住宅裂縫成因及控制與處理

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通過長(zhǎng)期觀察研究及對(duì)裂縫工程的處理，筆者對(duì)住宅裂縫的成因進(jìn)行分析，并相應(yīng)提出控制與處理住宅建筑外墻裂縫的對(duì)策。
    一、建筑裂縫的主要種類與直接原因
    1、地基變形造成上部結(jié)構(gòu)裂縫
    一般地基尤其是軟土地基，在受上部荷載后，會(huì)產(chǎn)生較大的沉降，必然在各個(gè)部位發(fā)生沉降差，超過限度就會(huì)在墻體及樓板結(jié)構(gòu)產(chǎn)生裂縫。
    2、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)不當(dāng)?shù)牧芽p
    結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)上除了滿足規(guī)范進(jìn)行計(jì)算分析外，應(yīng)當(dāng)注意結(jié)構(gòu)剛度的協(xié)調(diào)，收縮變形的協(xié)調(diào)及溫度變形的協(xié)調(diào)，任何不協(xié)調(diào)都會(huì)在結(jié)構(gòu)使用后產(chǎn)生裂縫。
    3、收縮裂縫
    混凝土在其形成與成長(zhǎng)過程中一直在收縮，當(dāng)受到約束就會(huì)產(chǎn)生拉應(yīng)力，而混凝土的抗拉強(qiáng)度很低，特別是在早期，所以混凝土非常容易在早期產(chǎn)生收縮裂縫。在其后期收縮應(yīng)力又往往與其他因素在一起，造成混凝土結(jié)構(gòu)裂縫。
    4、溫度變形裂縫
    溫度變形裂縫，是住宅建筑產(chǎn)生裂縫的主要因素。住宅是各類構(gòu)件的聯(lián)合體，材料膨脹系數(shù)不同。溫度變化時(shí)，會(huì)產(chǎn)生很大約束應(yīng)力，當(dāng)受拉部位超過構(gòu)件或材料抗拉極限應(yīng)力，就產(chǎn)生溫度裂縫。
    5、因施工或使用不當(dāng)造成的裂縫
    住宅建設(shè)過程和使用過程中，有許多人為因素造成的裂縫：如鋼筋的位置放錯(cuò)，負(fù)彎矩鋼筋落到底部，跨中鋼筋太高；電線管、水管集中在一處斷面；拆模過早，結(jié)構(gòu)提前受力；施工荷載過大，超過住宅荷載等。這些都會(huì)造成嚴(yán)重的結(jié)構(gòu)性裂縫。
    二、對(duì)裂縫的基本認(rèn)識(shí)
    1、裂縫產(chǎn)生的客觀必然性
    (1)當(dāng)代住宅都是以鋼筋混凝土為主體結(jié)構(gòu)，混凝土組成從機(jī)理上微觀裂縫是其物理學(xué)性質(zhì)所決定的，混凝土各組成材料通過水泥凝膠結(jié)合，在結(jié)硬過程中，消失的水總是會(huì)留下空洞，加之骨料本身縫隙與結(jié)合面空隙，所以混凝土自身從微觀上就存在大量不連續(xù)的縫隙。
    (2)鋼筋與混凝土有著不同的彈性模量和極限強(qiáng)度。一般而言，鋼筋與混凝土彈性模量之比為5：1，抗拉強(qiáng)度之比150：1，要鋼筋與混凝土共同工作，發(fā)揮鋼材優(yōu)良的抗拉性能，一定會(huì)以混凝土拉裂作為代價(jià)。按結(jié)構(gòu)重要性及結(jié)構(gòu)所處環(huán)境，規(guī)定允許混凝土有0.1毫米、0.2毫米和0.3毫米的裂縫。
    (3)混凝土除了固體物質(zhì)共有的熱脹冷縮性能外，更具有與時(shí)俱增的長(zhǎng)期干縮，特別是現(xiàn)代混凝土，因泵送入模對(duì)流動(dòng)度的要求，水泥漿體比傳統(tǒng)混凝土高出很多，其干縮率大幅度提高。
    2、裂縫危害程度的分析
    (1)裂縫可分：可見裂縫與不可見裂縫，我們要控制處理的是可見裂縫。
