刘玉峰
(肇东市工程建设监理公司,黑龙江 肇东151100)
混凝土结构是建筑工程中应用最广的一种结构,但是由于施工方法、施工环境、材料选择或设计不当,经常会产生一些结构性或非结构性的裂缝,影响到混凝土结构的承载能力及正常使用。
地基发生了不均匀沉降后,基础底的地基表面小局部凹陷。在局部凹陷处.基础失去了支撑而产生相对位移。上部荷载只能由砖砌体承担,则在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,即会出现裂缝。裂缝多数出现在房屋下部,少数可发展到二层和三层对等高的长条形房屋,裂缝都在沉降变化剧烈处附近。一般都出现在纵墙上,横墙上较少见。当地基性质突变时,也可能在房屋顶部出现裂缝,并向下延伸,严重时可贯穿房屋全高。
裂缝存在是混凝土工程的隐患,例如表面细微裂缝,极易吸收侵蚀性气体或水分。当气温低于负3°C时,水分结冰体积膨胀,会进一步扩大裂缝宽度和深度。如此循环扩大,将影响整个工程的安全。深进较宽的裂缝,受水分和气体侵入,会直接锈蚀钢筋,使钢筋不能有效地发挥作用,深进的裂缝会使结构整体受到破坏。由此可见,裂缝的存在会明显地降低结构构件的承载力、持久强度和耐久性,有可能使结构在未达到设计要求的荷载前就造成破坏。
当建筑物的整体刚度较差,建筑物的长度与高度之比又大于3:1,基础又不足以调整因地基沉降差而产生的应力时,便会在砖砌体中产生拉应力和剪切应力。如砌体中某处的抗拉、抗剪强度不足以抵抗变形力时,便会产生斜形裂缝,裂缝与地面呈45。角;如长形建筑物的中间沉降,裂缝呈正“八”字裂缝;如在一端沉降,裂缝为单向斜裂缝;如在大头角处沉降,裂缝为包角“八”字形裂缝,这些裂缝大多发生在底层,少数也有向上裂到二层或三层的。通常都伴随地面裂缝与房屋的倾斜。较大的贯穿性沉降裂缝,往往上下或左右有一定的错距,裂缝宽度受温度变化影响小,因荷载大小而异,且与不均匀沉降值成比例。
地基不均匀:地基下有深浅不一的杂填土层;或钉深不一的暗坑、暗塘和古河道等。又没有先处地好;或有的下卧层为软弱土层或高压缩性土层,在上部建筑物荷载作用下,地基发生形变和局部沉降。
建筑设计不合理:如建筑平面形状复杂、转角多、门、窗面积过大,立面变化大,则建筑物的整体刚度较差、质量中心与基础形心偏移较多,结构处理不当,都会引起建筑物不均匀沉降和裂缝。
地基含水量的不正常变化:如给排水管道的材料质量差。安装质量达不到规范要求等。有的地面被重型汽车、吊车等压碎、有的管道堵塞或破裂,造成长期渗漏,水渗漏入地基土层中;建筑物周围的散水断裂、破损或宽度不足,使雨水渗漏入基础下的持力土层中;有的浅埋式整板基础的构造不当,使地面水从板边缝隙流淌入地基土层中;有的建筑的环境变化.地下水位下降或上升,都能使填土地基或湿陷性黄土地基局部浸水后软化而产生小均匀沉降。若地基为软土层,当临近建筑的深基坑排水,从而降低了地下水位,造成基土压缩,也会产生不均匀沉降。
建筑物周围内外堆载过大,也会引起建筑物基础的位移和沉降不均匀。
由于地基不均匀沉降引起的墙体裂缝,属于不稳定裂缝一般都有发展的趋势。从不稳定到沉降稳定往往持续较长时间,严重者会一直发展下去而使建筑物成为危险房屋,甚至倒塌。一旦发现建筑有沉降裂缝,要及时进行沉降观测,记录裂缝的数量、缝宽和缝长,分析沉降原因,采取切实有效的控制措施。
