一、主要表现形态
建筑物裂缝问题是建筑加固工程中普遍存在的问题,已引起了建筑工程界的广泛注视。尤其是建筑物混凝土结构发生裂缝的原因很复杂,混凝土的裂缝成因与裂縫控制问题简述如下:
1.裂缝的基本类型
(1)混凝土裂缝基本类型:塑性收缩裂缝、沉降收缩裂缝、温差裂缝 、干燥收缩裂缝、碳化收縮裂縫、化学反应裂缝、沉陷裂缝、冻胀裂缝、膨胀裂缝、徐变裂缝、凝缩裂缝。
(2)砌体裂缝基本类型:地基不均匀沉降裂缝、承载力不足引起的砌体裂缝、温差收缩裂缝、材料质量及施工问题引起的砌体裂缝、建筑物结构不良造成的砌体裂缝、地震引起的裂缝。
2.常见裂缝的形态特征
(1)混凝上裂缝的形态特征
①塑性收縮裂縫
混凝土塑性收缩裂维(又称龟裂),属于干缩裂缝。一般出现在新浇结构件表面,形状很不规则,类似干燥的泥浆面,裂缝较浅,为中间两端细,长短不一,互不连贯。大多在混凝土初凝后,当外界风速加大,气温高的情况下,或本身温度长时间过高(40℃以上),而气候很干燥的情况下出现。
②沉降收缩裂缝
沉降收缩裂缝多沿结构上表面钢筋通长方向或箍筋上断断续续出现,或在埋设件的附近周围出现。裂缝中部较宽,两端较窄,呈梭形,宽度1~4mm,深度不大,一般到钢筋上表面为止。
③温差裂缝
裂缝走向无一定规律性,梁、板式结构或长度较长的结构,裂缝多平行于短边;大面积结构的裂缝通常纵横交错;裂缝沿长度分段出现,一般也与短边平行或相似平行,裂缝宽度大小不一,有时出现中间宽两端窄的梭形裂缝,一般在0.5mm以下。
④沉陷裂缝
属于深进或贯穿性裂缝,其走向与沉陷情况有关。有的裂缝在上部,有的裂缝在下部,一般与地面垂直或呈30°~45°方向发展。较大的贯穿性沉陷裂缝,往往上下左右有一定的错距,裂缝宽度与荷载大小、不均匀沉降成正比。
(2)砌体裂缝的形态特征
①地基不均匀沉降裂缝
当建筑物中部的下沉值较两端大时,建筑物形成正向弯曲呈正八字裂缝;当建筑物中部的下沉值较两端小时,建筑物形成反向弯曲呈倒八字裂缝。以上两种裂缝大多发生在窗口,斜裂縫走向由沉降小的一边向沉降大的一边逐渐向上发展。
②承载力不足引起的裂缝
轴心受压或小偏心受压的墙、柱裂缝方向一般是垂直的,在大偏心受压时,也可能出现水平裂缝。裂缝常在墙、柱下部1/3位置,缝宽为0.1~3mm不等,形状为中间宽两端细。
③温差收缩裂缝
温差收缩裂维产 生在砖石砌体中,其裂缝形式有斜裂缝(即正八字形、倒八字形、X形,其中正八字形裂缝.常见)、水平裂缝(即屋顶下的水平缝、外窗口处的水平缝、房屋间连接处的水平缝)、竖向裂缝、女儿墙裂缝等。
④材料施工质量问题裂缝
砂浆体积不稳定、砖块之间咬合差、伸缩缝设置不当,均容易出现竖向裂缝;沉降缝设置不当、宽度不够等容易出现斜向裂缝;圈梁、地圈梁设置不交圈等缺陷,容易造成竖向或斜向裂缝。
二、裂缝产生的主要原因
建筑物裂缝产生的原因很多,要根本解决建筑物的裂缝问题,需要从裂缝的形成原因入手。正确判断和分析建筑物裂缝的成因,是有效控制和减少裂缝产生的.有效途径。
(1)设计与材料产生的裂缝
①设计结构中 对构件施加预应力不当,断面突变产生应力集中的构件裂缝(偏心应力过大等)。对构造钢筋配置过少或过粗等引起构件裂缝(如墙板楼板)。对构件的收缩变形未充分考虑,采用的混凝土等级过高,造成用灰量过大的构件裂缝。
②材料选用中 粗细骨料含泥量过大、颗粒级配不良(骨料粒径越细,针片含量越大;用灰量和用水量增多,收缩量增大),造成混凝土收缩增大产生的裂缝。外加剂、掺合料选择不当或掺量不当,水泥等级或品种选用不当,水灰比(水胶比)过大等,严重增加混凝土收缩产生的裂缝。
(2)施工与温差产生的裂缝
使用荷载超负,野蛮装修,随意拆除承重墙或凿洞等,引起的裂缝。周围环境影响,酸、碱、盐等对建筑物的侵蚀引起的裂缝。混凝土降温及保温工作不到位,引起混极士内部温度过高或内外温差过大产生的温度裂缝。意外事件,火灾 、轻度地震,施工工艺不合理、振捣不好、养护不当、拆模过早等,均易诱导裂缝的产生。
三、建筑物裂缝与建筑物倾斜
地某基础不均匀沉降产生的建筑物倾斜,导致墙体裂缝在我国的一些沿海城市较为普遍。随着地面沉降的加剧,可能产生较大的水平位移,导致管线及建筑物倾斜、裂缝、损坏。如果沉降量过大将会导致基坑周围或隧道上面的建筑物和地下构筑物的损坏。
(1)地面沉降与建筑物倾斜
