浅谈建筑结构裂缝成因分析与预防

　　摘要：分析了建筑结构各种裂缝的形成原因，提出了相应的预防措施与办法。
　　关键词：建筑结构;裂缝;预防
　　一、建筑裂缝产生原因分析
　　1.地基沉陷引起的裂缝
　　通常我们都认为地基土层在自重的作用下压缩已稳定，因此，地基沉降的外因主要是建筑物荷载在地基中产生的附加应力。其内因是土由三相组成，具有碎散性，在附加应力的作用下土层的孔隙发生压缩变形，引起地基沉降。
　　2.施工技术引起的裂缝
　　1)楼板拆模过早或拆模后再次支撑未作同条件混凝土试块或不依据同条件混凝土试块达到设计强度100%就提前拆模，但拆模后又承受不了荷载就可能造成顶板混凝土开裂;此时利用支撑对此种情况的混凝土楼板进行局部受力往上顶，因为是局部支点，而且是人为掌握支顶力度无法确定支力大小，就不可避免地会出现此支撑支顶过力而使楼板混凝土出现裂缝。
　　2)楼板底模和支架的整体强度、刚度不够
　　存在下面的原因时均能造成楼板底模和支架的整体强度、刚度不够的结果，同时使得混凝土结构产生裂缝：未进行模板强度计算;支撑间距和龙骨间距大于经过模板计算的施工方案间距;支撑或龙骨的材料规格小于经过模板计算的施工方案的材料规格;立向支撑的接头缝、支撑与龙骨接触缝、大小龙骨接触缝、小龙骨与竹胶板接触缝因有缝隙而不实;立向支撑接头轴心不直，且无拉杆或拉杆无效。
　　3)泵送混凝土布料杆安放处未设附加支撑
　　混凝土布料杆本身重量和布料杆系统中混凝土的重量形成的荷载均承压在布料杆4条腿的4个支点上，在送混凝土时布料杆受混凝土输送泵压力冲击的影响，使得布料秆的4条腿支点经常出现2条腿受力的状态，此时的现浇板混凝土强度均未达到设计强度，所以此开间楼板混凝土很容易产生裂缝。
　　3、混凝土裂缝类型及成因
　　1)塑性沉降裂缝:此类裂缝产生的主要原因是由于混凝土骨料沉降时受到阻碍(如钢筋、模板、而产生的。这种裂缝大多出现在混凝土浇注后0.5小时至3小时之间,混凝土尚处在塑性状态,混凝土表面消失水光时立即产生,沿着梁及板上面钢筋的走向出现,主要是混凝土塌落度大、沉陷过高所致。另外在施工过程中如果模板绑扎的不好、模板沉陷、移动时也会出现此类裂缝。
　　2)塑性收缩裂缝:此类裂缝产生的主要原因是混凝土浇筑后,在塑性状态时表面水分蒸发过快造成的。这类裂缝多在表面出现,形状不规则、长短宽窄不一、呈龟裂状,深度一般不超过50mm。产生的原因主要是混凝土浇注后3—4小时左右表面没有被覆盖,特别是平板结构在炎热或大风天气混凝土表面水分蒸发过快,或者是基础、模板吸水过快,以及混凝土本身的水化热高等原因造成混凝土产生急剧收缩,此时混凝土强度趋近于零,不能抵抗这种变形应力而导致开裂。混凝土中蒸发和吸收水分的速度越快,塑性收缩裂缝越容易产生,而商品混凝土由于为了满足可泵性、流动性、出机时混凝土的塌落度和砂率比普通混凝土大很多,早期强度低所以其水分特别容易散失,表面容易形成裂缝。
　　3)温度应力裂缝:此类裂缝产生的主要原因是由于混凝土浇筑后,聚积在内部的水泥水化热不易散发,造成混凝土的内部温度升高,而混凝土表面散热较快,这样形成较大的内外温差,使混凝土内部产生压应力,表面产生拉应力。如果在混凝土表面附近存在较大的温度梯度,就会引起较大的表面拉应力,此时混凝土的龄期很短,抗拉强度很低,如果温差产生的表面拉应力,超过此时的混凝土极限抗拉强度,就会在混凝土表面产生表面裂缝。这种裂缝一般产生很早,多呈不规则状态,深度较浅,属表面性质。
　　二、裂缝预防措施
　　1、选用轻形结构。如可采用预应力钢筋混凝土结构，轻钢结构和各种轻型空间结构等。减少基础和上覆土的重量。可采用空心基础、薄壳基础、无埋式薄板基础等自重轻，回填土少的基础形式，以及用空地板代替厚填土以减轻基底压力。
