建筑物顶层墙体温度裂缝的防治措施

杜青龙

（嘉兴市金都房地产开发有限公司，浙江 嘉兴 314000）

1 概述

裂缝数量阳面多于阴面，两端多于中间。而且它随季节的变化面变化，显得很不稳定，维修困难。裂缝不仅影响建筑的外形美观，而且容易发生雨水渗漏，影响建筑的正常使用。另外，墙体裂缝也破坏了顶层结构的完整性，降低了房屋的抗震能力。

2 顶层墙体及楼板接缝产生裂缝的原因

砖混结构顶层受温度影响较大，夏季日照时间长，层面温度可达60～70℃，而墙体的温度只有40℃。另外，砼的线膨胀系数为1×105/℃，砖砌体的张膨胀系数数为0.5×105/℃，两者为二倍的关系。当温度升高时，钢筋砼温度变形大，砖砌体温度变形小，墙体阻碍了屋盖的伸长，因此屋面对墙体产生一个水平推力，使墙体和屋盖的接触不仅受压，而且受剪，沿墙体分布的剪力为中部小，两端大。因此靠近建筑物两端时推力越来越大，并在门窗洞口角部产生应力集中。由于砖砌体的抗拉强度较低，当温度变形产生的主拉应力超过墙体的抗拉强度极限，则在顶层两端墙体、门窗洞口上下角产生斜裂缝。

屋面预制板接缝开裂的直接原因是板顶和板底的温差作用。屋面若没有性能良好的保温隔热措施，则屋面与顶层室内的温差相当大，从而引起屋面板产生弯曲和水平变形，造成屋面板纵向接缝的开裂。

混凝土中产生裂缝有多种原因，主要是温度和湿度的变化，混凝土养护不当，以及结构不合理，原材料不合格（如碱骨料反应），模板变形，基础不均匀沉降等。（1）混凝土硬化期间水泥放出大量水化热，内部温度不断上升，尤其是大体积混凝土内部热量不易散发，温度峰值在45-55℃，而表面因受大气温度影响，散热较快，形成内外温差，若表面养护不好，将导致混凝土表面急剧的温度变化而产生较大的降温收缩，此时表面受到内部混凝土的约束，将产生很大的拉应力（内部降温慢，受自约束而产生压应力），而混凝土早期抗拉强度低，因而出现裂缝。（2）在混凝土降温阶段，混凝土逐渐冷却，加上混凝土本身的收缩，当受到外部（岩基或厚大老混凝土基层或外围结构）的约束产生内部裂缝。气温的降低也会在混凝土表面引起很大的拉应力。当这些拉应力超出混凝土的抗裂能力时，即会出现裂缝。许多混凝土的内部湿度变化很小或变化较慢，但表面湿度可能变化较大或发生剧烈变化。如养护不周、时干时湿，表面干缩形变受到内部混凝土的约束，也往往导致裂缝。

3 温度的控制

3.1 配制混凝土时，严格控制水灰比和水泥用量，应尽量选用低热或中热水泥（如矿渣水泥、粉煤灰水泥）拌制混凝土，或混掺适量粉煤灰、减水剂，或利用混凝土后期强度（60-90d），降低水泥用量以减少水化热量；选择级配良好的骨料，减少空隙率和砂率，控制砂石含泥量，降低水灰比，加强振捣，提高混凝土密实性和抗拉强度。

3.2 尽量避开炎热天气浇筑大体积混凝土，必要时可采冰水拌制混凝土，或对骨料进行喷水预冷却，以降低浇筑温度。

3.3 分层浇灌混凝土，减少浇筑厚度，每层厚度不大于300mm,大体积基础，采取分块分层间隔浇筑（间接时间为5～7d），分块厚度1.0～1.5m,以利水化热散发和减少约束作用，或每隔20～30m 留一条0.7～1.0m 宽后浇带，42d 后再填筑，以减少温度收缩应力。

