平裂縫。豎向裂縫常出現在中心受壓或小偏心受壓的磚墻和磚柱上,當磚墻或磚柱大偏心受壓時可能出現水平裂縫。兩種裂縫常在墻、柱下部約1/3高度處(上下兩端除了局部承壓不夠而造成裂縫外,一邊較少有裂縫)。超載裂縫形狀中間寬、兩端細。超載裂縫通常在樓蓋(屋蓋)支撐拆除后立即可見,也有少數是使用荷載突然增加時開始。

3.3.2 超載裂縫的產生原因分析

墻體出現超載裂縫的原因有多種:有的是屬于設計方面的,如對承擔的荷重考慮不周,造成砌體局部超載;有的是結構構造的缺陷,如梁底未設有梁墊或梁墊面積不夠;有的沒有設置縱橫墻拉結筋等。有的是施工方面的原因,如水泥、磚、砂等砌筑材料不合格,砂漿配比不準確,砂漿強度達不到設計要求,或砌筑質量低劣,灰縫過薄或過厚、灰漿不飽滿、組砌不合理等,造成砌體承載力降低。有的是因為使用方面的原因造成的,如使用單位任意吊掛重物,或任意改變使用性質,增加荷載,或者隨意開鑿洞,削減了砌體的橫截面面積等。

畢業論文 砌體結構墻體裂縫的加固補強處理

砌體結構由于材料來源廣泛,施工方便,相對造價低廉,因此得到普遍應用。但是由于設計、施工等方面的原因,在工程中常常會出現墻體裂縫。輕微細小的裂縫影響房屋的外觀和使用功能,而嚴重的則會影響砌體的承載力,甚至會引起倒塌。對此必須認真分析,妥善處理。

一旦砌體發生開裂,應首先分析開裂原因,鑒別裂縫性質,并觀察裂縫是否穩定及其發展狀況。這可以從構件受力的特點,建筑物所處的環境條件,以及裂縫所處的位置,出現的時間及形態綜合加以判斷。如果在裂縫上涂一層石膏或石灰,經一段時間后,若石膏或石灰不開裂,說明裂縫已近穩定。在裂縫原因已近查清的基礎上,采取有效措施進行加固補強處理。

4.1 采取措施對墻體裂縫進行加固補強處理

4.1.1 墻體裂縫的加固補強處理方法

對建筑物的安全及正常使用無明顯影響的裂縫,為了美觀的目的可以采用表面覆蓋裝飾材料,用水泥砂漿、樹脂砂漿等填縫封閉,這類硬質填縫材料極限拉伸率很低,如砌體尚未穩定,修補后可能再次開裂。而對于持續發展有可能對建筑物的安全造成危險的,必須及時采取加固補強措施。

裂縫補強加固,一般可根據裂縫性質、各處理方法特點與適應范圍等,選擇以下幾種常用的措施。

(1)剔縫埋入鋼筋法

當裂縫較寬時,可以采用剔縫埋入鋼筋的修補方法,即在與裂縫相交的灰縫中嵌入細鋼筋,然后再用水泥砂漿填縫。

沿裂縫方向嵌入鋼筋,相當于加一個“銷”將裂縫兩側砌體銷住。具體做法如下:將墻體兩側每隔5皮磚剔鑿一道長1m(裂縫兩側各0.5m),深50mm的磚縫,埋入Φ6鋼筋一根,端部彎直鉤并嵌入磚墻豎縫,然后用強度等級為M10的水泥砂漿嵌填嚴實。施工時要注意兩面不要剔同一條縫,最好隔兩皮磚;要注意先加固一面、砂漿達到一定程度后再加固另一面;注意采取保護措施使砂漿正常水化。

