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2006-11-20 00:51 【大 中 小】【打印】【我要糾錯】
摘要:建筑結(jié)構(gòu)產(chǎn)生裂縫是很普遍的現(xiàn)象,其中最常見的要數(shù)鋼筋砼構(gòu)件以及磚墻裂縫。本文分析了鋼筋砼結(jié)構(gòu)裂縫產(chǎn)生的八種原因,就這些原因給出了七種預防措施。
關(guān)鍵詞:建筑結(jié)構(gòu) 鋼筋砼結(jié)構(gòu) 裂縫 產(chǎn)生原因及預防措施
建筑結(jié)構(gòu)產(chǎn)生裂縫是很普遍的現(xiàn)象,從理論上說,混凝土結(jié)構(gòu)尤其是受彎構(gòu)件總是帶裂縫工作的,在使用荷載不大的情況下,沒有裂縫隙或這類結(jié)構(gòu)性裂縫隙非常細微,不易為肉眼所察覺。但在現(xiàn)實的建筑中,混凝土結(jié)構(gòu)會出現(xiàn)各種各樣的裂縫,其中最常見的要數(shù)鋼筋砼構(gòu)件以及磚墻裂縫。在這里主要討論鋼筋砼梁出現(xiàn)裂縫的原因很復雜,主要有材料或氣候因素、施工不當、設(shè)計和施工錯誤、改變使用功能或使用不合理等,通常可歸納為以下幾種:
一。 鋼筋砼常見裂縫原因分析
1、 材料質(zhì)量
材料質(zhì)量問題引起的裂縫較常見的原因是水泥、砂、石等質(zhì)量不好,若工程上用了這等不合格的材料就會產(chǎn)生“豆腐渣工程”。所以說只有材料的質(zhì)量關(guān)把好了,工程質(zhì)量才會在根本上得到保證。
2、 施工工藝
施工工藝涉及的面很廣,不可能一一敘述,一般常涉用到的有:
(1)、水分蒸發(fā)、水泥結(jié)石的砼干縮通常是導致砼裂縫的重要原因。
。2)、砼是一種人造混合材料,其質(zhì)量好壞的一個重要標志是成型后砼的均勻性和密實程度。因此砼的攪拌、運輸、澆搗、振實各道工序中的任何缺陷和疏漏,都可能是裂縫產(chǎn)生的直接或間接原因。
(3)、模板構(gòu)造不當,漏水、漏漿、支撐剛度不足、支撐的地基下沉、過早拆模等都可能造成砼開裂。施工過程中,鋼筋表面污染、砼保證層太小或太大,澆筑中碰撞鋼筋使其移位等都可能引起裂縫,施工控制不嚴,超載堆荷,也可能導致出現(xiàn)裂縫。
。4)、砼養(yǎng)護,特別是早期養(yǎng)護質(zhì)量與裂縫的關(guān)系密切,混凝土尚處于未完全硬化狀態(tài)時,如干燥過快,則產(chǎn)生收縮裂縫,通常發(fā)生在表面上,裂縫不規(guī)則,寬度小,另外水泥在水化及硬化過程中,散發(fā)大量熱量,使砼內(nèi)外部產(chǎn)生溫差,超過一定值時,因砼的收縮不一致而產(chǎn)生裂縫。
(5)、避免在極端天氣條件下施工,可以減少砼結(jié)構(gòu)的開裂情況。
3、 地基變形
在鋼筋砼結(jié)構(gòu)中,造成開裂主要原因是不均勻沉降。裂縫的大小、形狀、方向決定于地基變形的情況,由于地基變形造成的應力相對較大,使得裂縫一般是貫穿性的。
4、 溫度變形
砼具有熱脹冷縮的性質(zhì),其線膨脹系數(shù)一般為1×10-5/0C.當環(huán)境溫度發(fā)生變化時,就會產(chǎn)生溫度變形,由此產(chǎn)生附加應力,當這種應力超過砼的抗拉強度時,就會產(chǎn)生裂縫。在工程中,這類裂縫較多見,譬如現(xiàn)澆屋面板上的裂縫,大體積砼的裂縫等。
