建筑工程裂缝分析及事故案例

2018-12-10 23:33

浅析建筑工程质量分析与处理

【摘要】房屋建筑通常都会出现裂缝等一系列工程质量问题, 这是建筑中经常发生的一种通病,出现这些问题的原因有技术上的不成熟,材料本身的缺陷、温度的变化、设计以及施工等方 面的影响。它不仅会影响建筑的功能和美观,还会严重的导致结构安全度降低, 抗震性能差, 因此提高工程质量是十分重要的。本文结合实际剖析了工程质量问题产生的原因,以砌体裂缝为例提出了相关的处理措施。

【关键词】工程质量问题成因、处理措施、事故案例

1.砌体结构 1.1 裂缝的类型及成因

1.1.1 受力裂缝:受力裂缝的产生主要是砌体结构设计中墙体在外荷载作用 下的承载力没达到规范所要求的强度, 墙体由于外荷载产生的内应力超过了墙体 自身可承受的极限而开裂。受力裂缝破坏基本上分为受压、受拉、受弯和受剪破 坏: ①受拉破坏时裂缝成竖向平行分布。②受拉破坏时可分为沿齿缝开裂和沿墙 面垂直开裂。 当砖块的强度等级较高而砂浆的强度较低时,砖体的抗拉强度大于 该切向的粘结强度, 砌体沿着与砂浆的交接面处处形成齿状裂缝, 墙体开裂破坏。 反之, 砖体的抗拉强度小于交接面处的粘结强度,易形成自上而下贯穿墙体的垂 直裂缝,墙体开裂。③受弯裂缝破坏与受

拉相似。④砌体局部受压是常见的一种 受力状态,如基础顶面的墙、柱的支撑处,梁或屋架端部的支撑处。 1.1.2 非受力裂缝:非受力裂缝又分为温度裂缝及基础不均匀沉降裂缝等。 温度裂缝产生机理:对于砖砌体结构,混凝土由于温度改变而引起的变化是 砌体的两倍。当外界温度升高时,混凝土顶盖变形大,墙体变形相对较小,导致 砖砌体和混凝土屋盖之间产生约束应力。使屋盖受压,墙体受拉、受剪。当约束 条件下温度变形引起的温度应力足够大时,墙体就会产生温度裂缝。 斜裂缝常见于建筑物顶层两端内外纵墙门窗洞的上下角上,对称产生,呈八 字形, 向下一层的斜裂缝比顶层裂缝小。 这主要是由于屋面变形受到墙体的约束, 屋面板对墙体顶端产生水平推力,使墙体与屋盖的接触面受剪。而剪力与屋盖挑 檐或女儿墙的垂直压力构成了墙体双向应力, 当主拉应力大于墙体的抗拉强度时, 墙体便开裂。沿墙体分布的剪力大致为两端大,中间小,由于端部正应力小,其 主拉应力接近于剪应力,使横墙及内外纵墙端部出现八字形裂缝。 竖向裂缝常见于门窗间墙上,情况严重的还会延至以下几层,甚至出现贯通 房屋全高的竖向裂缝。 这是因为从屋盖传给墙体的主拉应力,在门窗洞口处约为 平均应力的两倍,窗间墙一般比较薄弱,当窗过梁搁置在窗间墙的两端,搁置处 受过梁传来的局部压力较大,过梁在热胀冷缩的作用下,引起窗间墙受拉、受剪 的动力较大,易产生垂直竖向裂缝。 水平裂缝常发生在顶屋圈梁下的水平砖缝中, 有的在建筑四角形成包角裂缝,

即会在两端间四周墙上有一圈水平裂缝。当纵墙门窗洞口多时,水平裂缝常发生 在门窗洞口上的砖缝中。 以上两种裂缝是由于屋盖的热胀冷缩作用,墙体内产生 水平轴压力和偏心弯矩, 当应力大于砌体的拉力时,在薄弱的水平砖缝中就会产 生水平裂缝。 1.1.3 地基不均匀沉降裂缝:地基不均匀沉降的裂缝的形态是多种多样的, 有的裂缝尚随时间长期变化,裂缝较宽。沉降大处地基会产生局部凹陷,此时其 上部荷载只能由砖砌体承担, 则砖砌体上产生了附加拉力和剪力,当该应力大于 砖砌体的承载能力时会出现裂缝。这类裂缝大多会发生在底层,在顶层大量的竖 向裂缝或接近竖向裂缝,在底层多数为斜裂缝。 斜裂缝常见于房屋底部,通过门窗口,与地面成 45°角,少数有可能向上延 伸到二层。这类破坏可近似的按弯曲破坏进行分析,如建筑中部沉降大,而端部 沉降小,使建筑物产生正弯矩,结构中下部受拉,端部受剪,墙体由于剪力形成 的主拉应力破裂。 竖向裂缝常见于底层窗下墙的中部,裂缝上端宽下端细。原因是窗下墙两端 在窗间墙上部的集中荷载作用下,使窗下墙的两端受的压力大,地基压缩下降量 大,而中部向上弯曲,产生弯曲裂缝。 水平裂缝窗间墙上下沿灰缝常出现水平裂缝,沉降大的一端,在窗间墙的下 面灰缝中产生水平裂缝,沉降小的一端水平裂缝在窗间墙的上面。究其原因,建 筑物沉降单元上部受到阻力作用时,使窗间墙承受较大的剪应力,当剪应力大于 砌体的抗剪强度时产生裂缝。