(2)灌漿修補法

當裂縫較細,裂縫數量較多,發展已基本穩定時,可以采用灌漿補強法。它是工程中最常用的裂縫修補方法。

灌漿修補是利用漿液自身重力或壓力設備將含有膠合材料的水泥漿液或化學漿液灌人裂縫內,使裂縫粘合起來的一種修補方法。這種方法設備簡單,施工方便,價格便 7

畢業論文

宜,修補后的砌體可以達到甚至超過原砌體的承載力,裂縫不會在原來位置重復出現。

灌漿常用的材料有純水泥漿,水泥砂漿,水玻璃砂漿或水泥石灰漿等。在砌體修補時,可用純水泥漿,因純水泥漿的可灌性較好,可順利地灌入貫通外露的孔隙,對于寬度為3mm左右的裂縫可以灌實。若裂縫寬度大于5mm時,可采用水泥砂漿。裂縫細小時,可采用壓力灌漿。

壓力灌漿法如下:

用空壓機將水泥漿液壓入墻體的裂縫內,將砌體重新膠結成整體。由于灌漿材料強度都大于砌體強度,因此只要灌漿方法和措施適當,經水泥灌漿修補的砌體強度都能滿足要求,而且具有修補質量可靠、價格較低、材料來源廣和施工方便等優點。

漿液通常采用摻加懸浮劑的水泥漿,水灰比易取0.7:1,懸浮劑一般用聚乙醇胺,或水玻璃,或107膠。灌漿設備主要有:空氣壓縮機、貯漿罐及噴槍等。灌漿前后要確定灌漿口位置:裂縫寬度1mm以下者,灌漿口間距為20~30cm;裂寬度為1~5mm時,灌漿口間距為30~40cm;裂縫寬度為5mm以上時,灌漿口間距為40~50cm。[11]

(3)外包加固法

外包加固法常用來加固裂縫不規則的磚墻,尤其是十字交叉裂縫的磚墻。在墻面上間距300~400mm用電錘打孔,設置Φ6~Φ8@200的鋼筋網片,用穿墻“∽”筋拉結固定后,兩面涂抹或噴涂30~40mm厚M10水泥砂漿進行加固。

(4)拆磚重砌法

對裂縫較嚴重的砌體可采用局部拆除重砌法。在裂縫位置拆除250mm(跨裂縫兩側)長磚墻,用比原設計等級高一級的砂漿重新砌筑,新老砌體按規范要求結合密實。注意拆除墻體時,應采取措施保障安全。

(5)整體加固法

當裂縫較寬而且墻身變形明顯,或內外墻拉結不良時,僅用封堵或灌漿措施難以取得理想的效果,這時可采用鋼拉桿加固法,或用鋼筋混凝土腰箍及鋼筋桿加固法。[12]

(6)托梁加固法

若因梁下未設置混凝土墊塊或墊塊面積不夠,導致砌體局部承壓強度不足而產生裂縫,可在梁下加設鋼筋混凝土墊塊。

(7)裂縫轉為伸縮縫

在外墻上出現隨環境溫度而周期性變化且較寬的裂縫,封堵效果往往不佳,有時可將裂縫邊緣修直后,作為伸縮縫處理。

(8)變換結構類型

當承載能力不足導致砌體裂縫時,常采用這類方法處理。最常見的是柱承重改為加砌一道墻,變為墻承重,或用鋼筋混凝土代替砌體等。

(9)填縫密封修補法

畢業論文

磚砌體填縫密封修補的方法,通常用于墻體外觀維修和裂縫較淺的場合。常用材料有水泥砂漿、聚合水泥砂漿等。這類硬質填縫材料極限拉伸率很低,如砌體尚未穩定,修補后可能再次開裂。

這類填縫密封修補方法的工序為:先將裂縫清理干凈,用勾縫刀、抹子、刮刀等工具將1:3的水泥砂漿或比砌筑砂漿強度硬高一級的水泥砂漿或摻有107膠的聚合水泥砂漿填入磚縫內。[13] 通過采取以上措施對出現裂縫的砌體結構墻體進行加固補強處理,相信房屋的安全性和穩定性會得到有效保證,能夠繼續滿足用戶的使用要求。