3.4 加强洒水养护，夏季应适当延长养护时间，冬季适当延缓保温和脱模时间，缓慢降温。

3.5 规定合理的拆模时间，气温骤降时进行表面保温，以免混凝土表面发生急剧的温度梯度；拆模时混凝土表面温度与环境温度差控制不大于25℃。

3.6 在岩石或厚大混凝土垫层上，浇筑大体积混凝土时，可铺二层沥青卷材作隔离层，以减少热作用。

3.7 蒸汽养护构件时，控制升温速度不大于25℃/h，降温速度不大于20℃/h,并缓慢揭盖，及时脱模，避免引起过大的温度应力。

3.8 施工中长期暴露的混凝土浇筑块表面或薄壁结构，在寒冷季节采取保温措施。

在混凝土的施工中，当混凝土温度高于气温时应适当考虑拆模时间，以免引起混凝土表面的早期裂缝。新浇筑混凝土早期拆模，在表面引起很大的拉应力，出现“温度冲击”现象。在混凝土浇筑初期，由于水化热的散发，表面引起相当大的拉应力，此时表面温度亦较气温为高，此时拆除模板，表面温度骤降，必然引起温度梯度，从而在表面附加一拉应力，与水化热应力迭加，再加上混凝土干缩，表面的拉应力达到很大的数值，就有导致裂缝的危险，但如果在拆除模板后及时在表面覆盖一轻型保温材料，对于防止混凝土表面产生过大的拉应力，具有显著的效果。

4 工程实例及温度裂缝防治措施

4.1 工程概况

某商厦长度为67.8m，建筑平顶为L 形，结构形式为底层框架，上部五层砖混结构。建筑物顶层朝南方向为卧室，房屋开间为2.7～3.6m 不等，进深5m。由于建筑外观要求，外纵墙砌在连续梁上，这样横墙端部失去纵向约束。

4.2 本建筑物长度超过60m，按规范规定须设伸缩逢，在工程设计中，采用了一些行之有效的构造措施，未设伸缩逢，取得了较好的效果。①在设计中，顶层外纵墙下沿连续梁设置厚度为120mm，宽度为1～2.5m 不等的连续现浇板带，利用它的连续性、整体性和刚度提高该方向抵御温度的能力。②在布置构造柱时，按抗震规范规定，隔开间布置构造柱即可满足抗震要求。但考虑到顶层的温度应力，为加强结构的整体性，在外纵墙与内横墙的相交处每个开间均布置了构造柱。另外内横墙端部无约束，还布置了一些“凸”形构造柱，增加了侧向刚度，从面抵抗层盖的水平推力或拉力。③上部两层在两侧山墙及居中横墙墙体内隔1.8m 设240mm×240mm构造柱，与之相碰的预制板改为现浇板带，它能够分担一部分水平推力，减少屋面板部变形值。山墙处的构造柱与圈梁的连接，可以防止圈梁底部与墙体产生水平裂缝。④由于一般砌块的抗拉及抗剪强度比灰缝要高很多，砌体的抗拉和抗剪强度取决于砂浆的强度，所以实际工程可以发现，砌体温度裂缝多是砌体沿水平灰缝或阶梯灰缝破坏引起的，因此提高了砌筑砂浆的强度，选用和易性较好的M5 混合砂浆。这样不仅满足竖向抗压要求，也提高了墙体抗剪能力。⑤顶层屋面沿所有纵横墙在板底设置240mm×240mm 圈梁，使圈梁底面保持在同一水平面上。圈梁的设置使顶层屋面有良好的整体性，对抵抗温度应力有明显的效果。⑥预制板间设置伸缩缝的目的是使温度应力引起的预制板水平位移在一定范围内得到调节，释放，减少水平推力。在建筑物横墙上板接缝处设置了三道伸缩缝，缝的位置分布在建筑物两端及中部，将预制板纵向接缝拉开20mm，并用防水松软材料填实。⑦砖砌女儿墙在转角处，或在女儿墙较长的情况下容易出现温度裂缝，它会导致屋面防水层的破坏，影响建筑物的正常使用。商厦女儿墙高1.2m，为避免墙体过长而产生温度裂缝，在女儿墙顶设置高为200mm 的配筋压顶，在女儿墙转角处，并沿女儿墙每隔3m 设置构造柱，尺寸为240mm×240mm，纵筋锚入压顶，柱顶标高至女儿墙顶。配筋压顶、构造柱和砌体所形成的整体，对抗裂有较好的效果。⑧由于温度应力与温差成正比，因此在屋面上加设架空隔热板，提高了屋面的保温效果，降氏屋面与墙体之间的温差，从而减小了温度应力；另外也降低了屋面板顶与板底之间的温差，减小了楼板弯曲和伸长，有效地控制了预制板纵向接缝处的开裂。

5 结束语

通过对混凝土的温度控制与防裂措施关系进行了初步探讨，虽然对于混凝土裂缝的成因和计算方法有不同的理论，但对于具体的预防和改善措施意见还是基本一致，同时在实践中的应用效果也是比较好的，我们在工程施工时要多观察、多比较，根据施工实际情况对出现的问题多分析研究、多总结经验，结合多种预防处理措施，避免混凝土的裂缝。

[1]朱元华，陈宇新.高层住宅顶层墙体裂缝原因分析及处理[J].浙江建筑，2009-02-25.