建筑施工裂縫分析

1、    建筑施工裂縫分析    楊淋【摘要】在混合結(jié)構(gòu)中墻體裂縫是常見的質(zhì)量問題，引起裂縫的原因有地基不均勻沉降、溫度應(yīng)力、地震力、膨脹力、凍脹力、荷載和施工質(zhì)量等。本文結(jié)合實踐就地基不均勻沉降和溫度應(yīng)力引起墻體裂縫特征進行了分析探討?！娟P(guān)鍵詞】建筑工程；施工裂縫；控制一、墻體裂縫分析（一）地基不均勻沉降引起墻體裂縫分析房屋的全部荷載最終通過基礎(chǔ)傳給地基，而地基在荷載作用下，其應(yīng)力是隨深度而擴散，深度大，擴散愈大，應(yīng)力愈??；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(yīng)力的擴散作用，即使地基地層非常均勻，房屋地基應(yīng)力分布仍然是不均勻的，

2、從而使房屋地基產(chǎn)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(zhì)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(chǎn)生多大的影響。但當房屋修建在淤泥土質(zhì)或軟塑狀態(tài)的粘性土上時，由于土的強度低、壓縮性大，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(shè)計的長高比較大，整體剛度差，而對地基又末進行加固處理，那么墻體就可能出現(xiàn)嚴重的裂縫。裂縫對稱的發(fā)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(yīng)力作用使地基產(chǎn)生不均勻沉降

3、而形成的。為了防止地基不均勻沉降引起墻體開裂，首先應(yīng)處理好軟土地基和不均勻地基，但在擬定地基加固和處理方案時，又應(yīng)將地基處理和上部結(jié)構(gòu)處理結(jié)合起來考慮使其能共同工作；不能單純從地基處理出發(fā)，否則，不僅費用大；而效果亦差。在上部結(jié)構(gòu)處理上有：改變建筑物體型；簡化建筑物平面；合理設(shè)沉降縫；加強房屋整體剛度 （如增加橫墻、增設(shè)圈梁、采用筏式基礎(chǔ)、箱形基礎(chǔ)等）；采用輕型結(jié)構(gòu)、柔性結(jié)構(gòu)等。（二）溫度應(yīng)力引起墻體裂縫分析一般材料均有熱脹冷縮性質(zhì)，房屋結(jié)構(gòu)由于周圍溫度變化引起熱脹冷縮變形，稱為溫度變形。如果結(jié)構(gòu)不受任何約束，在溫度變化時能自由變形，那么結(jié)構(gòu)中就不會產(chǎn)生附加應(yīng)力。如果結(jié)構(gòu)受到約束而不能自由變形

4、時，則將在結(jié)構(gòu)中產(chǎn)生附加應(yīng)力或稱溫度應(yīng)力。由溫度應(yīng)力引起結(jié)構(gòu)的伸縮值。由于鋼筋混凝土的線膨脹系數(shù)a=1.08x10/c，而普通磚砌體的線膨脹系數(shù)為0.5xlo/c，在相同溫差下，鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的伸長值要比磚砌體大一倍左右。所以，在混合結(jié)構(gòu)中，當溫度變化時，鋼筋混凝土屋蓋、樓蓋、圈梁等與磚墻伸縮不一，必然彼此相牽制而產(chǎn)生溫度應(yīng)力，使房屋結(jié)構(gòu)開裂破壞。影響房屋伸縮出現(xiàn)裂縫的原因很多而且復(fù)雜，以上所述的僅是一些常見的情況。為了減少溫度應(yīng)力的影響，可采取合理地設(shè)伸縮縫；避兔樓面錯層和伸縮縫錯位；加強屋面保溫、隔熱；用油氈夾滑石粉或鐵皮將屋面板和墻體隔離，并在女兒墻根部留一定空隙，使其能自由伸縮且有伸縮

5、余地；采用蓄水屋面域種植屋面；女兒墻設(shè)構(gòu)造柱；加強結(jié)構(gòu)的薄弱環(huán)節(jié)，提高其抗拉強度等技術(shù)措施。二、懸挑結(jié)構(gòu)坍塌分析懸挑結(jié)構(gòu)坍塌實例較多，一是整體傾覆坍塌；二是沿懸臂梁、板根部斷塌。其主要原因有：1.穩(wěn)定力矩小于傾覆力矩懸挑結(jié)構(gòu)是靠壓重或外加拉力來保持穩(wěn)定，要求抗傾覆的安全因素不小于1.5，若穩(wěn)定力矩小于傾覆力矩時，必然失穩(wěn)，傾覆坍塌。如雨蓬、挑梁，當梁上壓重（砌磚的高度）不能滿足穩(wěn)定要求時，就拆除支撐、模板，即會產(chǎn)生坍塌事故。2.模板支撐方案不當懸挑結(jié)構(gòu)根部受力最大，當混凝土澆筑后，尚未達到足夠強度時，模板支撐產(chǎn)生沉降，根部混凝土隨即開裂，拆模后將從根部產(chǎn)生斷裂坍塌；若懸挑結(jié)構(gòu)為變截面時，施工時