畢業論文 典型案例分析

砌體結構墻體出現裂縫是非常普遍的質量事故,砌體結構墻體在建設和使用過程中會出現不同形式、不同程度的裂縫,雖然有些裂縫不可避免,但大部分還是可以在設計、施工及后期處理中得到有效預防和控制的。下面我將運用論文上幾章介紹的墻體裂縫的原因分析及預防和裂縫加固補強處理的方法對實際工程中的墻體裂縫事故進行分析處理。

5.1 砌體結構墻體裂縫實例

5.1.1 工程概況

某住宅建筑為一棟二層磚混結構建筑,建筑面積769.78m2,陽臺為現澆鋼筋混凝土板,挑出長度1.3m,現澆板屋面,頂層設有鋼筋混凝土壓頂圈梁。2008年7月開始施工,同年11月竣工。工程竣工后,部分墻體開始產生水平裂縫,具體為:兩端山墻、⑥軸縱墻以及部分橫墻,其中北 面墻(⑥軸)均有不同程度水平裂縫,尤其二層窗下墻裂縫較為嚴重,鑿除部分墻面抹灰層,發現水平灰縫較多已開裂,而豎向灰縫尚末出現裂縫。裂縫主要特點為:窗下墻相對于窗間墻裂縫要嚴重,二層墻體相對于一層墻體裂縫要嚴重,陰面墻體相對于陽面墻體裂縫要嚴重。

5.1.2 裂縫原因分析

引起砌體結構墻體裂縫的因素很多,據統計80%以上的裂縫是由地基的不均勻沉降、承載力不足、溫度變化、設計不當、施工質量差、材料不合格及缺乏經驗等因素造成的。因此對裂縫產生的原因可以通過上述幾個方面進行分析,從而最終確定引起裂縫的真正原因。

(1)設計方面的因素

該工程設計單位是一家有正規資質的單位,該建筑平面形狀規則,構造簡單,在建筑頂層每個開間、錯層處及屋面不等高處都設置了圈梁,頂層設置鋼筋混凝土壓項圈梁并與“構造柱”連為整體,屋面板采用現澆板,并做好了保溫措施,保障了整體剛度和墻體的可延性,提高了墻體抗裂能力,能夠約束裂縫的擴展。另外附近有不少形式相近的建筑物在使用中并未出現裂縫問題,因此可以排除設計因素。

(2)地基方面的因素

當地基發生不均勻沉降時,沉降大的部分砌體與沉降小的部分砌體會產生相對位移,從而使砌體中產生附加的拉力或剪力,當這種附加內力超過砌體的強度時,砌體中便產生裂縫。當中間部位沉降過大時,就會使房屋產生縱向整體彎曲,容易產生“八” 10

畢業論文

字形裂縫,當兩端沉降過大時,會產生倒“八”字形裂縫,該類裂縫大部分首先出現在窗口對角處,也可能在底層中部窗臺處形成由上至下的豎縫或在窗臺、門窗洞口附近、樓梯間等薄弱部分下角窗間墻處產生水平裂縫。

檢測時,在墻角及部分構造柱位置開挖了探井,發現土層分布均勻,在開挖深度處未發現有地下水及軟弱土層,且基礎下部為承載力較高的礫石層,與地質資料相吻合,基礎施工質量也滿足設計要求。所以可以排除地基方面的因素。

(3)溫度、干縮方面的因素

干縮裂縫形態一般為:①在墻體中部出現的階梯形裂縫;②環塊體周邊灰縫的裂縫;③在外墻的窗下墻出現豎向均勻裂縫;④山墻等大墻面出現的豎向、水平向裂縫,收縮裂縫一股多出現在下部幾層,有的砌體房屋山墻大墻面中間部位出現由底層 直延伸至3、4層的豎向裂縫。干縮引起的裂縫寬度不大,且裂縫寬度較均勻。溫度裂縫常出現在混凝土平層蓋房層的頂層兩端墻體和L“墻上。如在門窗洞邊的正“八”字形斜裂縫,山墻上部的斜裂縫、平屋頂下或屋頂圈粱下沿磚塊灰縫的水平裂縫,以及水平包角裂縫等。這些裂縫一般經過一段時間后逐漸穩定,不再繼續發展,裂縫的寬度隨溫度變化而略有變化,溫度裂縫有明顯的規律性:兩端重中間輕,頂層重下層輕,陽面重陰面輕。[14]

