房屋建筑工程中常見的溫度裂縫成因及對(duì)策
2008-10-15 00:00
| 摘要： 在房屋建筑工程領(lǐng)域，經(jīng)常會(huì)遇到一些結(jié)構(gòu)構(gòu)件出現(xiàn)裂縫的工程問(wèn)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(jī)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(shí)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(jì)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(shí)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(duì)房屋建筑工程一般無(wú)顯著的直接危害，但它在一定程度上降低房屋建筑的強(qiáng)度、整體性、耐久性、抗震性能和防水性能；同時(shí)，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(duì)溫度裂縫進(jìn)行分析，究其產(chǎn)生的原因，如何采取防范措施、如何進(jìn)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(yàn)和體會(huì)結(jié)合南方房屋建筑的特點(diǎn)和氣候條件，談一談對(duì)溫度裂縫的認(rèn)識(shí)。 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(yán)重（陽(yáng)光直射，日照時(shí)間長(zhǎng)，晝夜溫差大），越往下層裂縫程度越輕；房屋長(zhǎng)高比越大，裂縫越嚴(yán)重；條式房屋的中間單元裂縫輕，兩端部單元裂縫較嚴(yán)重。整體上看，房屋向陽(yáng)面墻體比背陰面墻體裂縫嚴(yán)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(diǎn)從外觀形態(tài)上可大致簡(jiǎn)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(wú)構(gòu)造柱的磚混結(jié)構(gòu)的舊建筑物中嚴(yán)重時(shí)，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(shí)，裂縫一般通過(guò)窗的兩對(duì)角，裂縫通常中間寬兩端細(xì)。（2）樓板斜裂縫，在頂層鋼筋混凝土樓板上也時(shí)有發(fā)生，一般位于建筑的四個(gè)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(jī)理簡(jiǎn)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(dāng)這種變形受到其他構(gòu)件的約束時(shí)，就會(huì)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(dāng)應(yīng)力超過(guò)構(gòu)件材料的強(qiáng)度極限時(shí)，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，通常混凝土屋面板的線膨脹系數(shù)a1＝10×10-6，砌體的線膨脹系數(shù)a2＝5×10-6。當(dāng)兩者以相同的溫差升降時(shí).由于線脹系數(shù)不同，在接觸面上將產(chǎn)生相對(duì)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(yáng)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(dāng)膨脹產(chǎn)生的應(yīng)力大于砌體的抗拉強(qiáng)度tmax>ftk時(shí)墻體就產(chǎn)生斜向溫度裂縫。當(dāng)溫度應(yīng)力超過(guò)墻體的抗剪強(qiáng)度tmax>fv時(shí)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(guò)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(shí)，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(dá)到熱工要求和節(jié)能標(biāo)準(zhǔn)時(shí)，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(dòng)。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(guò)一段時(shí)間的觀察判斷確定。對(duì)裂縫的處理須從建筑的美觀、強(qiáng)度、耐久、使用功能等方面并充分考慮到裂縫形成的機(jī)理，從根本上加以治理。大致有： 4.1裂縫細(xì)小，對(duì)房屋正常使用影響不大，可暫不處理； 4.2裂縫雖細(xì)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(hù)的需要，可采用嵌補(bǔ)密封或壓力灌漿進(jìn)行處理； 4.3對(duì)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(duì)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(bǔ)強(qiáng)加固。 5房屋建筑工程中溫度裂縫的預(yù)防 5.1在設(shè)計(jì)階段對(duì)溫度裂縫的預(yù)防措施 5.1.1在房屋建筑的設(shè)計(jì)中，除應(yīng)嚴(yán)格依據(jù)有關(guān)設(shè)計(jì)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?jī)砷_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(qiáng)度等級(jí)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(zhǎng)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(yáng)臺(tái)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(duì)四個(gè)端角的屋面板塊尚應(yīng)增設(shè)配筋不小于Φ6@200、長(zhǎng)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(jì)，嚴(yán)格滿足建筑節(jié)能設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)。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(jì)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(dá)到美化綠化的效果。 5.2在施工階段對(duì)溫度裂縫的預(yù)防措施 5.2.1首先要強(qiáng)調(diào)的就是確保施工質(zhì)量。砂漿配合比要滿足設(shè)計(jì)強(qiáng)度等級(jí)要求，下料要嚴(yán)格計(jì)量，灰縫要均勻、飽滿；濕磚上墻，噴水養(yǎng)護(hù)，嚴(yán)禁干磚上墻和碎磚集中使用，減少砌體實(shí)際強(qiáng)度與設(shè)計(jì)強(qiáng)度等級(jí)的差距；應(yīng)嚴(yán)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(shí)間。保溫隔熱層材料的各項(xiàng)指標(biāo)要滿足標(biāo)準(zhǔn)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(shí)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(hù)，這也是預(yù)防工作中的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。 6結(jié)束語(yǔ) 房屋建筑工程中的溫度裂縫問(wèn)題必須從設(shè)計(jì)、施工、使用等各個(gè)階段全面綜合的分析，以便針對(duì)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(dāng)，溫度裂縫的發(fā)生的幾率、嚴(yán)重性、造成的影響和損失均能降低到理想的水平。 參考文獻(xiàn)： 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(píng)價(jià)與防治》，混凝土,2001 3、王鐵夢(mèng)，《工程結(jié)構(gòu)裂縫控制》，中國(guó)建筑出版社，1997 4、李德榮等，《砌體結(jié)構(gòu)的溫度裂縫特點(diǎn)》，建筑結(jié)構(gòu)，2002 |
| 原作者： 蔡勇寧 |
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