地下水开采会引起地面沉降塌陷,建筑物倾斜墙体裂缝等工程质量问题,尤其是我国一些沿海城市的建筑,大多在软土地基上建造,这些地区广泛分布着软土层(淤泥及淤泥质土层),在使用这类地区的地下水时,由于淤泥质上层直接覆盖在取水含水层之上,无论地下水开采过量与否,只要抽水就会产生区城水位下降,孔隙含水层中的压力平衡即遭到破坏。含水层中的孔隙水压力减小,附加应力增加。淤泥质士层受自重或上覆地层的压力影响,就会产生压缩、排水、固结,从而引起地面沉降,导致建筑物倾斜产生墙体裂缝。
(2)深基坑开挖与工程降水
由于高层建筑地基基坑的特殊性和软土地区地基土体的地质条件的复杂性,在软土地区进行基坑开挖时,尤其是大面积挖土卸载时,基坑坑底和四周土体应力状态发生变化,特别容易使坑内外土体发生位移。随着土的孔隙不断扩大,渗透速度不断增加,较粗的颗粒也相继被水流逐渐带走,.终导致土体内形成贯通的渗流管道,造成土体塌陷即管涌。当深基坑下部有承压含水层时,易出现突涌现象。若要防止以上问题的产生,就要作好围护结构的设计和保证施工质量。为保证基坑顺利开挖,在坑内降水时,应建竖向防渗帷幕,深度应不小于基坑开挖深度的1.6倍.好能嵌人不透水层(黏土或基岩)或进行水平隔渗封底,使坑周围的地下水不降或虽降但不致引起环境问题。此外还可采取坑内降水、坑外人工回灌的方法来保持坑外水位不降或少降来避免产生以上的环境问题,从而防止建筑物的倾斜于开裂。
四、处理方法
(1)砖砌体裂縫的处理
砖砌体建筑物裂缝产生的原因是多方面的,不仅与砌体含水量的多少有关,而且与设计、施工质量有关,还与地基沉降、温差应力,干缩和收缩等因素有关。因此,对裂缝的控制和处理可采取以下措施。
①填缝处理
先沿裂缝凿开(宽 10mm,深50mm左右),冲洗干净并湿润,用1:2水泥砂浆或树脂砂浆分层填嵌密实。
②水泥灌浆
主要用于砌体裂缝的补强加固和外墙防渗漏处理。先清理裂缝,在表面用1:2水泥砂浆封闭裂缝,形成灌浆通路,并灌水冲洗裂缝,然后再由上而下灌人纯水泥浆液
③胶泥嵌补
主要用于墙面防渗处理。表面沿墙体裂缝凿出一条小凹槽并清扫干净,表面刷一层环氧浆液之后再用树脂胶泥沿缝压实。
④加筋锚固
主要用于结构补强。沿裂缝位置在墙体两侧每隔5皮砖凿一条水平砖缝长1m,深50mm,两面凿缝应错开。冲洗干净后,埋人φ6mm钢筋,两端弯直角嵌人砖缝,并及时用M10水泥砂浆嵌实。
(2)混凝土裂缝的处理
混凝土中产生裂缝有多种原因,主要是温度和湿度的变化、混凝土的脆性和不均匀性,以及结构不合理、原材料不合格(如碱骨料反应)、模板变形和基础不均匀沉降等。
①表面处理法
包括表面涂抹和表面贴补法。涂抹适用于浆材难以灌入的细而浅的裂缝,深度未达到钢筋表面的发丝裂缝,不漏水的缝,不伸缩的裂缝以及不再活动的裂缝。表面贴补(土工膜或其他防水片)法适用于大面积漏水(蜂窝麻面等或不易确定具体漏水位置、变形缝)的防渗堵漏。
②填充法
用修补材料直接填充裂缝。一般用来修补较宽的裂缝,作业简单,费用低。宽度小于0.3mm、深度较浅的裂缝;或是裂缝中有充填,,用灌浆法很难达到效果的裂缝,以及小规模裂缝的简易处理;可采取开V型槽,然后作填充处理。
③灌浆法
此法应用范围广,从细微裂缝到大裂缝均可适用,处理效果好。
④结构补强法
因超荷载产生的裂缝、裂缝长时间不处理导致的混凝土耐久性降低以及火灾造成的裂缝等影响结构强度的可采取结构补强法。包括断面补强法、锚固补强法、预应力法等。
⑤自动低压灌浆法
该技术是混凝土裂缝灌浆领域研制的袖珍式新型机具,可对混凝土微细裂缝进行自动低压灌浆(包括材料、机具、施工的一项综合技术)。适用于各种形态裂缝的修复(包括在建、已有建筑物的维修改造)。该技术填补了国内空白,达到国际先进水平。
(3)裂缝的控制措施
①设计方面
在建筑设计中应处理好构件中“抗” 与“放”的关系。所谓“抗”就是处于约束状态下的结构,没有足够的变形余地时,为防止裂缝所采取的有力措施;而所谓“放”就是结构完全处于自由变形无约束状态下,有足够变形余地时所采取的措施。设计中应尽量避免结构断面突变带来的应力集中,并做好加强揩施。在结构设计中,应重视构造钢筋的配置,特别是楼面、墙板等薄壁构件更应注意构造钢筋的直径和数量的选择。施工大体积混癡土应采用60d龄期强度值作为设计值,从而控制裂缝,确保工程质量。
②选材方面