5、 濕度變形
砼在空氣中結(jié)硬時,體積會逐漸減小,一般謂之干縮。收縮裂縫較普遍,常見于現(xiàn)澆墻板式結(jié)構(gòu)、現(xiàn)澆框架結(jié)構(gòu)等,通常是因為養(yǎng)護不良造成。砼的收縮值一般為0.2~0.4‰,其發(fā)展規(guī)律是早期快、后期緩慢。因此對于超長的建筑物或構(gòu)筑物,通常是摻加微膨脹劑等,這樣可基本解決砼的早期干縮問題。
6、 結(jié)構(gòu)受荷
結(jié)構(gòu)受荷后產(chǎn)生裂縫的因素很多,施工中和使用中都可能出現(xiàn)裂縫。例如早期受震、拆模過早或方法不當、構(gòu)件堆放、運輸、吊裝時的墊塊或吊點位置不當、施工超載、張拉預應力值過大等均可能產(chǎn)生裂縫。而最常見的是鋼筋砼梁、板受彎構(gòu)件,在使用荷載作用下往往會出現(xiàn)不同程度的裂縫。普通鋼筋砼構(gòu)件在承受了30~40% 的設(shè)計荷載時,就可能出現(xiàn)裂縫,肉眼一般不易察覺,而構(gòu)件的極限破壞荷載往往是在設(shè)計荷載的 1.5倍以上,所以在一般情況下鋼筋砼構(gòu)件是允許帶裂縫工作的。在使用過程中,改變原來使用功能,如將辦公室改為倉庫、屋面加層、使用不當、增大荷載等均可能會引起出現(xiàn)裂縫。在鋼筋砼設(shè)計規(guī)范中,分別不同情況規(guī)定裂縫的最大寬度為0.2~0.3mm.對那些寬度超過規(guī)范規(guī)定的裂縫,以及不允許出現(xiàn)裂縫則應認為有害,需加以認真分析,慎重處理。
7、設(shè)計欠周全
如截面不夠、梁的跨度過大、高度偏小,或者由于計算錯誤,受力鋼筋截面偏小或板太薄、配筋位置不當、節(jié)點不合理、結(jié)構(gòu)構(gòu)件斷面突變或因開洞、留槽引起應力集中,構(gòu)造處理不當,現(xiàn)澆主梁在擱次梁處如沒有設(shè)附加箍筋,或附加吊筋以及各種結(jié)構(gòu)縫設(shè)置不當?shù)纫蛩鼐菀讓е马砰_裂。
8、 徐變
砼徐變造成開裂或裂縫發(fā)展的例子工程中也和很常見。據(jù)文獻記載受彎構(gòu)件截面砼受壓徐變,可以使構(gòu)件變形增大2~3倍,預應力結(jié)構(gòu)因徐變會產(chǎn)生較大的應力損失,降低了結(jié)構(gòu)的抗裂性能。
二。 預防措施
通過以上分析,在工程裂縫中有很大一部分是可以通過設(shè)計手段、施工手段來克服。
1、 材料選用
。1)、水泥:應選用水化熱較低的水泥,嚴禁使用安定性不合格的水泥。
(2)、粗骨料:宜用表面粗糙、質(zhì)地堅硬的石料、級配良好、空隙率小、無堿性反應;有害物質(zhì)及粘土含量不超過規(guī)定。
。3)、細骨料:宜用顆粒較粗、空隙較小、含泥量較低的中砂。
。4)、外摻加料:宜采用減水劑等外加劑,以改善砼工作性能,降低用水量,減少收縮。
2、 配料
(1)、配合比設(shè)計:應采用低水灰比、低用水量,以減少水泥用量。
。2)、禁止任意增加水泥用量。
(3)、配制砼時計量應準確,要嚴格控制水灰比和水泥用量,攪拌均勻,離析的砼必須重新拌勻后,方可澆筑。
3、 配筋
鋼筋的配置應嚴格按施工圖施工,尤應重視以下各點:
。1)、鋼筋品種、規(guī)格、數(shù)量的改變、代用,必須考慮對構(gòu)件抗裂性能的影響。
