变形裂缝（通用9篇）
变形裂缝 篇1
1 引言
为预防和控制砖砌体结构变形裂缝, 要对结构体型尽量采取规则结构, 墙体布置均匀贯通, 控制房屋长高比等, 对地基基础综合处理, 则应加强基础的刚度与整体性, 按变形控制原则调整各部分荷载分布、基础形式、尺寸乃至对各部分选择基底反力等。本文从裂缝成因、砌体构造、温度影响、施工技术方面, 提出若干砌体结构变形裂缝的预防控制措施。
2 裂缝类型及成因
引起裂缝的主要原因有地基不均匀沉降、温度变化、地震以及砌体的强度不足等。典型的裂缝类型有:斜裂缝、竖向裂缝、水平裂缝、温度裂缝、地震裂缝。
1) 斜裂缝:在窗间墙、窗台墙、内墙或外墙都可能产生, 大多数情况下, 裂缝通过窗口的两个对角, 在紧靠窗口处缝宽较大, 向两边和上下逐渐缩小。这种裂缝主要由于地基的不均匀沉降使墙身受到了较大的剪切应力, 从而造成了砌体的破坏 (见图1) 。
2) 竖向裂缝:一般产生在纵墙顶部或底层窗台墙上。底层窗台的裂缝是由于窗口过大、窗台墙起反梁作用引起的, 缝宽是上大下小 (见图2) 。
3) 水平裂缝:
(1) 窗间墙上的水平裂缝:在每个窗间墙上成对出现, 沉降大的一边裂缝在上, 小的在下, 在地基不均沉降, 或沉降单元的上部受到水平推力后, 窗间墙的上部受到较大的水平剪力, 引起反弯曲破坏, 沉降缝处理不妥时, 最易产生这种裂缝 (见图3) 。
(2) 底层墙的水平裂缝:在地基局部陷落时产生, 地基局部陷落的原因很多, 如湿陷性黄土的局部浸水, 地基下有暗井或暗沟等, 在这种情况下, 有时会在基础与基础上部的圈粱上形成局部的水平裂缝。
4) 温度裂缝:出现最多的在楼盖下一二皮砖处, 主要由于楼盖温度变化大。一般表现为水平裂缝, 也有斜裂缝 (见图4) 。
5) 地震裂缝:交叉裂缝, 产生在窗间墙上, 大致成45o角 (见图5) 。
3 预防砖砌体裂缝构造措施
1) 横墙圈梁应贯穿走廊 (包括单外廊) 。走道板厚不小于120mm时, 以现浇加强带替代圈梁, 上下纵筋不小于2φ12mm;板厚小于120mm时, 设加强圈梁, 断面不小于240mm×240mm。
2) 外墙混凝土圈梁外侧用保温砂浆帖砌50mm厚保温块材 (水泥混凝土块、水泥蛭石板、水泥膨胀珍珠岩板等) 与外墙平, 圈梁宽180mm (墙厚240mm) , 门窗洞口范围内为L型断面。长度小于15m的高低圈梁亦可不贴。
3) 外墙混凝土过梁净跨度大于等于3m时, 在梁端上下各二皮砖灰缝中设φb4 mm@60 mm×60mm网片以抗裂。
4) 地震区建筑呈L、T、U形平面时, 凸出部分的长度 (凸出方向) 不应大于凸出部分宽度的一半;且沿凸出方向向室内延伸有墙体时, 凸出长度不大于6m (6度) , 4m (7度) , 2m (8度) , 1m (9度) ;无延伸墙体时, 依次不大于3m、2m、1m、0m。对多层砖房, 其L形内折角宜设L形断面构造柱, T形内折角宜设不小于240mm (沿底边) ×360mm (沿垂边) 的构造柱, 适当加大配筋, 十字形折角, 5层及5层以上时, 亦设构造柱。
5) 门窗洞口宽大于等于2m, 且洞高大于2/3层高时, 或洞口高与宽分别小于上列数值, 洞墙比大于0.4时, 洞边 (或该层洞边) 应设构造柱。
6) 地震区确需错层而高差不大于500mm时, 错层交接处各层圈梁应各自闭合, 并相互交搭一个开间 (或伸抵门窗洞边) , 交接处各墙构造柱沿全高设置。
7) 构造柱埋置深度:保证室外地面以下、地下管沟底以下、半地下室地面以下均不小于500mm, 无基础圈梁时, 设不小于120mm厚的混凝土墩;室外地面以下不小于300mm深有基础圈梁时, 可锚入圈梁;有抗整体弯曲或抗倾覆要求时, 应伸至基底, 基础为砖放脚时, 应设卧梁, 长不小于构造柱断面长边的2.5倍, 端面与配筋不小于构造柱。
8) 突出屋顶小间顶部有较重设备 (如水箱等) 时, 应考虑地震鞭梢效应, 适当加大构造柱配筋。
9) 底层窗洞宽不小于1.8m时, 窗洞下二皮砖灰缝中设3根φ6mm筋;窗洞宽不小于洞底至基底高度时, 应设混凝土底窗台梁;基础留洞与穿基础管沟宽度不小于沟底至基底高度时, 应设混凝土底梁或混凝土边框以抵抗反向弯曲。
4 减少温度裂缝措施
1) 屋顶设足够厚的保温层, 不低于屋面、热工规范及节能标准要求;采取隔热措施, 架空隔热层中部设通风口。
2) 屋盖伸缩缝区段两端及大于40m (气温年差较大的地区为35m) 的区段中部分别留设板端伸缩缝, 填嵌缝膏, 板端支承面作滑动面, 如铺二层油毡中夹滑石粉等。
3) 现浇混凝土屋盖、圈梁、挑檐, 或装配式屋盖有后浇混凝土层时, 大于35m (气温年差较大的地区为30m) 的伸缩缝中部留后浇缝或膨胀加强带, 适当加大混凝土板分布钢筋。现浇挑檐亦可留伸缩缝, 间距不大于15m。
4) 视保温层材料膨胀性能及做法 (整体浇筑或分块铺设) , 在保温层长度中部及保温层与女儿墙或突出屋顶间外墙之间, 留设50mm～100mm宽隔离层, 填弹性嵌缝膏。
5) 顶层墙体 (包括女儿墙) 砌筑砂浆, 外纵墙两端各两个开间, 不低于M7.5, 其余内外墙不低于M5。气温年差较大的地区, 且在寒暑季施工时, 砂浆强度等级提高一级。
6) 顶层下列墙体每500mm高设2根φ6mm通长拉结钢筋:端山墙、端间内外纵墙 (有窗洞口时, 洞高范围洞内侧可不设) 、与外纵墙交接的上半层高横墙端部1.5m长 (钢筋弯折入外墙) 。上述墙段有窗洞口时, 洞下二皮砖灰缝中应有3根φ6mm通长拉结钢筋。
7) 端间内外纵墙有门洞口, 且墙转角处无构造柱时, 门洞边设混凝土边框, 厚不小于120mm, 宽同墙厚, 端间拉结筋锚入混凝土边框。
8) 长度大于25m的女儿墙与挑外廊砖砌栏板压顶厚度不小于80mm, 纵筋不小于3根φ8mm, 2根φ8mm (120mm厚栏板) 。长度大于30m时, 亦宜于中部留后浇缝。
9) 综合考虑, 多层房屋顶层圈梁宜沿所有内外墙设置, 横墙圈梁间距不应大于2个开间, 且不大于7m。无圈梁横墙端部不应设置由外墙圈梁拐进内墙少许的断头拉梁 (确有必要时, 其他各层尚可设置) 。
10) 可适当增加山墙厚度, 可不另加配钢筋, 砂浆强度等级可不提高, 以改善热工性能, 亦利节能。
5 预防裂缝的施工技术措施
1) 先施工高、重部分, 后施工低、轻部分, 以调整差异沉降。
2) 挖土时应对基坑、槽加以保护, 以免扰动基底以下土层。挖至基底后应及时铺筑垫层, 倘不能及时铺筑时, 不应连续开挖至基底而长时间暴露以至反拱, 并及时排水。偶遭扰动, 可铺中粗砂或碎石挤实。严重扰动时, 其扰动部分应予清除, 避免附加沉降。
3) 当楼盖作为地下室外墙支点时, 楼盖现浇或铺设完成后, 且砌体强度满足要求后方可回填夯土, 否则应按悬墙验算。并应注意, 靠近地下室外侧不应堆置过多过重的材料。
4) 饱和淤泥质土地基, 加载速度与加载速率过大易发生地基土流塑挤出。应考虑现场加载试验, 控制施工速度与加载速率, 以使地基逐渐固结, 相继增长地基承载力。
5) 黏土砖于砌筑前润湿, 含水率10%～15%, 冬季亦宜适度润湿, 严禁干砖上墙而致使砂浆早期脱水, 不仅降低砂浆强度, 且削弱砂浆与砖的黏结力, 降低砌体强度。
6) 砌筑砂浆中可掺入相当于水泥用量5%～10%的粉煤灰, 以提高和易性和保水性, 便于砌体砂浆饱满。
7) 确保变形缝有效宽度, 缝内无残渣碎块杂物, 以免变形时挤压墙体。
8) 屋盖、保温层及屋面工程, 尽量避免寒暑季节施工, 以降低温度差, 尤其气温年差较大的地区。
9) 底层框架砖房, 梁柱间砖砌体作为抗侧力构件时, 必须先砌筑墙体后浇注梁柱, 不得后砌筑墙体;墙顶部与梁应有可靠的钢筋或铁件的拉结。
10) 混凝土中掺减水剂、缓凝剂、膨胀剂等, 采取后浇缝或膨胀加强带, 区别部位, 尽量推迟拆模, 加强养护。
11) 新砌筑墙体, 若遭严重冻融或雨水冲刷破坏而致强度降低时, 应予以拆除。
12) 一般不宜采用油毡作墙基础顶面防潮层, 对软弱地基土的多层房屋不应采用油毡防潮层。
6 结语
综上所述, 采取合理的设计构造和施工技术措施, 大量变形裂缝是能够预防的, 少数难免裂缝的危害程度可以控制在允许范围之内。
摘要：从裂缝类型及成因、砌体构造、温度影响、施工技术方面, 提出若干砌体结构变形裂缝的预防控制措施。
关键词：砖砌体,变形裂缝,预防控制
参考文献
[1]GB50003-2001砌体结构设计规范[S].
