房屋建筑工程中常見的溫度裂縫成因及對策
2008-10-15 00:00
| 摘要： 在房屋建筑工程領(lǐng)域，經(jīng)常會遇到一些結(jié)構(gòu)構(gòu)件出現(xiàn)裂縫的工程問題。這種裂縫一般有兩大類：荷載裂縫和變形裂縫，其中，有80%以上為變形裂縫。在變形裂縫中，溫度裂縫又是最常見、最復(fù)雜、最難以避免的。因此，本文著重論述了變形裂縫中溫度裂縫的概念、類型，常出現(xiàn)的部位，形成的機理，修復(fù)的方法，預(yù)防的措施，希望能給同行們提供參考。 關(guān)鍵詞：房屋建筑工程 溫度裂縫 修復(fù) 預(yù)防 前言 科學(xué)研究與工程實踐業(yè)已表明，裂縫的存在是材料本身固有的物理特性，任何結(jié)構(gòu)物的裂縫都是不可避免的，房屋建筑工程也是如此。在房屋建筑工程裂縫中，按成因可分為兩大類：荷載裂縫和變形裂縫。從查閱相關(guān)調(diào)查統(tǒng)計資料可以得出，真正由荷載引起的裂縫的幾率約占20%左右，而變形變化（溫度、收縮、不均勻沉降）或主要由變形變化引起的裂縫（即變形裂縫）卻占80%以上。在這種變形裂縫中，溫度裂縫又是最常見、最復(fù)雜、最難以避免的，這種裂縫通常在房屋建筑工程建設(shè)中就已出現(xiàn)，隨時間的推移繼續(xù)發(fā)展，其寬度一般在0.1~2.0mm之間。雖然該種裂縫對房屋建筑工程一般無顯著的直接危害，但它在一定程度上降低房屋建筑的強度、整體性、耐久性、抗震性能和防水性能；同時，也給使用者在感官上和心理上造成不良的影響，甚至引起房屋的使用者與開發(fā)者之間的矛盾糾紛或官司。因此，對溫度裂縫進行分析，究其產(chǎn)生的原因，如何采取防范措施、如何進行修復(fù)，是很有必要的，下面筆者根據(jù)自己多年的工作經(jīng)驗和體會結(jié)合南方房屋建筑的特點和氣候條件，談一談對溫度裂縫的認識。 1房屋建筑工程中溫度裂縫的特征及分類 溫度裂縫成因比較特殊，因此溫度裂縫往往是頂部較嚴重（陽光直射，日照時間長，晝夜溫差大），越往下層裂縫程度越輕；房屋長高比越大，裂縫越嚴重；條式房屋的中間單元裂縫輕，兩端部單元裂縫較嚴重。整體上看，房屋向陽面墻體比背陰面墻體裂縫嚴重；房屋內(nèi)部則內(nèi)橫墻體裂縫輕，內(nèi)縱墻體裂縫重。從施工的季節(jié)角度看，在南方春秋季施工的房屋裂縫輕，冬季施工裂縫重。 根據(jù)溫度裂縫的特點從外觀形態(tài)上可大致簡單歸納為水平裂縫、斜向裂縫、豎向裂縫；從裂縫的深度上又可劃分為淺表裂縫、縱深裂縫、貫穿裂縫；從肉眼是否可見上，一般以0.05mm為量化界線，又可分為微觀裂縫和宏觀裂縫等。我們重視并須采取措施加以預(yù)防或處治的是縱深的、貫穿的宏觀裂縫。 2房屋建筑工程溫度裂縫經(jīng)常出現(xiàn)部位 2.1水平裂縫：在鋼筋混凝土屋蓋與砌體結(jié)構(gòu)交結(jié)處的水平裂縫（包括女兒墻底及屋蓋下的水平裂縫），它常表現(xiàn)為兩端較多而明顯，中間較少且不明顯，特別是外墻尤其如此，在一些無構(gòu)造柱的磚混結(jié)構(gòu)的舊建筑物中嚴重時，可看到山墻與外墻貫通成包角水平縫。 2.2斜向裂縫：（1）墻體斜裂縫，多發(fā)生在頂層的內(nèi)外墻，一般位于該層兩端一至二開間內(nèi)。