加强建筑物沉降观测:发现地基的不均匀沉降速率大于0.5mm/d时,说明地基还在沉降。当裂缝的宽度扩大到1.5~2mm且裂缝的长度超过层高的1/2,或裂缝的长度超过层高的l/3且有多条时,则已属于危险房屋,必须撤出用户,停止该建筑物的使用,及时研究对策。
若沉降速率小于(0.05mm/d)时,说明建筑物的沉降趋于稳定。检查因地基沉降产生的裂缝,若最大裂缝宽度小于l.5mm,且裂缝的长度小于层高的1/2,采取加固封闭墙体裂缝的措施,恢复建筑物的使用功能。一般常用聚合物水泥浆或用化学浆液灌封裂缝,待凝固硬化后,在表面铲除裂缝两边的抹灰层,扫刷冲洗干净,向用高强度水泥砂浆抹头度灰,随即敷贴钢板网片或配置拉接钢筋.然后分层抹水泥砂浆加固,隔12小时后洒水湿养护7d。冬季必须采取保暖防冻措施。
若查明因地基局部土层软弱而产生沉降时,应根据建筑物结构情况及软弱土层的范围和厚度,研究合适的加固方法,如采用锚杆静压桩、树根桩等加固,也可用灌浆法、托换法处理,确保建筑物的稳定与安全。
加强地基的勘察工作。选择勘察技术素质高、设备齐全的单位。并严格按《岩土工程勘察规范》(GB5002l-94)中有关规定,查明地厂软弱土层的分布情况,同时提供下列资料:
查明场地与地基的稳定性.土层的类别、厚度和坡度持力层和下卧土层的特性,应力史和地下水条件等。提供满足设计、施工所需的岩土技术参数。确定地基承载力,预撤地基沉降及其均匀性,提出有关地基和基础设计方案的建议。
在设计砖混建筑时,必须对建筑物的体型、荷载、基础类型与地基进行综合分析。建筑平面要力求简学,避免不必要的曲折变化;内外墙力求贯通,合理布置纵横墙,横墙间距不宜超过建筑物宽度的l.5倍。建筑物的长高比-般控制在3:1以下。对平面复杂,高度、荷载差异较大处,房屋长度超过规定时,宜在适当位置设置沉降缝,合理布置圈梁。根据具体情况选用合适的基础类型,加强基础刚度和强度。
在结构计算时,要使各种假定尽量符合建筑物的实际工作状态。如计算有阳台,挑走廊纵墙的基础时,不要采用纵横墙三向分配荷载的方法,将阳台、走廊的荷载直接由纵墙基础承担。
加强施工管理与监督。必须掌握地基下各层土质的情况,需挖除持力层中的软弱土层或作必要的加固处理.并经监理、质监、设计、勘探等有关单位验槽:复杂地基最好进行钎探检查,发现基础底有不能满足持力层的土层时,要先处理后施工基础,确保不留隐患,严格基础的材料质量:凡基础中使用的钢材、水泥、砂石子、砖、混凝土强度、砂浆强度等,除有出厂合格证、生产许可证外。进场后还要按规定进行抽样复试,合格后方可应用。
正确掌握纵横轴线和标高,防止轴线位移,造成人为的偏心荷载而沉降、每施工完一道工序应经检查合格后,方可施工后一道工序。
钢筋混凝土结构裂缝是普遍存在的一种现象,是不可避免的,但其有害程度是可以控制的,有害与无害的界限是由结构使用功能决定的。裂缝控制的主要方法是通过设计、施工、材料等方面综合技术措施将裂缝控制在无害范围内。因此要对混凝土裂缝进行认真研究、区别对待,采用合理的方法进行处理,并在施工中采取各种有效的预防措施来预防裂缝的出现和发展,确保工程质量。
[1]刘海童.不均匀沉降裂缝的处理方法[J].2007(5).
[2]王福跃.浅谈砖砌体变形裂缝原因和预防控制措施[J].2009(8).