[2]GB50203-2002砌体工程施工质量验收规范[S].
[3]王赫.建筑工程质量事故分析[M].北京:中国建筑工业出版社, 1992.
变形裂缝 篇2
【关键词】楼板；收缩裂缝；防治；变形
1 现浇砼收缩变形裂缝的种类
1.1 早期塑性收缩变形裂缝：在三高一低(高水化热、高温度、高风速、低的相对湿度)的条件下，表层砼失水过快，会出现表层砼塑性收缩变形裂缝；当大流态砼早期沉缩受到表层钢筋阻碍时，会出现砼沉缩变形裂缝；当砼中的缓凝剂用的过多时，还会出现砼缓凝收缩变形裂缝。
1.2干缩变形裂缝：砼硬化后，在干燥的环境下，砼内部的水不断向外散失，引起砼由外向内的干缩变形裂缝。
1.3 冷缩变形裂缝（即：温度变形裂缝或受热变形裂缝）：水泥水化放热，引起砼内部温度升高，水化高峰后，又逐渐降温，降温过程伴随着砼体积的收缩。
当砼内外温差超过一定量值时，硬化初期的砼抗拉能力极低，抵抗不住温差产生的拉应而开裂。
1.4 自收缩变形裂缝：水泥中四种主要的矿物成分（C3S、C2S、C3A、C4AF）完全水化后，绝对体积约减少8%，这是砼自收缩的基本来源，同时当水灰比很小时，砼内部的水不能满足未水化水泥继续水化用水的需要，就会发生砼内部缺水的现象，进而导致砼内部形成由内向外的自收缩变形裂缝。
1.5 碳化收缩变形裂缝：碳化收缩变形裂缝主要是空气中CO2与砼水泥石中的Ca(OH)2反应生成碳酸钙，放出结合水而使砼收缩变形形成的。
2 现浇商砼楼板收缩变形的成因分析
2.1 对早期塑性收缩变形裂缝的影响
低质量的商品砼，具有水泥用量大、水用量大、砂子用量大、石子用量小的特点，加之商品砼的高流态、大坍落度的共同特点，使商品砼的早期塑性收缩变形裂缝形成的可能性增大。具体表现是现浇商品砼楼板表面失水快，塑性收缩变形裂缝形成得快，沉缩变形裂缝形成得快，个别商品砼失误超量使用缓凝剂，还造成了砼缓凝收缩变形裂缝。这是需要我们极为关注，忘记了这个，就忘记了商品砼与其他砼的区别。防止商品砼收缩变形裂缝，必须从商品砼的这一特点入手。
2.2 对干缩变形裂缝的影响：砼干缩变形，取决于两个条件，一是砼所处的环境干燥，二是砼中的水因毛细孔大易向外迁移。当砼用水量大时，多余的水就会在砼中形成较大的毛细孔。商品砼如果采用减水率很低的减水剂，为了保证坍落度和可泵性，就会多用水，在商品砼运输过程中因坍落度损失而加水的现象也时有发生。所以商品砼用水量大使砼干缩变形裂缝的生成更为容易。有资料显示，当砼过振水泥浆上浮以后，就加大了现浇商品砼楼板上层砼（实际是砂浆或水泥浆）的收缩变形，容易形成干缩裂缝。
2.3 对冷缩变形裂缝的影响：最近一个时期，很多水泥、砼专家，都对过分强调用早强R型水泥和砼的早强或超早强外加剂提出了批评意见，认为过多的使用早强R型水泥和过多的使用早强或超早强外加剂，加速了冷缩变形裂缝的形成。经施工现场调查可知，强调商品砼早强或超早强的人为数不少，目的都是为了赶工期，这样，早强的R型水泥和超早强剂放在一起，造成了水泥快速水化，短时间内形成了极高的水化热，难怪有人看到砼上面还覆盖着水，砼仍然继续开裂。假设瞬间，砼现浇楼板的内部的温度为60℃，覆盖的水为25℃，相差35℃，这种温度梯度一定会使砼开裂的。
2.4 对自收缩变形裂缝的影响：砼的自收缩变形，是由于水泥水化的化学变化和砼内部缺水造成的。商品砼的水泥用量大，必然会造成商品砼的自收缩变形。但非高强商品砼，一般不会造成砼内部先天缺水。如果现浇商品砼楼板很薄（例如板厚8cm），也有被外界高温干燥环境干透的现象，这时，砼的外部干缩变形和砼内部干缩变形的引起因素是一致的。
3 针对现浇商品砼楼板变形裂缝应采取的防治措施
预防现浇商品砼楼板变形裂缝的基本原则，就是“抗与放”。“抗”就是采取一切结构的和非结构的措施，控制其裂缝不产生；“放”就是让砼收缩在预定的时间内基本完成，然后再进行后浇带的处置，或者就是让裂缝产生，然后再加以填补。我们现在在基本做法是以抗为主，或抗放兼用。具体防治措施是：
3.1在结构设计上，要使配筋细而密，在经济条件允许的条件下，应设置双层双向受力钢筋，对楼板的外墙内角应设放射形钢筋或布置钢筋网，对穿越楼板中PVC塑料管应附加防裂保护要求。
3.2在原材料及其配合比上，使用河中粗砂，砂石含泥≤3%，采用C3A少的中、低热水泥，使用减缩减水剂（砼减缩剂在砼表面形成一层碳氢化合物保护层，防止砼的快速干燥），并掺入适量的粉煤灰（要充分认识粉煤灰的三态效应和致密效果）；应高度重视“掺技术”，并通过“双掺技术”，改善商品砼品质，应把每m3砼用水量控制在170kg以下，優质商品砼可控制在150kg/ m3以下，宜把砂率控制在40%以下，宜把水灰控制在0.4～0.5之间，但水胶比可以小，对C30及其以下强度的砼的水泥用量宜控制在350kg/ m3以下，应尽可能的提高粗骨料的用量，并在较低强度的砼中宜选用较大粒径的石子，应根据不同的砼泵送高度选择适中的坍落度，不要盲目的追求大坍落度。
3.3在商品砼生产与施工浇筑养护中要根据现场材料的实际情况（例如砂石中含水、砂石互混、含泥量变化等），随时调整配合比，使之符合试配要求，要及时掌握施工情况，合理选择砼的保塑时间；砼浇筑不能过急形成集中堆料，宜采用平板振捣器对砼进行两次振捣，绝对不能过振，产生浮浆，应保证砼上层能看到石子，两次振捣时间的间隔可视具体情况而定，一般是1－2小时，同时应进行两次抹压，用木抹搓，不要压光，第一次抹压在第一次振捣后，第二次抹压在砼初凝前，两次振捣抹压，使砼达到均匀密实，可增强砼的强度，又能使砼塑性形变裂缝重新愈合。在设置挡风遮阳设施的同时，应在砼浇筑面的上空喷雾，当砼硬化以后，逐渐增水养护，可用水膜养护法，还可用塑料布、草帘子等覆盖养护，保湿养护至少在7天以上，采用人工喷雾是个好方法，值得提倡；模板支撑要牢固，拆模时砼要达到规定的强度，在砼强度未达到1.2Mpa以前，不准在幼龄砼上面踩踏、支模、加荷。实践证明，只要对早期砼质量养护的好，就能较好的控制砼的中后期裂缝。
4 结语
通过综合分析可知，选用早强材料，过分追求砼早强，是加大商品砼收缩变形开裂的内因，环境条件中的三高一低和过振及对幼龄砼的养护不佳是加大商品砼收缩变形的外因。只要我们能认真地掌握和改善商品砼变形裂缝的内外因条件，现浇商品砼楼板的变形裂缝就可以得到有效的控制。
作者简介：
姚宝国，男，（1963.1-），工程师，现从事建筑工程施工与管理
（作者单位：丹东金海房地产开发有限公司）
砌体结构的变形裂缝及其处理办法 篇3
1 变形裂缝类型及其特点
1.1 温度裂缝。
温度的变化会引起材料的热胀冷缩,当约束条件下温度变形引起的温度应力足够大时,墙体就会产生裂缝。最常见的温度裂缝是在混凝土平屋盖房屋顶层两端的墙体上,如在门窗洞边的正八字斜裂缝,平屋顶下或屋顶圈梁下沿砖(块)灰缝的水平裂缝,以及水平包角裂缝(包括女儿墙)。导致平屋顶温度裂缝的原因,顶板的温度比其下的墙体高得多,而混凝土顶板的线胀系数又比砖砌体大得多,故顶板和墙体间的变形差,在墙体中产生很大的剪应力。剪应力在墙体内的分布规律为两端较大,中间渐小,顶层大,下部小。这些裂缝一般经过一个冬夏之后才逐渐稳定,不再继续发展,裂缝的宽度随着温度变化而略有变化。