兩端有窗戶時，裂縫一般通過窗的兩對角，裂縫通常中間寬兩端細。（2）樓板斜裂縫，在頂層鋼筋混凝土樓板上也時有發(fā)生，一般位于建筑的四個端角板塊上。 2.3豎向裂縫：多出現(xiàn)于磚混結(jié)構(gòu)建筑物的內(nèi)外縱墻沿門窗洞口處，及框架結(jié)構(gòu)中填充墻與框架邊柱交接處。 3溫度裂縫形成的機理簡析 外界溫度變化使組成房屋建筑的結(jié)構(gòu)構(gòu)件產(chǎn)生脹縮變形，當這種變形受到其他構(gòu)件的約束時，就會在構(gòu)件內(nèi)部或相互約束的不同材料構(gòu)件之間產(chǎn)生應(yīng)力（主要為拉應(yīng)力和剪應(yīng)力），當應(yīng)力超過構(gòu)件材料的強度極限時，就產(chǎn)生了溫度裂縫。 在使用兩種不同材料的屋面板與墻體之間，線膨脹系數(shù)a差異較大，通?；炷廖菝姘宓木€膨脹系數(shù)a1＝10×10-6，砌體的線膨脹系數(shù)a2＝5×10-6。當兩者以相同的溫差升降時.由于線脹系數(shù)不同，在接觸面上將產(chǎn)生相對位移，而這位移受到限制，則產(chǎn)生剪應(yīng)力。由于屋面受到陽光的直射，通常屋面板的溫度總是高于墻體的溫度變化，使得這種剪應(yīng)力更大。當膨脹產(chǎn)生的應(yīng)力大于砌體的抗拉強度tmax>ftk時墻體就產(chǎn)生斜向溫度裂縫。當溫度應(yīng)力超過墻體的抗剪強度tmax>fv時墻體就產(chǎn)生水平溫度裂縫。由于應(yīng)力集中的原因，就在門窗洞口四角產(chǎn)生豎向及斜向裂縫。而樓板的斜裂縫主要由于縱橫雙向框架梁受熱膨脹產(chǎn)生推力作用于端角樓板上，超過混凝土的抗拉能力，產(chǎn)生了斜裂縫。 [Page] 4房屋建筑工程出現(xiàn)溫度裂縫的修復(fù) 在發(fā)現(xiàn)溫度裂縫時，不要急于修復(fù)，應(yīng)觀察到裂縫穩(wěn)定后，根據(jù)具體情況采取措施，若發(fā)現(xiàn)屋面保溫層末達到熱工要求和節(jié)能標準時，首先應(yīng)重新改做屋面保溫隔熱層，以防止裂縫繼續(xù)活動。鑒定裂縫的穩(wěn)定方法是在裂縫內(nèi)嵌抹水泥漿或貼玻璃紙，經(jīng)過一段時間的觀察判斷確定。對裂縫的處理須從建筑的美觀、強度、耐久、使用功能等方面并充分考慮到裂縫形成的機理，從根本上加以治理。大致有： 4.1裂縫細小，對房屋正常使用影響不大，可暫不處理； 4.2裂縫雖細小，但已造成墻面、屋面、樓面的滲水，或?qū)︿摻罨炷羶?nèi)的鋼筋保護的需要，可采用嵌補密封或壓力灌漿進行處理； 4.3對于裂縫較大、較多又貫穿墻體，不僅影響美觀和正常使用，還對房屋的剛度和抗震性能有較大的影響，這種情況下可在裂縫墻體兩側(cè)用4Φ6@200或Φ6@500鋼筋網(wǎng)片，并用Φ6@500的鋼筋穿墻將兩鋼筋網(wǎng)片拉緊固定后，外抹水泥砂漿或噴射混凝土以補強加固。 