    (2)可見裂縫又可分：正常裂縫，即不妨礙功能，不危及結(jié)構(gòu)的規(guī)范允許裂縫；有害裂縫，危及結(jié)構(gòu)安全及影響功能的裂縫。
    (3)正常與有害裂縫應(yīng)按建筑功能與環(huán)境狀況來(lái)正確界定，而且按實(shí)際情況進(jìn)行正常處理。裂縫問題，一方面是控制，通過努力使裂縫分散、細(xì)化達(dá)到無(wú)害程度；另一方面是處理，只要處理適當(dāng)，是能保證住宅建筑正常使用的。
    3、控制與處理裂縫的價(jià)值觀念
    高級(jí)住宅要控制與處理全部可見裂縫，中低檔住宅允許一定量的可見裂縫，這就要有一個(gè)工程與價(jià)值的定位。
    三、裂縫的控制與處理
    1、設(shè)計(jì)控制裂縫措施
    (1)控制沉降裂縫的關(guān)鍵是避免住宅東西向的全面性沉降及南北向的重形心偏離，根本辦法是減少住宅最終沉降的絕對(duì)值。上海地區(qū)對(duì)一般住宅的絕對(duì)沉降值限制在150毫米，高檔住宅還應(yīng)更嚴(yán)格限制。
    (2)控制溫差裂縫較好的辦法是結(jié)合節(jié)能要求，如采用外墻外保溫及屋面防水層倒置式的外保溫。這樣使結(jié)構(gòu)物都能包裹在保溫層之內(nèi)，使溫差裂縫在使用階段即可大大減少甚至避免。
    (3)控制收縮裂縫。收縮是長(zhǎng)期發(fā)生的，強(qiáng)度越高的混凝土收縮越大，所以設(shè)計(jì)應(yīng)用的混凝土標(biāo)高不要太大。另外，對(duì)較易產(chǎn)生裂縫的區(qū)域及開洞四角可相應(yīng)增加構(gòu)造配筋。
    (4)避免設(shè)計(jì)不合理的人為裂縫。住宅各部位在設(shè)計(jì)上盡可能做到在收縮與溫差發(fā)生時(shí)，變形基本協(xié)調(diào)。如平面體量不要過大，樓面與墻體不要支在剛度差異太大的基座上等。
    2、施工控制裂縫措施
    (1)合理設(shè)計(jì)與控制混凝土配比，在保證強(qiáng)度的前提下，減少水泥用量與絕對(duì)水量。
    (2)合理組織施工。施工是防止混凝土結(jié)構(gòu)早期裂縫的重要環(huán)節(jié)，合理的施工安排可以減少結(jié)構(gòu)各部位間的約束應(yīng)力。
    (3)加強(qiáng)混凝土早期養(yǎng)護(hù)。應(yīng)盡可能延長(zhǎng)水中養(yǎng)護(hù)或認(rèn)真控制澆水養(yǎng)護(hù)時(shí)間，養(yǎng)護(hù)時(shí)間至少14天。
    (4)科學(xué)確定拆模時(shí)間與控制施工荷載。
    (5)加強(qiáng)結(jié)構(gòu)的防護(hù)。對(duì)較高的住宅或結(jié)構(gòu)工期較長(zhǎng)的住宅應(yīng)當(dāng)及時(shí)防護(hù)，避免直接暴露在大氣之中。
    3、住宅裂縫的處理
    (1)可見有害裂縫：對(duì)0.2～0.3毫米以上的結(jié)構(gòu)裂縫或滲漏裂縫，應(yīng)當(dāng)及時(shí)處理。處理的方法可按常規(guī)的環(huán)氧灌縫封閉，其基本要求是結(jié)合面強(qiáng)度應(yīng)超過混凝土本身抗拉強(qiáng)度，做到密閉不滲水。
    (2)可見無(wú)害裂縫：一般情況下，可以不作處理，影響美觀的部位可以用膩?zhàn)永ㄆ椒忾]后涂料裝飾。
    (3)高級(jí)住宅的無(wú)害裂縫：除了在設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)時(shí)，加強(qiáng)措施減少裂縫之外，在建筑處理上，采用外保溫、外裝飾把結(jié)構(gòu)面全面包起來(lái)。內(nèi)部易裂縫部位同樣可以通過裝飾板包裹。