房屋建筑工程中常見(jiàn)的溫度裂縫成因及對(duì)策

  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(lèi):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(jiàn)、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(lèi)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(lèi):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(jiàn)、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(kāi)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(lèi)

  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(guān)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(jiàn)上,一般以0.05mm為量化界線(xiàn),又可分為微觀(guān)裂縫和宏觀(guān)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(guān)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(kāi)間內(nèi)。兩端有窗戶(hù)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(mén)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(xiàn)膨脹系數(shù)a差異較大,通?;炷廖菝姘宓木€(xiàn)膨脹系數(shù)a1=10×10-6,砌體的線(xiàn)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(xiàn)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(mén)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。
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  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(guān)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(guān)察判斷確定。對(duì)裂縫的處理須從建筑的美觀(guān)、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(guān)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_(kāi)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(mǎn)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(mǎn)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(mǎn);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(mǎn)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(kāi)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(kāi)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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