6、將模板做成等截面外形，而造成根部斷面減小，拆模后也會造成斷塌事故。3.施工超載懸挑結(jié)構(gòu)的固端彎矩與作用荷載成正比，如施工荷載超過設(shè)計荷載，當模板下沉時就在根部出現(xiàn)裂縫；尤其是當由根部向外澆筑混凝土時，隨著荷載增加；模板變形，也極容易在根部產(chǎn)生裂縫，導(dǎo)致拆模后斷裂。三、鋼筋混凝土柱吊裝斷裂事故分析（一）事故概況某工程項目c列柱為等截面柱，長l2m；斷面為40omm*6oomm；采用對稱配筋，每邊為4業(yè)16，構(gòu)造筋為2業(yè)12；混凝土強度等級為c20，吊裝時已達100%強度；柱為平臥預(yù)制，一點起吊；吊點距柱頂2m；剛吊離地面時，在柱腳與吊點之間離柱腳4.8m左右產(chǎn)生裂縫，裂縫沿底面向兩側(cè)面延伸貫通，

7、最大寬度達1.3mm，使柱產(chǎn)生斷裂現(xiàn)象。（二）事故原因分析此事故的主要原因是：柱平臥預(yù)制吊裝，吊點受力與使用受力不一 致；吊點選擇不合理，吊裝彎矩過大，其抗彎強度和抗裂度不能滿足要求所造成。現(xiàn)予以分析驗算如下：1.吊點選擇不符合吊裝彎矩mdm，最小的原則柱子吊裝彎矩的大小與吊點位置密切有大而遭受破壞，其吊點選擇的原則：必須力求吊裝彎距最小。為此，對等截面柱，當一點起吊時，應(yīng)使|mmx|=|一md|，即跨中最大正彎距語吊點處負彎距的絕對值相等。據(jù)此求得吊點位置距柱頂為0·293l（l為柱長）處。當l為12米時，吊點距柱頂應(yīng)為0.293x12=3.5m。原吊點離柱頂為2m，故不符合吊裝彎

8、矩最小的原則，吊裝時必然使跨中最大彎矩的絕對值大于吊點處負彎矩的絕對值，所以裂縫發(fā)生在跨中最大正彎矩的截面處。2.柱子吊裝中抗彎強度不夠現(xiàn)就按吊裝彎矩最小進行驗算，柱子平臥預(yù)制一點起吊，其抗彎強度也不能滿足要求。驗算結(jié)果如下：（1）計算荷載g取鋼筋混凝土重力密度為25000n/m'，則自重為0.4x0.6x25000=6000n/m；動載系數(shù)為1.31.5，取1.5，則計算荷載q=1.5x6000=9000n/m。（2）計算簡圖按吊裝彎短最小的原則，吊點離柱頂為3·5m，吊裝時柱腳不離地，柱子剛吊離地面近似于一根懸臂的簡支梁。3.柱子吊裝中抗裂度不夠按施工驗收規(guī)范規(guī)定，鋼筋混凝土構(gòu)件在吊裝中受拉區(qū)裂縫寬度不大于0.20.3mm，而裂縫寬度與鋼筋的受拉應(yīng)力有關(guān)，鋼筋受拉應(yīng)力愈大，則裂縫寬度愈大。所以，在柱子吊裝中常用鋼筋的拉應(yīng)力來控制裂縫的寬度。只要鋼筋拉應(yīng)力滿足下式要求，說明裂縫寬度在允許范圍內(nèi)，能滿足抗裂度要求。說明抗裂度不能滿足要求。（三）經(jīng)驗教訓(xùn)從上述事故中，應(yīng)吸取的經(jīng)驗教訓(xùn)如下：（1）由于柱子吊裝受力與使用受力不一，故必須進行吊裝驗算。（2）若經(jīng)吊裝驗算，抗彎強度和抗裂度不能滿足時，首先考慮翻身起吊。如本例采用翻超身吊時，則抗彎強度和抗裂度均可滿足，若翻身起吊仍不能滿足時，則可增加吊點，改一點起吊為二點起吊，以減小吊裝彎矩，或采取臨