而該建筑裂縫僅為水平裂縫,且分布較廣,嚴重部分也僅出現在窗下墻處,以溫度及干縮裂縫的特點和規律來看,雖然裂縫的產生有其影響,但并不是主要因素。

(4)施工、材料方面的因素

該建筑由一家私人建筑公司承建,由于管理制度不健全以及環境條件的制約,施工資料不齊全,導致該工程遲遲未進行竣工驗收。單從鑿除抹灰層后,柱、梁、墻等外觀尺寸、混凝土強度、澆注、砌筑質量而言,均能滿足設計要求,而在查閱相關資料以及與建設方人員交談時發現,原材料、砂漿配比等都沒有進行過相關檢測。其中的原材料為就地取材,在對現場砌筑砂漿采樣時發現,多數裂縫處砌筑砂漿酥松無強度,用手易捻碎,用水浸泡后,手捻有滑膩感,采用砂漿回彈儀彈測,回彈儀不起跳,砂漿強度無法評定。從墻體中取出砂漿進行化學分析后發現該砌筑砂漿硫酸根離子(S042-)含量過高,表明己被硫酸鹽腐蝕。其具體侵蝕過程為:水中溶有一些易溶的硫酸鹽,先與硬化的水泥石結構中的氧氧化鈣起置換反應,生成硫酸鈣。硫酸鈣再與水泥石中的水化硫鋁酸鈣起反應,生成高硫型水化硫鋁酸鈣(水泥桿菌):

SO42-+Ca(OH)2→CaSO4+2OH-

4CaO.A12O3·12H2O+3CaSO4+20H2O→3CaO·A1 2O3·3Ca+SO4·31H2O+Ca(OH)2 高硫型水化硫鋁酸鈣含有大量的結晶水,其體積比原體積膨脹1.5倍,該反應是在固相中進行的,因此在砂漿中產生了巨大的膨脹應力,導致砂漿開裂、強度降低。[15]

由此可知,窗下墻比窗間墻裂縫要嚴重,二層墻體比一層墻體裂縫要嚴重,陰面墻

畢業論文

體比陽面墻體裂縫要嚴重的原因在于,窗下墻上部荷載相對于窗間墻小,二層墻體上部荷載相對于一層墻體要小,由于上部荷載小,所以抵抗下部腐蝕膨脹的約束力就小。陽面墻體中化學反應產生的結晶水易蒸發散失,而陰面相對較難散失,且冬季更容易產生凍脹破壞。豎向灰縫由于受墻體本身及構造柱的約束,暫時沒有出現裂縫,但由于砂漿已經破壞,所以遲早都會出現開裂現象的,因此應該采取措施進行加固處理。

5.1.3 處理方案

由于砂漿己破壞,如不對墻體進行加固補強處理,裂縫有進一步擴展的可能,根據以往經驗,對此類裂縫最好的加固方法是安裝鋼筋網片。具體步驟為:(1)在填充墻面分別沿豎向及水平方向切深度20mm的切槽,間距250mm,豎向槽從天面板底至地面,橫向槽拉通墻面連接兩側構造柱。(2)將槽內灰塵清理干凈,并保持干燥。(3)調配好環氧樹脂,用毛刷均勻地涂抹在槽內及鋼筋上,將通長Φ6鋼筋壓入槽內,用Φ6@500梅花狀布置的拉結筋錨緊墻體兩側鋼筋,用1:1干硬性水泥砂漿填充切槽,略低于墻面,施工時,應先粘豎向筋再粘橫向筋。

(4)待砂漿干燥檢查是否空鼓后,再用M10水泥砂漿抹面25~30mm厚,常規養護。此方法利用環氧樹脂粘貼作用,使墻體成配筋體,提高抗裂性,通過鋼筋網使圈梁、構造柱等與墻體形成整體,增加了整體抗變形能力。而且對墻體破壞小,工期快,易于恢復裝飾層。[16]