1.2 干缩裂缝。
烧结粘土砖,包括其它材料的烧结制品,其干缩变形很小,且变形完成比较快。只要不使用新出窑的砖,一般不要考虑砌体本身的干缩变形引起的附加应力。但对这类砌体在潮湿情况下会产生较大的湿胀,而且这种湿胀是不可逆的变形。干缩变形的特征是早期发展比较快,如砌块出窑后放置28 d能完成50%左右的干缩变形,以后逐步变慢,几年后材料才能停止干缩。但是干缩后的材料受湿后仍会发生膨胀,脱水后材料会再次发生干缩变形,但其干缩率有所减小,约为第一次的80%。这类干缩变形引起的裂缝在砌体结构上量多面广、裂缝的程度也比较严重。如房屋内外纵墙中间对称分布的倒八字裂缝;在建筑底部1~2层窗台边出现的斜裂缝或竖向裂缝;在大片墙面上出现的底部重、上部较轻的竖向裂缝。另外,不同材料和构件的差异变形也会导致墙体开裂。如楼板错层处或高低层连接处常出现的裂缝,框架填充墙或柱间墙因不同材料的差异变形出现的裂缝。
1.3 温度、干缩及其它裂缝。
对于烧结类块材的砌体最常见的为温度裂缝,而对非烧结类块体,如砌块、灰砂砖、粉煤灰砖等砌体,也同时存在温度和干缩共同作用下的裂缝,其在建筑物墙体上的分布一般可为这两种裂缝的组合,或因具体条件不同呈现出不同的裂缝现象,而其裂缝的后果往往比单一因素更严重。另外,设计上的疏忽、无针对性防裂措施、材料质量不合理、施工质量差、违反设计施工规程、砌体强度达不到设计要求,以及缺乏经验也是造成墙体裂缝的重要原因之一。如对混凝土砌块、灰砂砖等新型墙体材料,没有针对材料的特殊性,采用适合的砌筑砂浆、注芯材料和相应的构造措施,仍沿用粘土砖使用的砂浆和相应的抗裂措施,必然造成墙体出现较严重的裂缝。
1.4 地基不均匀,沉降裂缝。
当建筑物长高比较大的混凝土小型空心砌块砌体结构房屋两端与中部沉降差较大时,在房屋底层、纵墙两端产生斜裂缝;北方地区房屋基础埋深不足时,地基土具有冻胀性,导致混凝土小型空心砌块砌体房屋产生斜裂缝或竖向裂缝;新建高大建筑物造成邻近的原有建筑物产生附加沉降而裂缝。
1.5 材料的差异,变形裂缝。
不同材料和构件的差异变形也会导致墙体开裂。如楼板错层处或高低层连接处常出现的裂缝;空腔墙内外叶墙用不同材料或温度、温度变化引起的墙体裂缝,这种情况一般外墙裂缝较内墙严重。
2 墙体裂缝的控制
为了预防和控制墙体裂缝,我国学者通过长期的工程实践与研究,参考欧美等国从设计构造施工以及生产技术等方面的经验,在结合本国实践经验的基础上,形象地提出“放”“抗”相结合的原则,总结出了一套较为完善的预防和控制裂缝的技术措施,使墙体的开裂现象基本得到了控制[2]。
2.1 设置变形缝。
变形缝是在建筑物中设置的人工缝,是各国根据“放”的原则普遍采用的预防和控制墙体开裂的措施,也是最为有效的方法之一。将建筑物可能出现的变形集中出现在预先设计好的人工缝内,而不要在墙面上出现不规则的难看的裂缝。根据各种人工缝的功能作用的不同,还可将它细分为:伸缩缝、收缩缝、滑动缝等。
2.1.1 伸缩缝。
伸缩缝的功能是为防止由于温度变化引起建筑物伸长或缩短而造成的裂缝,这类裂缝经常出现在建筑物的中部、结构刚度变化处、建筑物体型改变处等,裂缝的形式往往是竖向通长的形状。因此,设置伸缩缝将建筑物划分成较短的独立单元,就可以避免这类裂缝出现。由于各国的地理环境、气候条件、材料性能以及构造情况等不同,各国不同结构伸缩缝的最大间距值也不尽相同,通常是在30~60m不等。伸缩缝的位置通常也设在建筑物的中部、结构刚度改变处、建筑物体型变化处以及可能引起应力集中容易出现裂缝的地方。伸缩缝的做法是采用两道独立的承重墙将建筑物自上到下完全分开,成为两个可以各自变形的独立单元。我国现行砌体结构设计规范[3]中设置的温度伸缩缝就属于这种类型。
2.1.2 收缩缝。
收缩缝对于硅酸盐制品的材料如混凝土砌块、灰砂砖等,随着水分的流失会产生干缩变形,如果不对这类材料的收缩变形加以控制,就可能引起墙体开裂。收缩裂缝的特征是裂缝的数量多、在建筑物上分布广、裂缝的宽度一般不太大。因此,设置收缩缝或干缩缝的主要目的是为了控制因墙体材料的收缩变形以及温度变形引起的墙体裂缝。收缩缝的间距与砌体的种类、结构形式及构造情况等有关。如国际标准及欧美等国的标准规定:对混凝土砌块标准收缩缝的间距为6~7.5m,粘土砖为12m左右;美国砌体结构设计规范[4]规定的砌体结构的最大收缩缝间距与房屋单元的最大长度、长高比等有关。收缩缝位置一般应设在墙体薄弱处或应力较集中处,如门窗洞口的边上、墙体截面的改变处、墙体与柱相交处等。收缩缝的做法是将墙体局部断开,既要允许墙体自由伸缩变形,又要能保证墙体本身的功能,如保温、隔热、隔音、防水等功能,此外还应保证墙接缝处的侧向稳定性。
2.1.3 滑动缝。
滑动缝或运动缝的作用是为了防止由于温度及收缩等因素造成构件之间的差异变形而引起的裂缝,如钢筋混凝土顶板、楼板以及混凝土的大梁与其支承墙体之间等部位。运动缝的做法是在混凝土板及大梁下边与承重墙的接触面之间设置滑动层,常用的材料有镀锌铁皮、油毡以及其它的材料,如英美等国采用的是聚脂类的专利材料等。这样墙上的混凝土构件可以相对地自由变形,从而避免下部墙体开裂或混凝土构件开裂。
2.2 局部配筋。
由于砌体的抗拉抗剪强度相对较低,可以通过在砌体内配置水平和竖向钢筋,达到增强砌体抗裂能力的目的。应该注意的是局部配筋的目的并不是为了避免墙体出现裂缝,而是为防止产生明显的温度收缩裂缝,因为只有当砌体开裂后,灰缝中的钢筋才发挥显著作用,由它传递剪应力使剪应力发生重分布,从而减小了裂缝的宽度,使墙体上的裂缝变得细小分散,而不易察觉。灰缝钢筋应设置在应力较大处、墙体有削弱处等可能出现裂缝的部位,如设在紧靠门窗等墙洞上下第一和第二道水平灰缝中,在整片墙体中竖向每隔一定间距(400mm左右)设置通长的钢筋网等。对于灰缝钢筋的成效取决于砂浆强度等级以及砂浆与纵向钢筋之间的粘结,粘结的强度越高,钢筋防裂的效果就越好。砌筑时先将纵向钢筋放在已铺砂浆的砌体上,然后再用砂浆覆盖使灰缝饱满。配筋砌体结构类型见图1[5]。
3 防止砌体结构裂缝的主要措施
3.1 防止混凝土屋盖的温度变化与砌体的干缩变形引起的墙体开裂:屋盖上设置保温层或隔热层;在屋盖的适当部位设置控制缝,控制缝的间距不大于30m;当采用现浇混凝土挑檐的长度大于12m时,宜设置分隔缝,分隔缝的宽度不应小于20mm,缝内用弹性油膏嵌缝;设置圈梁。
3.2 防止主要由墙体材料的干缩引起的裂缝:设置控制缝;设置灰缝钢筋;在建筑物墙体中设置配筋带。
参考文献
[1]施楚贤.砌体结构[M].北京:中国建筑工业出版社,2003.
[2]王铁梦.工程结构裂缝控制[M].北京:中国建筑工业出版社,1997.
[3]GB50003-2001,砌体结构设计规范[S].
[4]ACI531-79,美国砌体结构设计规范[S].