　　2、加强建筑物的刚度和强度。控制建筑物的长高比L/H<2.5;设置封闭圈梁和构造柱。圈梁设置在基础顶面，顶层门窗上方。地震烈度8度地区应每隔一层加一道圈梁，甚至层层设置圈梁。圈梁应设置在外墙，内纵墙和主要内横墙上，并宜在平面内连成封闭系统。圈梁的宽度等于墙厚，高度不小于120mm。所采用的混凝土强度等级不低于C15。纵向连续浇注，一次完成以形成整体结构。构造柱应设置在外墙四角和内外墙交接处，其钢筋与圈梁连接成整体。
　　3、减小或调整基底的附加应力，设置地下室。以挖除的地下室空间的土重抵消部分甚至全部建筑物的重量，达到减小沉降的目的;改变基底尺寸，使不同荷载的基础沉降量接近，减轻不均匀沉降值。
　　4、施工方面采取的措施
　　1)保持地基土的原状结构。粘性土通常具有一定的结构强度，尤其是高灵敏度土，基槽开挖时，应避免人来车往破坏地基持力层土的原状结构。必要时，基槽开挖深度保留200mm左右的原状土，待基础施工开始时再挖除。如果坑底已扰动，可先铺一层中粗砂，再铺卵石或碎石压实处理。
　　2)合理安排施工顺序。当建筑物各部分荷载差异大时，施工顺序安排应先盖高楼、荷载重的部分，后盖低层、荷载轻的部分，这样就可以调整部分沉降差。
　　3)模板的支撑、大小龙骨材料规格和间距必须通过模板强度计算确定，并在施工中严格执行。与竹胶板接触的小龙骨厚度必须加工得一致、准确，以确保与竹胶板接触紧密。
　　在确保按施工方案设置支撑的拉杆以外，尽可能采用无接头支撑和顺百古撑，如使用有接头支撑，必须确保两半段支撑的轴心基本一致，且必须保证接头缝隙密实，并在接头部位必须设置双向拉杆，并将拉杆端头与墙顶实，确保有接头的支撑受力后轴心不弯曲。楼板混凝土开盘前必须将支撑、上下端接头缝、大小龙骨交接缝用木片等物塞实。
　　4)将泵送混凝土布料杆安置在每层的固定房间，将布料杆的四个支脚位置固定，在每次顶板施工放线时，弹好固定位置的4个十字线(十字线长不小于1米)，将十字线处单独增设支撑，并在每次布料杆吊放时将4个支脚处增铺不小于50mm厚、200mm宽的木垫板，并与十字线对正。此作法是预防混凝土布料杆因泵送压力冲击造成单支脚受力致使楼板开裂的有效方法。
　　5)为防止楼层吊放物料的冲击集中荷载造成楼板混凝土开裂，在每楼层基本固定的吊放物料的房间楼板模板下，在原有支撑数量的基础上适当增加临时性支撑，待上一楼层吊放的物料分散使用或使用完成后，再将此支撑拆下倒往其它部位周转使用。
　　5、混凝土裂缝的预防
　　1)塑型沉降裂缝预防措施:①在满足泵送和施工的前提下尽可能减小混凝土塌落度;②保证混凝土均质性,搅拌运输卸料前先高速运转20—30秒,然后反转卸料;③施工过程中应经常观察模板的位移和混凝土浇捣的密实情况,不能漏振、过振使混凝土离析分层;④施工过程中严禁随意加水。
　　2)塑性收缩裂缝预防措施:①施工单位在浇注混凝土后要及时覆盖养护,增加环境湿度;②商品混凝土公司在满足可泵性、和易性的前提下尽量减小出机塌落度、降低砂率、严格控制骨料的含泥量。
　　3)温度应力裂缝预防措施:①降低混凝土发热量。②降低混凝土浇筑温度。在高温季节要降低原材料温度,在环境温度较低的早晚浇筑;避免吸收外部环境热量,运输工具、泵送管路尽量遮荫,防止混凝土升温;埋设冷却水管,通入冷水降温。③分层分块浇筑。④表面保温与保湿。要尽量长时间地保温和保持混凝土表面湿润,让其表面慢慢冷却、干燥,使混凝土能够增长强度以抵抗开裂拉应力。主要有蓄水养护和覆盖洒水养护两种方式,养护时间一般不少于14d。
　　三、结语
　　混凝土与钢筋混凝土结构是一种耐久性较好的结构体系，但是由于混凝土是由各种不同材料性质组成的混合体，其匀质性较差，抗拉强度较低，又有膨胀收缩等特性，因此在实际工程中，往往由于设计不周、施工粗糙、使用不当等原因，致使混凝土构件与结构出现不同程度的裂缝，影响建筑物的正常使用。所以应根据裂缝的性质、大小、结构受力情况和使用情况，及时治理。
　　参考文献：
　　[1]宋白平.浅谈地基变形引发的砖混结构墙体裂缝.同煤科技.2006.
　　[2]孙凯.浅析钢筋砼结构的裂缝[J].甘肃科技,2004.