5.1.4 結論

經過上述技術措施處理后,目前該建筑的裂縫已得到有效控制,墻體外觀得到很好的改善,能夠滿足用戶的使用要求,讓大家放心安全的居住。

控制裂縫的產生和進一步發展是建筑工程中必不可少的一個重要環節。施工單位應該嚴把質量關,嚴格檢查進出材料質量,保證材料滿足施工要求。砌體裂縫因溫差和磚的材質因素產生的較普遍,而以沉降、超載導致裂縫的危害性較大,但是其危害性和處理方法也不能一概而論,在實際中,具體處理裂縫時必須正確區分,針對不同情況采取不同措施,以防為主,防止結合,相信這樣就會實現我們“百年大計,質量第一”的目標。

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結束語

普遍存在的墻體裂縫問題,已經引起各單位的高度重視,有些單位的施工、竣工資料不齊全,給產生裂縫原因的分析以及裂縫房屋的處理帶來困難。建筑物的裂縫具有多發性、多樣性、復雜性的特點。預防和限制建筑物的裂縫,涉及到工程建設相關人員的素質、原材料質量控制、施工方法、施工環境及操作水平等多方面的綜合因素的影響。只有從思想上高度重視、管理上嚴格要求、操作上一絲不茍,把好質量關,才能將建筑物的裂縫消除或限制在一定的范圍之內,達到建筑物“百年大計”的要求。

工程施工階段是最終形成產品質量的重要階段,在實踐中,大家認為施工質量對裂縫的影響十分明顯,尤其是住戶,把所有的裂縫原因全歸罪于施工質量,雖然這種言論具有片面性和不確切性,但這也反映了用戶對施工質量的信任程度和對質量的要求。

因此,施工質量不容忽視。由施工質量引起的裂縫是多種多樣的。可以說任何房屋的裂縫都有可能與施工質量有關。如溫度裂縫,由于屋面保溫厚度、保溫材料或砂漿的強度不滿足設計要求等等都可能導致裂縫的發生或擴大;砌體的砂漿飽滿度不滿足要求也能造成墻體裂縫或門窗變形。因為,當每皮磚砌筑的砂漿不飽滿時,建成使用后,隨著荷載不斷增加使砌體壓縮變形,墻體就會產生裂縫。施工質量問題也可能引起沉降裂縫,因為,當基槽開挖后,地基土擾動而形成松軟土或基礎施工不滿足設計要求等都可能引起地基基礎的不均勻沉降。因此,施工單位應嚴把材料質量關,對不合格的材料堅決不用;嚴格按規范施工,砌體應上、下錯縫,內外搭接,水平灰縫及豎向灰縫應飽滿;嚴禁以鋪漿代替灌縫,轉角和交換處應同時砌筑,半磚使用率不得超過5%;認真分析房屋結構,合理安排施工工序,應先建主體后建附屬,先建重而高部分,后建輕而低部分,對大面積現澆板,應設置后澆帶;對沉降縫、伸縮縫等,一定要將縫內雜物剔除干凈,使縫能正常發揮作用。施工質量的好壞對房屋的使用價值起著舉足輕重的作用。

此外,還要防止因使用不當引起的墻體裂縫。房屋裝修時,應征求原設計人員意見,對承重構件不得隨意破壞,裝修樓地面時荷載不應超過設計值,使用中,活載不應過于集中;房屋超過結構合理使用年限時,應委托相關單位進行鑒定。必要時,對損壞的構件進行加固并加強觀測。

通過各方面的共同努力,相信墻體裂縫將會被人類克服,使用戶住上更加堅固、更加舒適、更加美觀、更加安全的房屋。

畢業論文

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畢業論文

致謝

首先,我感謝老師,在做畢業論文過程中老師給予我很大的影響和幫助。在整個過程中老師認真負責的處理我遇到的問題,并且在畢業論文過程中給我做耐心細致的輔導,解決論文中遇到的疑難問題,使我漸漸在頭腦中對本論文有了清晰的輪廓,明確了論文研究的方向,有了大體的思路,知道了先做什么,后做什么,最后如何達到論文的要求。