5房屋建筑工程中溫度裂縫的預(yù)防 5.1在設(shè)計階段對溫度裂縫的預(yù)防措施 5.1.1在房屋建筑的設(shè)計中，除應(yīng)嚴格依據(jù)有關(guān)設(shè)計規(guī)范的規(guī)定執(zhí)行外，還應(yīng)盡可能縮短建筑物溫度伸縮縫的設(shè)置間距；頂層端部兩開間的外縱墻與內(nèi)橫墻相接處、山墻與內(nèi)縱墻相接處均應(yīng)設(shè)置構(gòu)造柱，頂層墻體砌筑砂漿強度等級也不得低于M7.5；在鋼筋混凝土梁板柱與墻體交接處均應(yīng)加釘寬200mm的通長鋼絲網(wǎng)（網(wǎng)眼為10×10）以預(yù)防溫度裂縫的產(chǎn)生。 5.1.2屋面板、外廊板，陽臺板等均應(yīng)在板面全跨雙向配置不小于Φ6@200的構(gòu)造鋼筋，以抵抗外露室外現(xiàn)澆板的溫度裂縫；對四個端角的屋面板塊尚應(yīng)增設(shè)配筋不小于Φ6@200、長不小于2.5m的放射筋，以防板的斜向裂縫。鋼筋混凝土女兒墻板、檐口板、外露欄板應(yīng)雙面雙向配筋，上下端頭各配≥2Φ12的溫度抵抗筋，并每隔15～20m設(shè)置一道20mm溫度伸縮縫。 5.1.3重視屋面保溫隔熱設(shè)計，嚴格滿足建筑節(jié)能設(shè)計標準。淘汰爐渣混凝土保溫層，推廣使用水泥泡沫聚苯乙烯保溫板或聚氨酯保溫板等高效保溫材料。在設(shè)計上，可考慮采用雙層屋面，或?qū)⑽菝婢G化成屋頂花園，既有利于防止溫度裂縫，又可改善住宅的保溫、隔熱條件，也達到美化綠化的效果。 5.2在施工階段對溫度裂縫的預(yù)防措施 5.2.1首先要強調(diào)的就是確保施工質(zhì)量。砂漿配合比要滿足設(shè)計強度等級要求，下料要嚴格計量，灰縫要均勻、飽滿；濕磚上墻，噴水養(yǎng)護，嚴禁干磚上墻和碎磚集中使用，減少砌體實際強度與設(shè)計強度等級的差距；應(yīng)嚴格按規(guī)范要求控制砌筑速度，墻體砌筑高度每天不應(yīng)大于1.5m。 5.2.2屋面板澆筑安裝完成后，盡快完成保溫隔熱層，切不可拖延時間。保溫隔熱層材料的各項指標要滿足標準要求，特別是含水率和干重度；鋪筑厚度和范圍要到位，并做好防雨防潮措施。 5.3此外，建設(shè)單位在前期就要注意合理安排好房屋建筑的建設(shè)時間，盡量避開在炎熱的夏季和寒冷的冬季施工溫度敏感部位，在交付使用后，應(yīng)訂立制度做好房屋建筑特別是溫度裂縫的易發(fā)部位的管理維護，這也是預(yù)防工作中的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。 6結(jié)束語 房屋建筑工程中的溫度裂縫問題必須從設(shè)計、施工、使用等各個階段全面綜合的分析，以便針對性地采取預(yù)防、修復(fù)措施。只要有足夠的重視了，方法得當，溫度裂縫的發(fā)生的幾率、嚴重性、造成的影響和損失均能降低到理想的水平。 參考文獻： 1、張相寶，《混凝土構(gòu)筑物裂縫原因分析與處理》，混凝土，2000 2、覃維組，《混凝土的收縮,開裂及其評價與防治》，混凝土,2001 3、王鐵夢，《工程結(jié)構(gòu)裂縫控制》，中國建筑出版社，1997 4、李德榮等，《砌體結(jié)構(gòu)的溫度裂縫特點》，建筑結(jié)構(gòu)，2002 |
| 原作者： 蔡勇寧 |
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