变形裂缝 篇4
１．小型砌块墙体的力学性能特点
小型砌块砌体与砖砌体相比，力学性能有着明显的差异。在相同的块体和砂浆强度等级下，小型砌块砌体的抗压强度比砖砌体高许多。这是因为砌块高度比砖大3倍，不像砖砌体那样受到块材抗折指标的制约。但是，相同砂浆强度等级下抗拉、抗剪强度小砌块砌体却比砖砌体小了很多，沿齿缝截面弯拉强度仅为砖砌体的30～／0，沿通缝弯拉仅为砖砌体的45％-50％，抗剪强度仅为砖砌体的50％～55％。因此，在相同受力状态下，小型砌块砌体低抗拉力和剪力的能力要比砖砌体小很多，所以更容易开裂。此外，小型砌块砌体的竖缝比砖砌体大3倍，加大了其薄弱环节更容易产生力集中。
2.砌块房屋收缩的特点
小型空心砌块是混凝土拌合料经浇注、振捣、养生而成的。混凝土在硬化过程中逐渐失水而千缩，其干缩量因材料和成型质量而异，并随时间增长而逐渐减小。对于干缩已趋稳定的普通混凝土块；如再次被水浸湿后，会再次发生干缩，通常称为第二干缩。普通混凝土砌块在含水饱和后的第二干缩，其稳定时间比成型硬化过程的第一干缩时间要短，一般约为15天左右，第二干缩的收缩率约为第一千缩的80％左右。砌块上墙后的干缩，引起砌体干缩，而在砌体内部产生一定的收缩应力，当砌体的抗拉、抗剪强度不足以抵抗收缩应力时，就会产生裂缝。因砌块干缩而引起墙体裂缝，这在小型砌块房屋是比较普遍的。在内、外墙、在房屋各层均可能出现。
3.砌块房屋温度变形分析
混凝土小型砌块砌体的线胀系数为10×10，比砖砌体的大一倍，因此，小型砌体对温度的敏感性比砖砌体高，更容易因温度变形引起裂缝。
3.1顶层墙体裂缝
多层砌块房屋的顶层墙体和砖砌体房屋一样是容易出现温度裂缝的。尽管混凝土砌块墙体的线胀系数与顶盖混凝土板的线胀系数没有差别，但在夏季阳光照射下两者之间还是存在一定的温差，导到温度变形不协调，顶盖板推动墙体产生八字裂缝，横墙上角斜裂缝，山墙处包角裂缝，女儿墙根部处的水平裂缝等现象仍然可能出现。项层墙体开裂的裂缝形念与圈梁设置方法有明显的关系，但仅靠圈梁的设置并不能阻止墙体裂缝产生。顶层圈梁上直接铺设屋面板时，当屋面板坐浆与圈梁结合较好时，圈梁下仍可能出现斜裂缝。如果结合较差时，有可能产生水平裂缝。
3.2砌体温度变形引起的窗洞角、窗下墙裂缝
外墙砌体受季节温差和昼夜温差的作刚，产生较大的伸缩变形，由于受到基础及内端等结构的约束而引起开裂。有的沿海个窗洞角均匀分布，裂缝较短，缝宽不大。有时综合其综合因素，沿建建筑物弱部位产生上下连通的裂缝，强行造出新的伸缩缝。
3.3墙体在热源影响下产生裂缝
热源距墙体太近，又没有防护措施也会导致墙体开裂。对于住宅建筑，常见的是利用砌块孔洞之便，做为烟道，受热源作用相邻墙体产生裂缝。如专设烟道砌块，使之与墙体分开，即可消除此裂缝。
4.房屋变形裂缝的防治
4.1针对砌体房屋项层墙体裂缝
(1)提高顶层墙体的砌筑砂漿强度等级。砌筑砂浆不应低于M5。
(2)在屋盖上设分格缝。分格缝位置纵向在房屋两端第一开间处，横向在屋脊分水线处。
(3)顶层圈梁或支承梁的的梁垫均不得与层面板整浇。增加圈梁的平面布置密度。采取措施减弱屋面板与圈梁的连结强度，如设置滑动层或缓冲层等。
(4)屋盖保温屋上的砂浆找平层与周边女儿墙问应断开，留出沟槽，用松软防水材料填塞。以免该砂浆找平层因温度变形推挤外墙和女儿墙。
(5)加强顶层内、外纵墙开间门窗洞口周边的刚度。对于砌块房屋可在顶层端开间门窗洞边设置钢筋混凝土芯柱，窗台下设置水平钢筋网片或钢筋混凝土窗台板带，芯柱与圈梁及水平钢筋网片之间要有可靠的构造连结。
4.2针对房屋底层墙体裂缝
(1)加强基础圈梁的刚度，增加固梁平面布置密度。在设计中应充分注意基础沉降的不均匀性，工程地质条件复杂时，应验算基础变形。持力层的压缩变形较大时，要适当调整基础底面宽度，减少房屋中段的沉降值。
(2)提高底层窗台下砌筑砂浆的强度等级，设置水平钢筋网片。对砌块洞用C15混凝土灌实。
板间缝隙宽度不大于2mm，板间高差不大于1．5mm大于2mm的板缝应用相应宽度苯板条挤塞堵严。外墙转角两侧的笨板应垂直交错咬槎、粘贴门窗洞口角部应用用整块苯板切割成L形粘贴，板间接缝距四角距离不应小于200mm。
(3)苯板安装完毕24h后进行打磨、修平、对板间高差大于1.5mm，平整误差大于4mm的板面进行磨平，阴阳角应方正顺直，板面有松动的应取下重贴。锚钉数量型号、锚固深度依据设计要求确定，锚钉安装完毕后，钉头和钉帽不应超过苯板面。
4.3保护层施工
(1)保温层完工后24h方可进行保护层施工。做法一般为“一布二浆”，施工时应先铺设翻包网格布和加强网格布，然后进行墙面标准网的施工。
(2)首先在苯板上均匀涂抹一层面积略大于一块网格布的抹面胶浆，厚度约1.6～2mm，立即将网格布压入抹面胶浆中，待胶浆干硬至可以触碰时再涂抹第二道约1～2mm的抹面胶浆，此时网格布在两道抹面胶浆的中间位置，抹面胶浆抹完后表面应光滑、洁净、接茬平整，严禁出现网络布外露、显影及时显的抹痕、接茬等痕迹。
(3)在外墙阳角两则200nmn范围内应增设一道标准网、标准网在阳角水平方向200mm范围以内严禁搭接。门窗洞口四周沿45度方向应增设一道长300mm宽200mm的标准网，门窗洞口四角内膀处增设一道长400mm与门窗口等宽的标准网。具体的节点做法及特殊部位处理按关标准图施工。
变形裂缝 篇5
从很多统计到的数据资料可以得出住宅楼板出现裂缝的形状分布和发生的时间, 这是因为负荷量和变形两个因素相互影响形成的, 并且这与施工时的时间长短、施工技术、自然环境、施工现场环境这些因素相关。就像利用砖混合物的建筑物它的裂缝一般是在施工时就会出现的, 在寒冷或者炎热的季节过后又会在别的地方大面积的产生, 即使在同一小区建筑楼房, 但因为施工人员的不同, 可能建筑物出现的裂缝面积和分布情况都会相差很大, 所以只是用单一的原因去考虑是不全面的。在我国江浙沪地区对建筑楼群研究发现, 建筑物的施工建筑大多是以人工来完成的, 机械设备只是起着辅助作用。但大多数的建筑工人一般都是由农民工组成的, 建筑房屋的技术水准不高, 工作经验不足, 对建筑中的规范法则了解的不多, 所以导致建筑队的整体工作水准下降。我们在施工管制中观测发现:一个时间在同一地段, 地基差不多的情况下, 使用的设计单位和混凝土提供商都是同一家的, 但是雇佣不同的建筑队出现的裂缝的可能性差别就很大, 使用钢管支撑的比使用木支撑的出现的裂缝少, 对构造层建筑时间长的比时间短的出现的裂缝少, 混凝土养护好的比差的少, 建筑文明高的比低的少。通过对比结论给了我们很多的启发, 当我们把注意力都集中在对现场建筑中时, 就能发现其实建筑物出现的很多裂缝在我们施工建筑的过程中可以通过一些措施方法来降低减少还有可能会消除掉裂缝的。譬如在混凝土搅拌比例的调配、保护混凝土、使用钢筋代替木材、控制施工建筑的负荷、利用模版支撑等这些细节都可以使楼板裂缝的现象减轻。在很多混凝土构造、砌体构造的建筑物中在施工中或者完成后出现的裂缝是一个很平常的现象, 也是技术工作人员一直想要解决的难题。
2 混凝土裂缝产生机理
混凝土是由很多原材料经过物理以及化学反应组合而成的一种复合型用于建筑的物质, 因为其组成的原因, 它的物理性能是由很多因素组成的, 最大的特点就是混凝土具有很好的抗压性, 但是抗拉性能不好, 抗压性能是抗拉的八倍到二十倍, 而且抗拉性能不会跟随这抗压性能的增加而增加, 没有什么可抗拉的功能, 所以很容易形成裂缝。使用精密的仪器能够发现, 混凝土在受负荷前水分已经蒸发后的能够在其内部监测到很多小细纹, 分布的不规律, 特别是在胶原料和骨原料的地界。当混凝土在承受负荷后或者因为外界的环境影响会产生可以肉眼看得见的宏观裂缝, 现在我国的规章制度都是针对宏观裂缝的。当使用在混凝土上配件的抗拉性大于混凝土的抗拉性时, 如混凝土上的受弯配件所在的混凝土部分会有裂缝或者弯曲现象。混凝土的另一种产生裂缝的原因是混凝土在刚形成的时候水泥会散发大量的内热, 导致混凝土产生温度应力, 当这个温度应力大于混凝土本身的抗拉强度, 就会产生裂缝。
3 变形作用引起的楼板裂缝分析
3.1 温度应力引起的裂缝分析
3.1.1 温度应力的分析
根据温度应力的形成过程可分为以下三个阶段:
第一、在早期:自己浇灌的混凝土内部水泥热量散发结束差不多需要一个月的时间。水泥放热这个阶段有两点, 一是水泥释放的热量会很大, 二是放热会导致混凝土的内部发生变化产生残余应力。第二、中期:水泥散热差不多结束后到混凝土开始冷却并保持在一定的温度后, 这段时间, 混凝土的冷却以及外部环境的变化产生温度应力和之前水泥放热的阶段中形成的残余应力相结合, 这个阶段中, 混凝土的弹性模量变化就很小。第三、晚期:混凝土已经冷却好之后的运转阶段。主要是因为外界的环境才引发的温度应力, 其和之前的阶段所形成的残余应力相结合, 依据温度应力可以分为两种情况: (1) 自生应力:外界没有一丁点的限制或者说外界是相对静止的构造, 如果混凝土自身的温度不是线性结构的, 因为混凝土本身的相互限制才形成的温度应力。 (2) 约束应力:混凝土因为受到外界环境的影响, 不论是小部分的还是全部的, 自身的应力受到限制才形成的应力。这两种状态的应力都会和混凝土冷却后干缩所形成的应力发生共同反应。依据已经知道的温度要想准确的推测出温度应力的分布和大小是很繁琐的事情。在很多情况下, 都是依靠模拟实验或者数值计算出来的。在计算混凝土温度应力的时候, 还要考虑到混凝土的徐变, 这对温度应力也有一定的影响。
3.1.2 温度的控制和防止裂缝的措施
为了防止裂缝, 减轻温度应力可从控制温度和改善约束条件两个方面着手。
(1) 控制温度的措施: (1) 减少混凝土中最不稳定的水泥的用量可以改进骨料原料, 使用干硬性质的混凝土添加气剂或者塑化剂、掺入混合材料; (2) 降低混凝土的入模时的温度, 在搅拌的时候浇水或者把已经冷却过的碎石在搅拌时放入; (3) 在夏季浇筑混凝土的时候不要浇筑太厚, 天气热不容易冷却利用浇筑的平面来散热; (4) 对于拆模时间要指定的计划, 当气温突然变冷的时候要做好保温措施, 防止混凝土因为温度的剧烈变化而产生温度应力; (5) 在气温很低的时候要对混凝土实施保温手段。