其次,在我感到迷惑時就向同學咨詢,不斷的交流意見,擴展思路,才能使畢業論文如期完成,感謝同學對我的幫助和指點。

最后,能夠順利地完成畢業論文,與我院領導的關懷是分不開的。他們為我們創造了一個良好的學習環境,能讓我安心地做論文。還要感謝網絡圖書館的大力支持,為我提供了大量資料可供參考。

畢業論文圓滿完成,在此我對我們院領導、指導老師、工作人員和各位同學在整個畢業論文中所給予我的支持和幫助表示衷心的感謝。

第五篇:混凝土裂縫的有效控制方法(論文)

鋼筋混凝土樓板裂紋的防止對策

設計院:楊 杰

提要 本文根據混凝土的特性,從模板的制作安裝、混凝土的振搗及養護等幾方面制定預防對策。

關鍵詞 混凝土 裂紋 預防對策

為保證房屋建筑結構的整體性及抗震性能,中心區十二村三期住宅工程,由原一二期預制樓板改為鋼筋混凝土全現澆樓板,現澆鋼筋混凝土樓板除整體性及抗震性能好以外,也有其很難克服的缺點,也就是現澆鋼筋混凝土樓板容易出現裂紋,真對此問題,我根據以往經驗,并詳細研究了混凝土的特性,從模板的制作安裝、混凝土的振搗及養護等幾方面制定了防預防對策。

鋼筋混凝土樓板裂紋原因和防止措施:鋼筋混凝土工程在整個工程中占主要地位,目前采用普遍,這項工程項目施工得好,能保證工程質量,滿足用戶的安全使用功能。鋼筋混凝土梁板施工中產生裂紋、裂縫,將導致滲透、漏水。裂紋的原因、形式有其不同,如能找出其原因,并能加以研究、解決、防止,這是工程技術中不可缺少的組成部分。鋼筋混凝板的裂紋分為有規則和無規則2種,有規則的裂紋多數發生在梁邊、墻邊,無規則的發生在板中。這些問題多數是施工上造成的。

鋼筋混凝土樓板裂紋一般是不會造成樓房倒塌的。但是裂紋發生在衛生間或屋面板時,在下雨或久雨時出現的滲透、漏水給天棚、墻面造成黃斑、抹灰脫落,室內的整潔、美觀受到破壞,給人的生活帶來不便和威脅。樓板裂紋的原因與木制作工程的制安、混凝土的施工、保護以及水的養護等一系列的施工有關系。

1、木制作安裝 1.1 木支撐作用:有的地方由于木料來源缺乏,購來的支撐太小(梢徑<60mm)不能承擔梁板混凝土的重力;有的因使用急需,木頭不干就用,這樣的生木有較大的軟性;撐距偏大;有的彎曲過大或腐蝕。在施工混凝土時,由于人工操作,斗車來往,梁板下支撐產生上下彈動性較大,搗固的混凝土受到振動影響,由于支撐受力不足產生彎曲,梁板也隨著下沉,梁邊出現直紋,板邊出現亂紋,這些現象均是支撐選取不當的緣故。

1.2 施工支撐用料:施工中由于注意不夠,在選用木支撐時,未能根據現有梁的大小進行選用,支撐太小,在一排支撐中有連續幾根都是小支撐或整排都是新支撐,造成在混凝土的重壓下支撐彎曲,梁或板隨之下沉,在梁邊產生裂紋。

1.3 橫擔木選用、排施:橫擔木一般選用6*8cm方木在梁之間的排放,不能為節省材料選用4*6cm的規格。排放的間距不能過大,大于60cm時,模板受壓強度就不夠,每平方米板面混凝土、人及振動機械有300kg 以上,由于橫擔木小、支撐間距大、板跨大、板面承受壓力不夠,使板面混凝土產生一些無規則的裂紋。