1.2 裂缝的控制措施

大量工程实践表明,控制裂缝应该防患于未然,特别是在设计时就要考虑如 何预防裂缝的产生。 砖砌体由于本身的特点,对于不均匀沉降和温度应力都很敏 感,一旦出现了裂缝就无法啮合,当危及到安全时还要采取加固措施,既影响美 观又影响使用, 有的即使进行了加固也不能恢复其本来面貌,因此对砖砌体的裂 缝问题,应着眼于预防,把症害消除在发生之前。根据以上分析,提出以下几点 预防措施:①为增强外纵墙及内纵墙的抗剪及抗拉能力,控制裂缝出现,外纵墙 厚度宜采取 370mm,内纵墙厚度宜采取 240mm,增加墙的厚度后,圈梁和构造柱 仍占一砖墙厚, 使圈梁和构造柱不暴露在大气中,有利于控制温度应力引起的墙 体裂缝。 ②在现浇屋盖部分及现浇挑檐, 每隔 15 米左右设后浇缝一道, 缝宽 600~ 800mm,缝内混凝土断开,钢筋不断,待主体结构完成需做保温层前,再灌注混 凝土,混凝土强度提高一级,并加膨胀剂。砖混结构顶层墙体裂缝早已引起人们 关注,实践证明,采取和不采取预防措施截然不同,一般采取措施后不再出现裂 缝,而且预防裂缝方法简单,施工方便,增加工程造价不多,效果显著。

2.混凝土结构

2.1 混凝土结构裂缝成因

2.1.1 材料方面:有些构件裂缝是由材料质量引发的,如水泥安定性差,两 种水泥混用,砂、石含泥量大,骨料粒径过小,外加剂质量差或加入量过大等。 2..1.2 地基变形:当地基发生不均匀下沉时,

在结构内部必然产生极大的 应力。当应力超过构件抗力时,将不可避免地出现裂缝,裂缝的形状、方向、宽 度决定于地基变形的情况。 2.1.3 设计方面:构造处理不当,主次梁交合处主梁未设加强箍筋或附加吊 筋;大截面梁未设腰筋;构件断面突变或因开洞、留槽引起应力集中等因素,均 可导致构件裂缝的出现。 2.1.4 结构荷载方面:结构因承受荷载而产生裂缝的原因很多,施工中或使 用中都可能出现。例如构件早期受到震伤,拆除承重模板过早,施工荷载过大, 构件堆放、运输、吊装时,垫木或吊点位置不当,预应力张拉值过大或放张不规 范等,均可能产生裂缝。较为常见的是钢筋混凝土梁、板等受弯构件,在使用荷 载作用下,出现不同程度的裂缝。早期微裂一般不易发现,规范规定有些构件允 许出现宽度不大于 0.3 毫米的裂缝。但对裂缝宽度超过规范规定的,以及不允许 出现裂缝的构件出现裂缝,则应属于有害裂缝,须加以认真分析,慎重处理。 2.1.5 温度应力裂缝:混凝土与一般物质一样,具有热胀冷缩的物理性质, 其线膨胀系数约为 1×10-5/℃,当环境温度发生变化时,就会产生温度变形, 在构件受到约束不能自由变形时,构件内就会产生附加应力,当温度应力超过混 凝土的抗拉强度时, 必将出现裂缝。 常见的如现浇屋面板垂直于肋梁方向的裂缝, 大体积混凝土表面裂缝、烟囱外壁的竖向裂缝等。 2.1.6 湿度变形裂缝:普通混凝土在空气中硬结时,体积会发生收缩,由此 而在构件内产生拉应力,在早期混凝土强度较低时,混凝土收缩值最大。因此, 若构件早期养护不良,极易产生收缩裂缝。这类裂缝,在现浇剪力墙、水池底、 壁等工程结


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