(2) 改善约束条件的措施:比较常用的措施就是合理地分缝分块, 设立后浇带。
3.2 混凝土收缩引起的裂缝
裂缝收缩就是因为当混凝土冷却之后硬化了水分都已经消失混凝土的体积变小。如果把混凝土放在一个不被外界因素所干扰的地方混凝土自身的收缩是不会形成裂缝的, 但是在施工中, 混凝土总会因为或这或那的因素所限制, 例如两段的限制、混凝土中间安置钢筋的限制等。因为混凝土的收缩会受到外界的制约, 所以它的内部就会形成拉应力, 当混凝土的抗拉强度小于拉应力的时候, 混凝土的收缩就会形成裂缝。一般来说, 混凝土硬化后受到的外界环境因素影响越大, 在收缩时形成的裂缝就会越多越宽。因为混凝土在硬化后体积缩小是因为水分消失的原因造成的, 所以产生的裂缝一般也叫做干缩裂缝。
4 楼板裂缝的常规修复
4.1 混凝土裂缝的修复时机
在对开裂的墙缝进行修复的时候要注意的是, 不管是什么原因引起的裂缝, 不管是内应还是外应引起的, 都必须在裂缝绝对稳定的情况下进行修复, 比如说收缩性裂缝就必须等到收缩全部完成之后才可以修复。
4.2 混凝土裂缝的修复方法
4.2.1 宽度≤0.3mm, 混凝土裂缝的修复
A.修复性质:封闭性修复
B.修复目的:恢复使用功能和耐久性;
C.修复方法:a) 表面封闭法:沿裂缝表面涂刷聚合物或环氧类封闭材料。b) 浅层封闭法:沿裂缝将混凝土凿成三角槽, 三角槽内混凝土界面处理, 在槽内嵌入修复材料。修复材料可视裂缝变形情况分别采取无机刚性修复材料和聚合物微变形或有机柔性修复材料。c) 化学 (环氧类) 灌浆法:采用的灌浆修复材料为低粘度亲水性环氧树脂, 此方法最大的优点是修复材料能在空气压力作用下灌入混凝土裂缝深处, 并填充于混凝土裂缝中, 从而从根本上达到封闭裂缝的修复目的。
所以, 在灌浆时加入这些材料的用处是, 对裂缝实行了密闭式的修复, 再次同时也有加固的效果。此外, 要想使混凝土进行修复时有质量保证以及整体的高质量, 就必须在调配化学灌浆时精密操作, 采用这种材料, 使其柔韧性增强。
4.2.2 宽度>0.3mm, 混凝土裂缝的修复
A.修复性质:封闭与加固性修复
B.修复目的:恢复混凝土结构的承载力、使用性能、耐久性能。
C.修复方法:粘钢板加固-防腐、防火处理
化学 (环氧类) 灌浆封闭裂缝-粘贴碳纤维布加固或粘贴碳纤维板加固-防火处理。
变形裂缝 篇6
1 建筑工程砖混结构墙体变性裂缝原因
1.1 地基不均匀沉降
由于地基不均匀沉降, 建筑项目砖混结构墙体很容易出现竖向裂缝、水平裂缝、斜裂缝等, 因此应仔细分析这些裂缝产生原因。
(1) 竖向裂缝。竖向裂缝主要出现在大窗洞窗台下方的墙体上, 裂缝下窄上宽。由于底层纵向窗间墙下方不需要承受较大荷载, 而下部承受的荷载较大, 窗下墙下和窗间墙基础底部往往需要承受地基反力, 受到该反力作用影响, 窗台墙往往具有反梁作用, 特别是大窗洞口位置, 受到地基反力窗台墙很容易出现反向变形, 产生墙体开裂, 甚至挤坏窗口, 影响窗扇的正常开启。
(2) 水平裂缝。水平裂缝主要出现在窗间墙上下对角位置, 若建筑项目地基存在集中的差异性沉降, 在垂直压力作用下, 窗间墙的相交窗角位置很容易出现应力集中裂缝, 并且在地基土层出现大范围沉降时, 很容易产生水平裂缝。
(3) 斜裂缝。一般情况下, 建筑工程底层纵墙上很容易出现斜裂缝, 主要是在窗口两个对角逐渐向着沉降大的区域倾斜, 并且向下、向上发展, 由于纵墙刚度小于横墙刚度, 因此纵墙上经常会出现这种裂缝, 斜裂缝宽度上小下大, 墙体下部裂缝比较多, 上部较少, 随着时间的推移, 裂缝宽度和数量逐渐发展, 外纵墙地层窗上角位置和内纵墙洞口位置也经常出现斜裂缝。砖混结构墙体斜裂缝主要是受到上部荷载压力作用影响, 在建筑墙体结构中这种端部沉降小、中部沉降大的弯曲产生正弯矩, 造成中下部受拉, 并且端部地基受到较大的反力梯度, 由于墙体剪应力较大往往破坏主拉应力, 导致砖混结构墙体出现斜裂缝。
1.2 温度应力影响
建筑工程砖混结构墙体温度裂缝主要集中在墙体变截面, 如门窗洞口、外墙等位置, 这些位置受到温度变化影响较大。常见的温度裂缝是斜向的通透裂缝, 一般该裂缝从现浇板和预制板交接位置或者预制板拼接区域逐渐向下延伸, 并且这种裂缝的中间区域宽度较大。当建筑项目砖混结构墙体上设计有门窗洞口时, 门窗洞口两个对角位置经常出现这种裂缝, 对于夏季施工的建筑项目, 纵墙上往往出现倒“八”字形态的裂缝;对于冬季施工的建筑项目, 纵墙上经常出现“八”字形态裂缝, 受到温度变化影响, 砖混结构墙体经常处于受压状态, 墙体顶板和顶部之间的交接位置裂缝往往向斜下方延伸。
2 建筑工程砖混结构墙体变形裂缝处理措施
2.1 不均匀沉降裂缝处理
根据《砖混结构墙体设计规范》, 为了减轻和控制建筑项目底层墙体裂缝, 应采取以下措施:其一, 使用钢筋混凝土窗台板, 窗间墙上嵌入窗台板深度应大于60cm;其二, 底层窗台下墙体灰缝中设置2根6钢筋或者3道焊接钢筋网片, 两边窗间墙伸入深度应大于60cm;其三, 适当增大基础圈梁刚度。除了以上控制措施以外, 还可采用以下预防控制措施:
(1) 简化建筑体型。建筑项目平面形状应尽量规则正整齐、力求简单, 避免设置过多的阴角, 形状复杂, 合理控制荷载差异。对于T型、L型、H型等平面形状复杂的建筑项目, 其纵横单位相交区域的地基非常密集, 受到应力重叠影响, 地基土沉降往往较大, 对于平面形状复杂的建筑项目, 往往会由于扭曲产生附加应力, 所以若建筑项目的地基土层比较软弱, 应尽量简化平面形式, 还要全面考虑周围建筑物的影响, 严格控制不均匀沉降裂缝。同时, 合理控制建筑项目长高比, 提高砖混结构墙体刚度, 使整体建筑项目发挥地基不均匀变形调整作用, 有效控制砖混结构墙体裂缝。
(2) 加强建筑整体强度和刚度。一方面, 合理设置承重墙, 砖混结构墙体设计时, 尽量拉通纵墙, 避免出现转折和断开, 每间隔一段距离设置一个横墙, 连接内外纵墙, 构成一个具有空间刚度的完整整体, 从而有效调节不均匀沉降。另一方面, 对钢筋混凝土圈梁进行优化设计, 圈梁不仅可增强砖混结构墙体的整体性和空间刚度, 而且可增强横墙连接, 对于建筑项目不均匀沉降有着明显的调整作用, 在设计过程中应使所有圈梁处于同一个水平面, 从而构成封闭系统。
(3) 合理安排施工流程。对建筑项目进行分期施工, 合理安排施工流程, 对于荷载较重的建筑楼层先进行施工建设, 然后建设荷载轻的建筑单元, 具体施工过程中先建设埋置深度大的建筑项目基础, 然后再对埋深小的建筑项目施工, 有效控制建筑项目各个部位的不均匀沉降。
(4) 优化沉降缝设置。沉降缝主要是从建筑项目基础到屋盖、楼盖、墙体全部断开, 并且将整个建筑工程划分为若干个独立沉降单元。为了避免沉降缝两侧建筑项目倾斜时发生碰撞或者挤压, 应结合建筑项目的地基土、高度等情况, 设置合适宽度的沉降缝, 满足基本抗震要求, 对于软土地基的建筑项目, 在设置沉降缝应注意以下几点:其一, 在平面形状复杂或者过长建筑项目的合适位置设置沉降缝;其二, 对于基础类型、地基处理方法、结构刚度、荷载等存在明显差异的位置或者高差较大区域应设置沉降缝;其三, 地基土质存在明显差异的区域应设置沉降缝。
2.2 温度裂缝处理
由于砖砌体和钢筋混凝土的膨胀系数不同, 受到外界环境温度变化影响, 砖砌体伸长量往往要小于构件伸长量, 使得砖砌体受剪和受拉。为了减少和控制建筑项目砖混结构墙体温度裂缝, 应尽量减小混凝土构件受到温度变化影响发生伸长变形过程中砖砌体受到混凝土构件的约束, 降低钢筋混凝土构件温差, 主要可采用屋面设置架空层或者隔热层、增设保温层厚度等措施。同时, 尽量选择低抗压强度的保温材料, 具体设计时应考虑到施工人员踩压和施工荷载, 最大程度地降低其对于保温层厚度的影响。在砖砌体和混凝土之间设置滑动层, 在不破坏建筑工程受力和结构的情况下, 确保温度变化条件下砖砌体和混凝土构件的自由变形, 还可在砖砌体和混凝土构件之间铺设油毡, 从而有效控制温度裂缝。并且尽量避免钢筋混凝土构件直接暴露在空气环境中, 严格控制温差变化, 对于建筑项目砖混结构墙体上外露的圈梁, 采用具有良好隔热效果材料或者将保温层设置在圈梁外侧。另外, 提高砖混结构墙体施工质量, 实际施工过程中必须确保墙体砌筑砂浆均匀、饱满, 强度严格符合相关设计要求, 并且优化设置伸缩缝, 对于混凝土压顶女儿墙, 将伸缩缝均匀地设置在压顶中, 在楼板拼接缝位置选择伸缩性好、强度高的柔性材料, 用这些材料替代砂浆或者混凝土, 对于屋盖和楼盖, 在合适位置设置伸缩缝。
3 结束语
砖混结构墙体裂缝是一个非常普遍的问题, 其对于建筑项目结构的稳定性和安全性有着严重影响, 给人们生活带来很多不便, 也埋下了较大的安全隐患, 而建筑工程砖混结构墙体裂缝主要是受到地基不均匀沉降、温度变化影响, 在这种情况下应仔细分析砖混结构墙体裂缝产生的各种原因, 综合考虑多方面因素, 采取有效的裂缝处理和控制措施, 从多方面对砖混结构墙体进行优化设置, 保障建筑项目砖混结构墙体的稳定性。
摘要：砖混结构墙体在建筑项目中应用广泛, 这种结构的抗剪、抗拉能力较低, 受到多种因素的影响, 建筑工程砖混结构墙体很容易产生变形裂缝, 对于建筑项目的使用性能和安全性有着直接影响, 所以应高度重视砖混结构墙体裂缝, 仔细分析砖混结构墙体裂缝原因, 有针对性地采取科学、有效的裂缝处理措施, 消除建筑墙体裂缝隐患, 保障建筑结构安全, 延长其使用寿命。文章分析了建筑工程砖混结构墙体变性裂缝原因, 阐述了建筑工程砖混结构墙体变形裂缝处理措施。
关键词：建筑工程,砖混结构墙体,变形裂缝,处理
参考文献
[1]石海冬.砖混结构住宅楼危险性鉴定方法[J].住宅与房地产, 2016, (9) :25+73.
