石玉环
(黑龙江东方学院,哈尔滨150001)
浅谈高层建筑中产生裂缝的原因与解决方案
石玉环
(黑龙江东方学院,哈尔滨150001)
钢筋混凝土技术作为当前最普遍的建筑工程技术,普遍被大家所认同。但是,高层建筑所处的位置较高,因此,楼面墙体会出现裂缝、脱落等现象。本文深入分析高层建筑墙体产生裂缝的原因,并且提出有针对性的解决方案。
高层建筑;裂缝;解决方案
1.1 建筑物沉降导致的裂缝
从已有情况来看,高层建筑地基不均匀是砖砌墙体产生裂缝的主要原因。第一,倾斜裂缝一般发生在纵墙的两侧,并且沿着底部向沉降量较大的方向延伸,从而产生倾斜角度。第二,水平裂缝多产生于窗间墙,大部分以对角的方式呈现。较大的沉降量容易产生较大的裂缝,反之亦然。第三,竖向裂缝多发生在纵墙的中央。裂缝的方向从上向下,从宽到窄。
1.2 温差导致的裂缝
温差是导致建筑施工裂缝的另一个主要原因。高层建筑物因为所处的自然环境的特点,结构温差大、昼夜温差大、导致高层建筑物很容易产生膨胀、收缩、变形,并在一定的约束作用下形成附加应力,最终产生结构破坏——即裂缝。从已有的失效形式来看,“八”裂缝比较常见,一般在纵墙上,裂缝出现在墙体的两侧,剧烈时,裂缝会有较大的延伸。另外,水平裂缝出现在墙体的两端;并且会在转角处,出现包角裂缝;这是因为跨度不够所造成的。
1.3 干缩导致的裂缝
据相关数据记载,一般混凝土浇筑后7d左右,高层建筑的墙体容易出现裂缝。据相关资料分析,主要是因为高层建筑物的混凝土中水分被蒸发后,混凝土的内、外部之间出现不同程度的拉应力,进而造成混凝土出现变形,甚至裂缝。通常情况下,这种现象会对房屋的抗渗性产生严重后果,容易造成混凝土内部钢筋的锈蚀、降低混凝土的承载能力。
1.4 塑性作用导致的裂缝
高层建筑在混凝土收缩凝固之前,由于温度、风力等外在因素的影响,在没有任何强度的作用下,会出现失水过快的现象,从而使混凝土的体积迅速地收缩,产生一定大小不一、没有连贯性的裂缝。一般的裂缝有20~30cm。
1.5 化学裂缝
在使用混凝土之前,在其搅拌过程中容易出现一些碱性离子。这种离子会和某些活性材料发生化学反应,从而使得混凝土出现开裂、酥松等现象,改变混凝土的实际面积。这对高层建筑物产生严重后果。
1.6 锈蚀裂缝
在建筑施工时,许多建筑施工单位没有有效地进行浇筑;而且许多钢筋的较薄保护层,使得一些物质很容易进入到混凝土中,导致钢筋锈蚀,出现一定的膨胀。扩张后,混凝土出现某些裂缝。
2.1 沉降裂缝的解决方案
对于此类失效,建议对高层建筑物的松软地方进行封固,并且严格控制建筑物周围的水分含量,避免地基浸泡在水中。这是由于水分流失使得地基会发生变化,会为沉降裂缝提供条件。
2.2 温差产生裂缝的解决方案
低热水泥和中热水泥是建筑施工单位的较好选择,并且尽量减少使用水泥,加强养护混凝土的表面,加大监控混凝土的实时温度,采取有效措施保证混凝土的完整性。当混凝土表面出现过热时,可以在某种程度上进行冷却。
2.3 干缩裂缝的解决方案
施工单位可以使用较小的水泥材料,例如粉煤灰水泥、中低温水泥,减少使用水泥,控制混凝土的配合比例,使用一定量的减水剂,在一定程度上保养混凝土,延长呵护混凝土的时间,提高混凝土的质量等。
2.4 塑性裂缝的解决方案
首先分析产生塑性裂缝的原因是水分缺失过快,导致混凝土收缩不均匀而产生的裂缝。建议在早期更换强度较高的水泥材料,例如硅酸盐水泥;或者在水泥中加入一定的减水剂,使得混凝土的韧性增强。其次在施工时,注意所使用的水灰比例,寻找最合适的水灰比例,借助相应的塑料薄膜来保证混凝土的水分留存在混凝土中。最后,可以考虑添加适当的养护剂,可以增强混凝土的抵抗能力。
2.5 化学裂缝的解决方案