1.4 墊板:有的工程在支撐下選用20~30cm、厚2.5cm的墊板,這樣的墊板在樓上可用,在地面是不行的,因地面有些是回填土,軟硬不均,一根支撐承受混凝土的壓力,重的要1t以上,光靠這一小塊板來承受壓力是不夠的,這樣使梁板下沉不均,在梁邊、板面產生一些裂紋,所以地基處理夯實,還有支撐下的基礎,往往被忽視,為了操作方便,先用干土松填。在搗固混凝土時澆水,水流往支撐基礎,產生了嚴重的下沉。在混凝土搗灌時,可能發生工程事故或緊急暫停,或是扒掉混凝土從基底加固重新安裝支撐。這就造成人力、材料的損失,耽誤了時間,輕的使梁板下沉,造成混凝土的裂紋、梁的斷裂。因此支撐基礎一定要夯實,最好硬化,墊板要用50厚的最好。

1.5.樓板的裝釘:由于技工的手工不一,注意不到或者經驗不夠,在釘模板時都是密釘的,其實不然,要看板本身的含水情況:如果板很潮濕,已經膨脹到最寬的尺寸;另一種是生木新加工的板,這兩種情況可以密釘模板。有的模板是干的、板寬縮小到最窄尺寸、吸水后要膨脹的,裝釘時應留0.5~1.0cm的板縫,因為板寬一般是10~20cm ,5% 的脹寬是有的。模板澆水后剛好由于膨脹使板縫吻合。如果干板密釘,在澆水后將產生拱板或在混凝土施工后,由于板向上的拱力過大,迫使混凝土板產生裂紋,這種是直線短紋。

2.混凝土的施工

這里所說的僅僅是與混凝土板裂紋有關的一些情況 2.1 混凝土的板面運輸:混凝土攪拌后由人工或機械運輸,常用的是在樓板上用翻斗車運輸。在施工中,往往只顧用力、快步跑、猛力翻倒,而不顧樓板會產生過大振動有什么不良影響。特別是在斗車猛力翻倒時,使梁板產生過大振動,使梁板下的支撐產生下沉,使已搗固好的混凝土初凝受到不良的影響。同時會壓沉綁扎好的負壓筋,拆散負筋,破壞鋼筋的結構。其二,車道的行走是固定鋪板位置的線路,在不斷地來回行走過程中,由于用力過大,使板的支撐下產生一定下沉或梁板下支撐的松動,在這種情況下,已搗固好的梁板邊或板面已經產生裂紋,輕的在施工后才發現有裂紋,在車道的位置也有一些不規則裂紋,所以混凝土的搗固:混凝土的搗固順序從柱、梁到板、板梁,從遠到近,施工前先鋪搭人行、車輛道,可以利用5*16cm,長4m的架板,板下用木板墊起,不得壓鋼筋。

2.2 施工縫的合接:在一層樓板施工中,因上、下午間隔,今天到明天的間隔,在停歇的時間留下了施工縫。施工過程中不是一帆風順的,有時由于停電、停水或攪拌機、升降機出現故障被迫停工,留下施工縫。有時發生在梁中、板中的位置,如果停歇時間長,應采用人工攪拌、挑運,人工搗固,銜接整根梁、板到梁邊。產生這些情況應采取相應的措施。接頭在梁中、施工縫在板中等到重新搗固混凝土時,先潑上水,這時水已沾滿了混凝土的孔隙,倒上的混凝土漿與原混凝土的結合較差。有的搗固不認真,加上新舊混凝土搗固時間有些相隔,凝結性能略有差異,混凝土施工后,在梁板、板銜接處出現裂紋,這就要求施工員事先做好準備,在不得已的情況下如果留有施工縫,最好在縫處加微膨脹劑,最好不留施工縫。