。2)、鋼筋的位置要正確,保護層過大或過小都可能導致砼開裂,鋼筋間距過大,易引起鋼筋之間的砼開裂。
4、 模板工程
鋼筋砼結(jié)構(gòu)裂縫的預防,在模板工程中應注意以下幾點:
。1)、模板構(gòu)造要合理,以防止模板各桿件間的變形不同而導致砼裂縫。
。2)、模板和支架要有足夠的剛度,防止施工荷載(特別是動荷載)作用下,模板變形過大造成開裂。
(3)、合理掌握拆模時機,拆模時間過早,應保證早齡期砼不損壞或不開裂,但也不能太晚,盡可能不要錯過砼水化熱峰值,即不要錯過最佳養(yǎng)護介入時機。
5、 砼澆筑
。1)、砼澆筑時應防止離析現(xiàn)象,振搗應均勻、適度。
。2)、加強砼的早期養(yǎng)護,并適度延長養(yǎng)護時間,在氣溫高、濕度低或風速大的條件下,更應及早進行噴水養(yǎng)護,在澆水養(yǎng)護有因難時,或者不能保證其充分濕潤時,可采用覆蓋保濕材料等方法。
6、 設(shè)計構(gòu)造
(1)、建筑平面選型時在滿足使用功能要求的前提下,力求簡單,平面復雜的建筑物,容易產(chǎn)生扭曲等附加應力而造成墻體及樓板開裂。
(2)、合理布置縱橫墻,縱墻開洞應盡可能小。
。3)、控制建筑物有長高比,長高比越小,整體剛度越大,調(diào)整不均勻沉降的能力越強。
。4)、合理地調(diào)整各部分承重結(jié)構(gòu)的受力情況,使荷載分布均勻,盡量防止受力過于集中。
(5)、減少地基的不均勻沉降,除了前述的措施外,在基礎(chǔ)設(shè)計中可以采取調(diào)整基礎(chǔ)的埋深度,不同的地基計算強度和采用不同的墊層厚度等方法,來調(diào)整地基的不均勻變形。
。6)、適當加強基礎(chǔ)有剛度和強度。
(7)、層層設(shè)置圈梁、構(gòu)造柱,可以增加建筑物的整體性,提高磚石砌體的抗剪、抗拉強度,防止或減少裂縫,即使出現(xiàn)了裂縫,也能阻止其進一步發(fā)展。
。8)、正確地設(shè)置沉降縫。沉降縫位置和縫寬的選定應合適,構(gòu)造要合理,可以和其結(jié)構(gòu)縫合并設(shè)置。
。9)、限制伸縮縫間距。對體形復雜、地基不均勻沉降值大的建筑物更應嚴格控制,同樣,也可以和其它結(jié)構(gòu)縫合并使用。
(10)、部分窗臺砌體應加強。對寬大的窗臺下部宜設(shè)置鋼筋砼梁,以適應窗臺的變形,防止窗臺處產(chǎn)生豎直裂縫。
7、 施工技術(shù)
。1)、加強地基的檢查與驗收工作,基坑開挖后應及時通知勘察及設(shè)計單位到現(xiàn)場驗收,對較復雜的地基,設(shè)計方在基坑開挖后應要求勘察補鉆探,當探出有不利的地質(zhì)情況時,必須先對其加固處理,并經(jīng)驗收合格后,方可進行下一步施工。
(2)、開挖基槽時,要注意不擾動其原狀結(jié)構(gòu)。
。3)、合理安排施工順序。當相鄰建(構(gòu))筑物間距較近時,一般應先施工較深的基礎(chǔ),以防基坑開挖破壞已建基礎(chǔ)的地基礎(chǔ)。當建(構(gòu))筑物各部分荷載相差較大時,一般應施工重、高部分,后施工輕、低部分。
綜上分析,鋼筋砼結(jié)構(gòu)裂縫應針對成因,貫徹預防為主的原則,加強設(shè)計施工及使用等方面的管理,確保結(jié)構(gòu)安全和避免不必要的損失。
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