建筑施工单位或个人应该减少使用含有碱性离子的水泥,转而采用低碱水泥、无碱水泥等材料。另外对于施工单位而言,普遍采用一定量的抑制剂也是不错的选择,在一定程度上,可以减少碱性粒子发生化学反应的几率,保证混凝土的合格率。
2.6 锈蚀裂缝的解决方案
建议施工单位从混凝土的质量抓起,高度重视混凝土浇筑质量,保证混凝土浇筑、振捣的有效、完整。同时,在钢筋材料与混凝土相接处的部位,涂抹一定量的防腐剂,增加钢筋保护层的厚度,保证钢筋的质量,提高钢筋的抗腐蚀能力。
2.7 其他解决方案
2.7.1表面修补法
表面修补法是其中最有效的处理方式之一。在混凝土的表面刷漆,或者粉刷一定量的防腐涂料,例如水泥浆、环氟胶泥等。另外,也可以采用在表面粘贴一定的玻璃纤维,进行修补。此方案简单、有效,可以直接修补混凝土表面的裂缝,但也有一定的局限性。
2.7.2灌浆、嵌缝封堵法
在一些建筑物的整体结构中,不当施工的过程会促使混凝土产生裂缝。这些裂缝可以使用灌浆、嵌缝封堵的方法来进行修补。同时使用一定量的胶结材料,效果会更好。另外,从已有经验来看,在灌浆中加入一定的聚氯乙烯胶泥、丁基橡胶等塑性材料,可以在一定程度上封闭产生的裂缝,更加紧固建筑物,保证建筑物的整体结构。
2.7.3结构加固法
具体措施是增大混凝土的截面面积,采用预应力法进行某种程度的加固,并且粘贴钢板、增设大量的支点来加固,提高建筑物的稳定性。
2.7.4置换法
此种方法适用于处理建筑施工影响较小的混凝土裂缝。就是借助新的混凝土材料来替换原来损坏的混凝土,更换原来的损坏部分,弥补了混凝土的软肋。普遍来看,置换法通常使用水泥砂浆、改善性聚合物等材料。
2.7.5电化学法
比较常用的方法有氯盐提取法、阴极防护法和碱性复原法。从另一个角度来看,改善混凝土所处的化学环境,使钢筋产生一定的钝化,增加钢件表面的保护层的厚度,可以有效地降低化学裂缝的发生率。
2.7.6仿生法
即当建筑物产生裂缝时,依靠自身混凝土材料分泌的相关结构材料,进行自动的愈合。在此种方案中,混凝土中的黏结剂的胶囊或液芯纤维是必不可少的。这些材料会使建筑物形成一个自我修补、自我完善的愈合系统,及时、有效地修补所产生的裂缝,提高建筑物的安全性。
由于高层建筑所处的地理位置、自然环境,楼体出现裂缝是很常见的。楼体出现裂缝不仅影响整栋建筑的外表美观,同时降低建筑的使用功能,最主要的是降低建筑物的安全性。在建筑施工过程中,要严格缩小裂缝的范围,尽量控制环境因素,把风险降低到最低值。掌握楼体裂缝的相应处理手段与防治措施,可以保证建筑物的安全与稳定,并且也将促进高层建筑事业的良好发展。
The reasons of cracks of high-rise buildings and its solutions
SHI Yu-huan
(East UniversityofHeilongjiang,Harbin 150001,China)
As the most popular construction technology,reinforced concrete technology has widely been recognized by people.However,due tothe high location of high-rise buildings,there will be cracks and abscission in the walls.This paper made in-depth analysis ofthe reasons ofwall cracks ofhigh-rise buildings,and proposed targeted solutions.
High-rise buildings;Crack;Solutions
TU755
B
1674-8646(2016)13-0042-02
2016-05-10