[2]王勇.砖混结构房屋墙体裂缝及正确处理[A].《建筑科技与管理》组委会.2015年7月建筑科技与管理学术交流会论文集[C].《建筑科技与管理》组委会, 2015:2.
[3]曹双寅, 周屹.多层砖混结构抗震加固与增层设计研究及应用[J].东南大学学报, 1997, S1:83-87.
[4]梁惠.砖混结构墙体裂缝分析及工程对策[D].西安建筑科技大学, 2012.
[5]李亚敏.关于砖混结构房屋墙体裂缝问题的探讨[D].西北农林科技大学, 2011.
变形裂缝 篇7
一维大变形固结理论是在小变形固结理论的基础上发展起来的,由于小变形固结理论的局限性,人们开始研究新的固结理论来满足新的工程需求。其中以Gibson的一维大变形固结理论[1]为最早。但由于Gibson固结理论中某些假设的存在,使得其具有很大的局限性,人们就不断地对Gibson理论进行修正以符合特定的需求。本论文针对黏土铺盖裂缝的淤填处理问题,对渗压作用下的淤填黏土的固结机理进行了研究。
1 理论模型
图1为淤填黏土渗压固结[2,3]理论模型,其中0-0截面为水面初始高度,1-1截面为施加水压力后的高度,2-2面为初始状态的淤填黏土顶面,3-3面为固结黏土层顶面,4-4面以下为黏土铺盖下的透水层,该透水层为砂层。ΔABC为施加渗压前的有效应力分布,ΔA'B'C'为固结完成时的有效应力分布。
固结方程的自变量不同,求解方式不同,本文基于有限应变固结理论分别推导出以超孔隙水压力和孔隙比表示的有限应变渗压固结偏微分方程[4]。
式中:ue为超孔隙水压力;e为孔隙比;t为固结历时;a为土层某一截面的初始高度;CF为有限应变固结系数;BF为有限应变固结对流项系数;Be为有限应变固结对流项系数(包含BF)。
对于黏土铺盖的实际情况,采用超孔隙水压力为控制变量较孔隙比为控制变量更为直观和合理。
2 模型试验
针对实际工程中黏土铺盖裂缝[5]的淤填问题,为模拟铺盖裂缝淤填沉积土层在渗透压力作用下的固结过程并对本论文建立的理论模型和计算结果进行验证,特设计模型试验[6,7]。
2.1 试验材料
模型试验以河北省鹿泉市西薛庄水库的黏土铺盖裂缝为模拟对象(有关该水库的基本情况详见第4部分现场试验)。试验用土的物理性质指标见表1。
2.2 模型试验装置与测试系统
模型箱高50cm,长90cm,宽40cm,箱体底面为高强度塑料板,模型箱各面及顶部(盖板)均用有机玻璃板连接并密封,箱体外部用不锈钢骨架连接并用角钢固定,模型试验装置如图2所示。
考虑到模型的相似性问题,模型部分自下而上分为三部分:底部铺设10cm厚的粉细砂层模拟铺盖下的透水层;中部根据需要设置铺盖,厚度在6～12cm不等,贯穿铺盖的裂缝预留在该段;上部模拟库区上游,填料的沉淀沉积路经该段。本文所指的裂缝均为贯穿铺盖的裂缝。
2.3 模型试验过程
模型试验是将预制的泥浆用小型泥浆泵或输浆导管压送到模型箱的裂缝处,泥浆经沉淀沉积并承受向下的渗透力而开始淤填。
试验开始前,首先根据模拟水库原型水位情况选择试验压力,调整并记录孔隙水压力传感器读数,试验开始的同时打开底板上的渗流出水口,淤填沉积层(泥浆)在渗流应力作用下开始固结。测量固结期间沉积层变形值和渗透流量。待渗压固结趋于稳定,通过探针式孔隙水压力传感器从试样底部插入试样不同深度,测出孔隙水压力沿土层的分布值及土层的含水率分布。根据含水率分布得到孔隙比分布。上述指标的测试步骤与渗透诱发固结试验基本相同,不再赘述。
考虑实际裂缝的形状特点,将模型试验中模拟的裂缝形状概括为四种,如图3所示。
2.4 模型试验结果
为便于对各种断面形状裂缝的淤填效果进行对比分析,将模型中的各种裂缝体积均按相同数值分别在各自的试验中体现出来。由于裂缝体积、承受的渗透压力相同以及淤填厚度相近,各个模型的试验结果具有一定的可比性。
2.4.1 渗透流量的变化
将各种裂缝淤填固结过程中的渗透流量过程线绘于图4中,由图可见,在开始渗透的初始阶段,穿过各种断面形状裂缝的渗流量均较大,且随时间增加而逐渐减小。裂缝形状不同,穿过裂缝的渗流量的减弱趋势不同。单个矩形裂缝较多个小宽度矩形裂缝的渗流量在初始时的渗流量相差较大,但随固结的进行,二者渗流量的变化趋于一致:对于倒梯形断面(上大下小),渗流量初始值就减小很多,试验结束时渗流量减小到最小,说明淤填效果最好;正梯形裂缝由于汇流面积及淤填土面积较狭窄,而渗流溢出处宽度较大,渗透流速在裂缝内分布不均匀,渗透力减弱,导致淤填效果欠佳。
2.4.2 淤填土层沉降变化[8]
图5为各种形状裂缝中淤填土层表面中心点的沉降变化曲线。可见,单个宽大裂缝中淤填土的沉降大于多个较小裂缝中土的沉降值。这是因为单个裂缝的宽度较大,淤填土层中心的沉降受侧壁影响较小。倒梯形裂缝由于裂缝外边缘的土粒随水流汇集到裂缝中,增加了裂缝的渗透体积,故表面沉降值小;而正梯形断面裂缝内淤填土表面沉降较大,因此,一次淤填不能达到较好的效果。
2.4.3 淤填土层孔隙比与孔隙水压力分布
固结完成后实测的土层含水率分布见表2,以单个矩形裂缝淤填固结为例,超孔隙水压力沿深度的变化曲线见图6,由含水率得到的孔隙比沿深度的变化曲线见图7。
图6为实测的孔隙水压力、超孔隙水压力与理论计算的超孔隙水压力在三个不同时刻的对比曲线。由曲线的分布可以看出,计算得出的超孔隙水压力与相应时刻的实测值吻合较好,只是在淤填层的下半部两者稍有差异,其原因是实测时孔隙水压力滞后所致。根据孔隙水压力的对比分析可知,与施加外荷载引起土体变形的根本区别在于,由渗压产生的超孔隙水压力并不能完全转化为有效应力,只有接近一半的超孔隙水压力使土体产生渗透诱发固结,并随深度增加而逐渐增加直至淤填层底部达到最大,但仍存在着倒三角形分布的超孔隙水压力并使淤填土层中的渗流趋于稳定。
理论计算与由实测含水率计算得到的孔隙比分布曲线见图7。该图表明,数值计算得到的孔隙比与试验中通过实测含水率分布计算得到的孔隙比吻合较好。
2.5 试验结果
模型试验结果表明,用泥浆泵将泥浆直接送入裂缝处进行淤填处理的方法可以有效地处治铺盖裂缝。该试验为实际工程中黏土铺盖裂缝的治理提供了施工依据,同时也验证了前述所建立的理论模型的适用性及合理性。为尽快将渗压作用下的固结理论应用于实际工程并对其进一步实践检验,与有关部门协商,进行了现场试验,试验场地选择在鹿泉市西薛庄水库。
3 现场试验
3.1 工程概况
西薛庄水库位于鹿泉市白鹿泉乡西薛庄村南,坝址座落在太平河支流上,是一座以防洪、灌溉为主的小(二)型水库。该水库始建于1974年1月,控制流域面积5.5平方公里,总库容21.80万立方米。坝体为均质土坝,坝长110.0m,坝高12.0m,正常蓄水水头8.0m。该库下游有东胡申、西胡申、白鹿泉、枣林等村,涉及人口1483人,受影响最近的西胡申村距离水库不到1km,该水库担负着下游6个村1483人、2202亩耕地的防洪与灌溉任务。
水库运行30多年来,工程老化失修,尤其是水库渗漏问题严重,严重影响水库的防洪安全和灌溉效益的发挥。为此,2003年石家庄市财政局、水利局批准对水库进行防渗加固处理。2004年石家庄市水利局市水管字[2004]4号文批复了“西薛庄水库防渗加固实施方案”。
进入现场,首先对库区情况进行了有关方面的勘查。经过勘查表明,该水库是具有水平防渗(黏土铺盖)的均质土坝,黏土铺盖厚度为0.8～1.0m。水库的渗漏主要是黏土铺盖裂缝造成的,经勘查共发现裂缝37条,塌坑8个。其中裂缝最大宽度20cm,绝大部分裂缝均贯穿铺盖;塌坑的最大直径1.8m,塌坑边缘分布着辐射状裂缝。渗漏造成库区水位常年低于正常水位2m,严重影响水库灌溉效益的发挥。“96.8”洪水后又加剧了渗漏险情,严重影响到水库土坝的稳定和下游人民的财产和安全。
3.2 场地工程地质与水文地质条件
在1974年西薛庄水库工程开工前,未进行详细的工程地质与水文地质勘查,原有资料也部分缺失。经反复调查得知,水库土坝地基分布有震旦系硅质灰岩,夹少量薄层泥灰岩;第四系含碎石红黏土、卵石、砾石、砾砂、粗细砂、黏土、粉质黏土。水平铺盖下为厚约3～4m的密实砂砾层。
震旦系硅质灰岩富含裂隙水,第四系砂及卵石层为含水丰富的孔隙含水层,各含水层的水均属潜水。该区无岩溶地段。
其他工程地质与水文地质条件可参阅有关资料。
3.3 现场试验进度与工程量
现场试验的计划工期为40d。首先,完成库区裂缝的测量工作以及现场淤填用黏土土料的准备工作;其次,完成现场注浆工作,前后共进行了三次注浆。
现场试验的工程量:在水库上游坝坡坡脚之前50m范围内为淤填加固区,其面积约为4000m2。吹填黏土量近1600m3。
3.4 现场淤填效果分析