2.3 混凝土的搗固:柱梁可用插入式振動器,板面用平板振動器,當混凝土含水率少,干燥時應加強搗固或多振動幾次,有時也因混凝土配合比不調,產生石子多、漿少或者其中有點停歇,混凝土運輸到場已有點干硬等原因,造成振動有困難,如搗固程度不夠,那就在梁、柱或板中產生大小不一的空洞,在板面雖然沒有裂紋,也產生滲透或在板下梁形成水珠的現象。要杜絕此現象的發生,混凝土攪拌后應隨時運送澆注,停歇時間過久,產生坐漿凝固,澆注就較難,混凝土的澆注機械有插入式振動器或平板振動器。柱的澆注如振動管帶不夠長,應用長竹桿用人工認真搗實,板面的澆注可以用鐵銷短竹桿用人工配合澆注,澆注時應特別注意柱梁的接合。保證混凝土質量的關鍵因素是操作工人,這是重要環節,施工員必須選用可靠的操作工。尤其在混凝土施工中,由于操作人員不加注意,鋼筋常受到破壞,特別是負彎矩筋受到踩踏使其彎曲、下沉、變形,有時會受到斗車的翻壓,要使鋼筋不受車輛破壞,應隨時架鋪短車道。當然施工中鋼筋做到百分之百不破壞困難,所以應指派一名鋼筋工專門在現場管理修護,以便修正。其次在混凝土搗固前,應用預先做好的墊塊把鋼筋墊成15mm厚的保護層,澆注混凝土時發現脫墊,應立即補墊。現場的鋼筋保護乃是重要環節

3、混凝土的養護:混凝土的養護有搗固前模板的澆水和施工后鋼筋混凝土板梁、柱的養護,在模板裝釘后或是待鋼筋綁扎后,混凝土搗固前及混凝土施工過程中對柱、梁板噴水。這一環節很重要,不少的工程由于合同的工期緊迫,時間有限,鋼筋都沒扎完成,就趕緊搗固混凝土,最多是邊搗固邊應付式的噴射一下水,這種現象對于模板的養護是很不夠的,澆水與沒澆水差不了多少。待到拆模時,表皮有許多麻面,混凝土板面脫皮,梁邊、柱邊破角或是粗糙,這是施工前澆水不夠的問題。有的因磚墻石墻已砌完,較久時間沒受到雨水淋濕,墻面特別干固,在搗固樓板時澆水不足,拆模后梁邊更是粗糙。這種情況下混凝土的質量是很差的,強度是很低的,有些模板在養護時已經產生了漏水或滲透。所以混凝土養護工作很重要,混凝土的養護主要是水的養護:水的養護有兩回合,一是混凝土施工前對木模的養水,這是先行工作,養水最好用水管噴射,模板噴水應注意柱、梁內外板、干枯的磚墻面吸水量最多,應加噴射,養水要求柱、梁、板面都能濕透,有足夠的含水量。施工中應經常補充噴水,使模板從頭到尾保持有一定的濕度。其二,混凝土施工后養水一般是在1d或8h 后,氣溫高時,如夏天半天后可以澆水養護,養水至少7d~10d。

4、混凝土施工的保護:混凝土施工時,因有部分梁板已經先完成,由于板面干,人好走,包括有的人上樓觀看,人過分集中,有的由于板面施工一部分,鋪設車道架板堆疊在一起,產生受壓力集中,混凝土施工完成后,為趕工期,等不及幾天的養護,就彈線分中,隨著上磚,上場安裝柱模或砌磚、砌石,使混 凝土梁板得不到起碼的凝固期和養護時間,這種情況即使是施工時沒有產生裂紋、透水,由于在施工后沒有養護,也會產生新的裂紋、漏水,針對存在的這種情況是,我們制定了混凝土達到一定的強度,在養護好的情況下,才能進行下一步工序的施工。

為了保證鋼筋混凝土的質量,施工應做許多細致的工作,方可使梁板不會產生裂紋、斷紋、透水、漏水,工人必須真正踏實地工作,施工員必須精心施工,找出相應的對策,才能確實做到防治混凝土裂縫的目的。

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