由于水库在修建时未埋设测压管等监测设施,因此在现场试验施工期间不能随时观测坝体及坝基的水位变化,只能根据淤填后库区水位与往年同期库区水位比较间接反映淤填加固效果。
西薛庄水库没有降水测量站点,但在水库同一流域下游5km,与水库同属白鹿泉乡的曹家坊(1999年、2000年)和郄庄(2001年—今)有降雨量观测点,下面数值为两雨量观测点观测的年降雨量。1999年,526.7mm;2000年,637mm;2001年,328mm;2002年,488.3mm;2003年651.0mm;2004年513.0mm。从近6年的降雨量来看,该水库周边2004年的降雨量列第4,低于石家庄市多年平均降雨量552.0mm(石家庄市1999年至2004年的平均降雨量分别为:398.5mm,559.3mm,341.0mm,459.7mm,596.2mm,578.5mm),属正常偏枯。
1999年至2003年,该水库多次在汛期蓄水较多,但汛后很多水被渗漏,特别是2000年,水库曾蓄满水并溢洪,2个月后,水库蓄水深度也仅剩2m。2004年对水库的黏土铺盖裂缝进行处治后,2004年11月水库的蓄水深度约4m,较往年同期上升近2.0m,且2004年后该水库上游未发生强降雨,未形成入库洪峰,水库泄洪洞和溢洪道均未出水,而在此期间下游灌溉用水未曾停止过。由此可见,西薛庄水库采取的淤填防渗加固措施是有效的,达到了预期的效果。
4 结语
本文针对黏土铺盖裂缝的淤填处理问题,对渗压作用下的淤填黏土的固结机理进行了研究。推导出了有限应变渗压固结理论模型,并通过模型试验模拟了裂缝处淤填固结的全过程,同时对理论模型进行了验证。最后以模型试验结果为依据指导了现场试验。
通过上述一系列研究,得出如下结论。
(1)通过分析超静水压力作用下的淤填黏土的固结机理,基于有限应变固结的基本理论分别推导出以超孔隙水压力、孔隙比为控制变量的有限应变渗压固结微分方程。该固结为渗压体积力作用下的固结问题,不同于已有的面荷载作用下的固结问题。
(2)对以孔隙水压力和变形表示的固结度的变化规律进行了分析,结果表明,在相同条件下,按变形表示的固结度要大于按孔压表示的固结度,固结速率较快。
(3)通过模型试验模拟渗压作用下淤填黏土的固结过程,为指导现场试验提供了可靠依据,并对本论文推导的理论模型和求解结果进行了验证。分析结果说明了本论文建立的渗压作用下的有限应变固结理论模型及求解方法的适用性和合理性。
(4)通过室内模型试验和现场试验结果总结出铺盖裂缝淤填处理方法的适用范围——小型水库以及水位较低的中型水库。在模型试验的基础上进行了野外现场试验,结果表明,用渗压固结方法治理黏土铺盖裂缝能取得令人满意的效果。
(5)采用本方法可获得良好的防渗效果并可以避免盲目施工。对于小型水库而言,在对水库渗漏情况进行充分调查研究的基础上,进行年内多次淤填,可彻底解决渗漏问题。但是,就黏土铺盖而言,仍然存在渗透现象(即微量水穿过铺盖或淤填沉积层渗向下游),并对下游土壤的毛细水具有一定的补给作用,有利于农作物及库区下游的生态平衡。另外,本方法对环境无污染,有利于环境保护。
摘要：Gibson的一维大变形固结理论存在很大的局限性,为符合特定的需求,不断对Gibson理论进行修正。本文针对黏土铺盖裂缝的淤填处理问题,对渗压作用下的淤填黏土的固结机理进行了研究。首先,推导出有限应变渗压固结理论模型,再基于有限应变固结理论分别推导出以超孔隙水压力和孔隙比表示的有限应变渗压固结偏微分方程,并通过设计模型试验模拟了裂缝处淤填固结的全过程,同时对理论模型和固结偏微分方程进行了验证,最后以模型试验结果为依据指导了现场试验。
关键词：渗压固结,铺盖裂缝,淤填固结,孔隙水压力,孔隙比,大变形理论,黏土
参考文献
[1]Gibson R E,England G L,Hussey M H L.The theory of one-dimentional consolidation of saturated clayⅠ:Finite nonlinearconsolidation of thin homogeneous layers[J].Geotechnique,1967,17(2):261～273.
[2]Mikasa M.The Consolidation of Soft Clay:A New ConsolidationTheory and Its Application[M].Japanese Society Civil Engineers,1965,21～26.
[3]Gibson R E,Schiffman R L,Cargill K W.The theory of one-dimentional consolidation of saturated clayⅡ:Finite nonlinearconsolidation of thin homogeneous layers[J].CanadianGeotechnical Journal,1981,18(2):280～293.
[4]华东水利学院土力学教研室主编.土工原理与计算[M].北京:水利电力出版社,1980.
[5]毛昶熙.关于粘土铺盖裂缝问题[J].水利工程管理技术,1991,(1):2～5.
[6]Imai G.Experimental studies on sedimentation mechanism andsediment formation of clay materials[J].Soils andFounadations,1981,20(2):7～20.
[7]Fox P J,Baxter C D P.Consolidation properties of soil slurriesfrom hydraulic consolidation test[J].Journal of Geotechnicaland Geoenvironmental Engineering,1997,123(8):770～776.
变形裂缝 篇8
按裂缝成因, 墙体裂缝可分为受力裂缝和非受力裂缝两大类。各种直接荷载作用下, 墙体产生的裂缝称为受力裂缝。砌体因收缩、温度、湿度变化, 地基沉陷不均等引起的裂缝是非受力裂缝, 又称变形裂缝。砌体房屋的裂缝中变形裂缝占80%以上。本文主要分析砌体结构变形裂缝。
1、温度裂缝。
主要由屋盖和墙体间温度差异变形应力过大产生的砌体房屋顶层两端墙体上的裂缝, 普遍表现为纵向较长建筑物顶层两端内外纵墙上的斜裂缝, 其形态呈“八”字或“X”型, 且显对称性, 但有时仅一端有, 轻微者仅在两面端一至两个开间内出现, 严重者会发展至房屋两端1/3纵长范围内, 并由顶层向下几层发展。
2、干缩裂缝。
干缩裂缝形态一般有: (1) 在墙体中部出现阶梯形裂缝; (2) 环块体周边灰缝的裂缝; (3) 建筑物底部一至二层窗台部位的垂直裂缝或斜裂缝; (4) 大片墙面上出现的底部重上部较轻的竖向裂缝。
3、地基基础不均匀沉降引起的裂缝。
一般在建筑物下部, 由下往上发展, 呈“八”字、倒“八”字、水平及竖缝。当长条形的建筑物中部沉降过大, 则在房屋两端由下往上形成正“八”字缝, 且首先在窗对角突破;反之, 当两端沉降过大, 则形成的两端由下往上的倒“八”字缝, 也首先在窗对角突破, 还可在底层中部窗台处突破形成由上至下竖缝;当某一端下沉过大时, 则在某端形成沉降端高的斜裂缝;当纵横墙交点处沉降过大, 则在窗台下角形成上宽下窄的竖缝, 有时还有沿窗台下角的水平缝。
二、裂缝的预防与控制
按目前的技术经济水平和规范规定, 尚不能完全避免墙体开裂, 而是使裂缝程度减轻或无明显裂缝。建筑物的长度即伸缩缝、沉降缝或控制缝间距与温度裂缝、干缩裂缝和沉降裂缝有很大关系。
英国规范规定, 粘土砖砌体控制间距为10~15m, 混凝土砌块砌体不大于6m;美国混凝土协会规定, 无筋砌体最大控制缝间距为12~18m, 配筋砌体控制缝间距不超过30m, 都远小于我国砌体规范规定。这也是按我国砌体规范的温度缝和抗裂构造措施不能消除墙体裂缝的重要原因。
1、温度变化引起的墙体开裂。
防止由温度变化引起的砌体结构开裂, 宜采取下列措施: (1) 根据砌体房屋墙体材料和建筑体型、屋面构造选择适合的温度伸缩区段; (2) 屋面应设置有效保温层或隔热层; (3) 采用装配式有檩体系钢筋混凝土屋盖或瓦材屋盖。 (4) 在屋盖适当部位设置分割缝, 间距不宜大于20m; (5) 当现浇混凝土挑檐或坡屋顶长度大于12m时, 宜沿纵向设置分隔缝, 缝宽不小于20mm, 缝内用防水弹性材料嵌填; (6) 顶层屋面板下设置现浇混凝土圈梁, 并沿内外墙拉通, 房屋两端圈梁下墙体内适当配置水平钢筋。 (7) 顶层挑梁与圈梁拉通。 (8) 顶层墙体内适当增设构造柱。 (9) 女儿墙应设构造柱, 间距不大于4米。
2、墙体材料干缩引起的开裂。
防止主要由墙体材料干缩引起的裂缝, 可采用下列措施: (1) 选用干缩值低的墙材。控制砌筑时材料含水量 (先让材料干缩后砌墙) 。 (2) 面积较大的墙体采用在墙体内增设构造梁柱的构造措施。如墙体长度超过5m, 可在中间设置钢筋混凝土构造柱;当墙体高度超过3m (120mm厚墙) 或4m (≥180mm厚墙) 时, 须在墙中腰处增设钢筋混凝土腰梁, 或设置伸缩缝; (3) 严格控制以胶凝材料为原料的砌块龄期, 不足28d不应进入施工现场。 (4) 正确掌握各种砌块使用时的含水率。轻集料混凝土空心砌块和蒸压灰砂砖、蒸压粉煤灰加气混凝土砌块砌筑时的含水率分别控制为5%~8%和15%、20%以内。施工时, 一般提前1~2d洒水湿润。
3、地基沉降引起的开裂。
防止主要由地基沉降引起的裂缝, 可采用下列措施: (1) 建筑物体型力求简单; (2) 合理设置沉降缝。在建筑物平面转折处、建筑高度荷载突变处、结构类型不同处以及地基土软硬交界处设置沉降缝; (3) 减轻结构自重; (4) 增强建筑物刚度和强度。设置封闭圈梁和构造柱, 特别是增强顶层和底层圈梁、合理布置纵横墙、采用整体性好、刚度大的基础形式等; (5) 减小或调整基底附加应力。改变基础地面尺寸, 使不同荷载的基础沉降量接近。
三、结论与建议
1、墙体的温度应力与温差成正比。
2、墙体收缩变形与墙体材料、砌块含水率以及建筑物长度有关。
3、地基沉降裂缝的内力和变形形
态与土的性质、建筑物与地基刚度、基础与建筑物尺寸形状、材料弹塑性性质、徐变等有关。
4、影响砌体结构裂缝的因素较多,
有些裂缝是由多种因素引起的混合裂缝。设计时可通过构造措施来防止和减轻砌体结构裂缝造成的危害。
摘要：引起砌体结构裂缝的最常见因素有“温度裂缝”、“干缩裂缝”, 以及“地基不均匀沉降裂缝”。本文在分析其成因的基础上, 提出常见砌体结构变形裂缝防治措施, 并提出相应建议。
关键词：温度,干缩,地基沉降,裂缝
参考文献
[1]苑振芳:《关于砌体结构裂缝控制的建议》, 《建筑结构》, 2000年。
变形裂缝 篇9
住宅楼现浇混凝土楼板裂缝问题与渗漏问题是目前居民住宅质量投诉的重点, 而从剪力墙结构与砖混多层结构投诉情况来看, 砖混结构裂缝发生率更高, 大部分裂缝表现为表面龟裂, 也有贯穿裂缝, 既有纵向、横向, 也有斜向以及无规则裂缝。一般对实际使用无多大危害, 但仍应进行有效控制, 特别是避免有害裂缝的发生。
1 楼板裂缝特点
裂缝最多的是房屋西南向阳角处, 或外侧发生45度左右的楼地面斜角裂缝。有些呈断裂贯穿状, 即从板面和板底均可见, 不仅影响外观, 还可引起渗漏、钢筋腐蚀和混凝土碳化等, 影响建筑物的耐久性, 并给用户带来严重的不安全感, 此类通病在现浇搂板的任何一种类型的建筑中都普遍存在。
2 混凝土裂缝产生机理
混凝土作为一种复合建筑材料, 由于其组成材料的多样化以及各组成材料间物理化学作用的多变化, 致使混凝土的物理力学性能与很多因素有关, 混凝土抗压性能良好而抗拉性能很差, 抗拉强度只有抗压强度的1/8-1/20, 并且不与抗压强度成比例地增加, 其极限拉伸变形很小, 因而极易产生裂缝。通过近代仪器己经发现混凝土在受荷载以前, 在硬化后的混凝土内部, 尤其是在胶结料与骨料的界面上总是存在着大量的微观裂缝, 其分布有随机性, 而这些裂缝在外界荷载作用下或环境变化时会发展而形成可见宏观裂缝, 目前规范或规程按计算控制的主要是宏观裂缝。对于荷载引起的裂缝, 当构件中的主拉应力大于混凝土的抗拉强度或主拉应变大于混凝土的极限拉伸应变时混凝土就会产生裂缝, 如受弯构件受拉区的弯曲裂缝、弯剪裂缝等。温度引起的裂缝一种情况是大体积混凝土因水泥水化热导致内外温差过大所引起的温度应力超过混凝土早期抗拉强度时引起的裂缝, 另一类是混凝土因环境温度变化而产生膨胀或收缩变形, 其中收缩变形又受到外界的约束或内部钢筋的阻碍而产生裂缝。
其它还包括混凝土硬化前产生的表面裂缝、混凝土收缩变形时受到约束产生的裂缝、材料不良引起的裂缝等。对于目前住宅现浇楼板存在的裂缝问题同样没有形成比较一致的处理意见, 而更多的是从设计上采取一定构造措施、施工中加强混凝土配合比控制和养护等几方面提出相关建议, 从实际效果来看确实收到了一定成效, 但楼板裂缝的形成原因确实有其特殊性和复杂性, 无法以一般大体积混凝土裂缝控制、非荷载原因来解释分析, 对于砖混结构、剪力墙结构等也有其截然不同的分布规律和形态特征。
3 变形作用引起的楼板裂缝分析
3.1 温度应力引起的裂缝分析根据温度应力的形成过程可分为以下三个阶段:
(1) 早期:自浇筑混凝土开始至水泥放热基本结束, 一般约30天。这个阶段的两个特征, 一是水泥放出大量的水化热, 二是混凝上弹性模量的急剧变化。由于弹性模量的变化, 这一时期在混凝土内形成残余应力。 (2) 中期:自水泥放热作用基本结束时起至混凝土冷却到稳定温度时止, 这个时期中, 温度应力主要是由于混凝土的冷却及外界气温变化所引起, 这些应力与早期形成的残余应力相叠加, 在此期间混凝上的弹性模量变化不大。 (3) 晚期:混凝土完全冷却以后的运转时期。温度应力主要是外界气温变化所引起, 这些应力与前两种的残余应力相迭加。根据温度应力引起的原因可分为两类:a自生应力:边界上没有任何约束或完全静止的结构, 如果内部温度是非线性分布的, 由于结构本身互相约束而出现的温度应力。b约束应力:结构的全部或部分边界受到外界的约束, 不能自由变形而引起的应力。这两种温度应力往往和混凝土的干缩所引起的应力共同作用。要想根据已知的温度准确分析出温度应力的分布、大小是一项比较复杂的工作。在大多数情况下, 需要依靠模型试验或数值计算。混凝土的徐变使温度应力有相当大的松驰, 计算温度应力时, 必须考虑徐变的影响, 具体计算这里就不再细述。
3.2 混凝土收缩引起的裂缝收缩裂缝顾名思义其产生原因就是混凝土硬化后水份蒸发体积收缩。
从理论上讲当混凝土在无任何约束而处于自由收缩时, 不会产生裂缝的, 而实际工程中, 混凝土总是受到各种约束的, 如两端的约束、内部配制钢筋的约束等。由于混凝土收缩过程中受到约束, 因而内部产生拉应力, 当拉应力大于混凝土的抗拉强度时, 就会产生收缩裂缝。一般来讲, 混凝土受到的约束越大, 其产生的收缩裂缝越多或越宽。由于混凝土体积收缩是因为水份蒸发、干燥导致的, 因而收缩裂缝也通常称为干缩裂缝。
一般情况下, 几个月以后, 混凝土体内多余水份蒸发已基本完成, 混凝土内湿度与环境湿度基本趋于一致, 因而收缩裂缝的宽度发展也趋于停止, 处于相对稳定状况。当然, 之后还将随着环境湿度和温度的变化而略有变化, 当环境湿度变大时, 混凝土将吸取空气中的水份, 而收缩裂缝变窄些, 反之当环境湿度变小时, 混凝土收缩裂缝将变宽些。另外, 还随着环境温度变化, 混凝土也将产生热胀冷缩现象, 因而收缩裂缝也会随着环境温度的升高而变窄些, 反之, 随着环境温度的降低而变宽些。
4 楼板裂缝的常规修复
4.1 混凝土裂缝的修复时机无论混凝土是何种因素引起开
裂, 包括内应力和外应力, 从技术角度考虑其修复时机都应选择在裂缝基本稳定后才实施。如收缩裂缝的修复应等其收缩基本完成后再实施。
4.2 混凝土裂缝的修复方法
4.2.1 宽度≤0.
3m m, 混凝土裂缝的修复 (1) 修复性质:封闭性修复; (2) 修复目的:恢复使用功能和耐久性; (3) 修复方法:a表面封闭法:沿裂缝表面涂刷聚合物或环氧类封闭材料。b浅层封闭法:沿裂缝将混凝土凿成三角槽, 三角槽内混凝土界面处理, 在槽内嵌入修复材料。修复材料可视裂缝变形情况分别采取无机刚性修复材料和聚合物微变形或有机柔性修复材料。c化学 (环氧类) 灌浆法:采用的灌浆修复材料为低粘度亲水性环氧树脂, 此方法最大的优点是修复材料能在空气压力作用下灌入混凝土裂缝深处, 并填充于混凝土裂缝中, 从而从根本上达到封闭裂缝的修复目的。
因此, 采用这些材料对混凝土裂缝灌浆后, 不仅能有效地对裂缝进行封闭, 同时, 也兼有补强加固的作用。另外, 在配制化学灌浆材料的过程中使其增加一定的柔韧性, 这对提高混凝土裂缝修复质量从而提高工程的整体质量是相当有益的。
4.2.2 宽度>0.
3m m, 混凝土裂缝的修复a修复性质:封闭与加固性修复。b修复目的:恢复混凝土结构的承载力、使用性能、耐久性能。c修复方法:粘钢板加固-防腐、防火处理。
化学 (环氧类) 灌浆封闭裂缝-粘贴碳纤维布加固或粘贴碳纤维板加固-防火处理。