房建施工中墙体裂缝预防技术探析

2023-11-24 10:45李春飞
中国建筑装饰装修 2023年19期
关键词:墙体荷载裂缝

李春飞

墙体裂缝是房建施工中的常见问题,它不仅影响建筑的美观性,还可能导致安全隐患。目前,预防墙体裂缝的技术措施日益受到关注,常用的方法包括增加墙体抗裂能力、合理施工工艺、选用适当材料等[1]。然而,不同地质条件会对墙体裂缝的产生和发展产生重要影响。因此,本文将通过工程分析,深入探讨墙体裂缝预防技术的应用。

1 工程概况

郑州机场至许昌市域铁路工程(郑州段)港区北车辆段位于农田荒路,地形起伏较大,从西北高处到东南低处呈现明显的高差,路面高程在128.07 ~146.22 m,相对高差达到18.15 m。现场存在大量工程弃土,堆积高度超过40 m,目前正处于清运过程中。项目位于山前冲洪积平原,工程环境条件相对简单。地基基础方面,受力层自上而下分为褐黄色粉砂层、褐黄色松质黏土层、红褐色黏质粉土层及红褐色粉砂层,具有不同的物理特性,包括含砂量、密度、厚度等。

在该项目施工中,随着施工的进展,墙体出现很多裂缝,项目面临巨大挑战。这些墙体裂缝的产生与地质情况和施工特点密切相关。第1,地势起伏较大,地形变化剧烈,可能导致地基承载力的不均匀分布,使墙体受力出现不均衡,进而形成裂缝。第2,不同地质层的特性差异,如粉砂层和黏质粉土层的存在,可能导致地基变形不一致。因此,深入了解裂缝的成因并采取有效的预防措施,成为保障工程质量的关键。

2 施工工艺

在房建施工中,地质条件是决定墙体裂缝形成和预防技术应用的关键因素之一。针对不同的地质情况,采取合理的施工工艺能够有效地减少墙体裂缝的产生和发展。

2.1 高地势差区域的施工工艺优化

在港区北车辆段项目中,地势起伏较大的区域存在明显的高地势差,这种地质条件会导致地基承载力存在差异。为了预防墙体裂缝,需要充分考虑这种承载力差异,以确保上层结构的稳定性。

一种解决方案是采取逐层施工的方式。在施工过程中,每完成一层建筑,都要进行地基的充分加固和处理,确保下方地基能够承受上方荷载的作用。这样逐层进行,可以避免对下方地基的过度荷载,减少地基变形和沉降的可能性,从而降低墙体裂缝的风险。

例如,在高地势差的区域进行地基处理时,可以采用填筑加固的方法。首先在地基上铺设一层合适的填充材料,如砂石混凝土,然后逐层压实,形成稳固的基础。这样可以均匀分散上方结构的荷载,减少地基不均匀沉降带来的变形影响,有效防止墙体裂缝的发生。

2.2 关于地势起伏较大区域的分段施工策略

对于地势起伏较大的区域,为了避免施工对地基产生过大影响,可以考虑采用分段施工策略。分段施工是指将整个施工过程划分为若干个阶段,每个阶段完成一部分工程,然后逐步组合形成完整的建筑[2]。在地势起伏较大的区域,可以将建筑划分为多个水平段,逐段施工。这样能够减小每段施工对地基的影响,降低地基的变形和沉降风险,有效地控制墙体裂缝的形成。

例如,在港区北车辆段项目中,可以将建筑划分为上、中、下3 个水平段,分别进行施工。首先对下方的地基进行处理和加固,确保其承载能力足够,然后逐段施工,上层结构不会对下层地基产生过大影响。这种分段施工策略能够有效减小施工对地基的影响,降低墙体裂缝的风险。

2.3 墙体支护与临时支撑措施

除了考虑地基承载力差异和地势起伏对施工的影响,还需要在施工过程中采取墙体支护和临时支撑等措施,以确保墙体在施工过程中不发生严重变形和裂缝。

在高地势差区域,可以采用支撑剪力墙或支撑钢结构的方式来加固墙体。这些支撑措施能够在施工过程中稳定墙体,防止其受到侧向荷载的影响,从而减少墙体的变形和裂缝。

在地势起伏较大的区域,可以设置临时支撑结构,以提高墙体在施工过程中的稳定性。例如,可以在施工前设置临时钢支撑或混凝土支撑,以保持墙体的垂直度和水平度,避免其因地基变形而引起的裂缝。此外,还可以采用预制构件的方法,将墙体分段制作,然后在现场进行拼装。这种方式可以减少现场施工对地基的影响,降低墙体裂缝的可能性。

在高地势差区域和地势起伏较大的区域,合理的施工工艺是预防墙体裂缝的重要手段。逐层施工和分段施工策略能够有效降低地基变形和沉降风险,保障建筑的稳定性和安全性。在实际施工中,应根据地质情况制订相应的施工方案,综合考虑各种因素,达到预防墙体裂缝的目的。因此,通过科学的施工工艺,能为预防房建施工中的墙体裂缝提供可靠的技术支持。

3 材料选用

在房建施工中,地基基础的情况直接关系到墙体裂缝的形成和发展。因此,在施工过程中,合理选择适当的建筑材料是预防墙体裂缝的重要措施之一。

3.1 增强型基础材料应用

在港区北车辆段项目中,地基承载力较低的区域可能导致墙体受力不均,从而增加墙体裂缝的风险。为了提高墙体的承载能力,可以选择增强型基础材料,如加筋混凝土。

加筋混凝土是一种具有优异抗拉性能的建筑材料,通过在混凝土中加入钢筋或钢丝网等增强材料,使其在承受荷载时能够更好地抵抗变形和裂缝的产生[3]。在地基承载力较低的区域,可以在基础底部设置一层加筋混凝土,增加基础的强度和稳定性。这样可以均匀分散上层结构的荷载,减小地基变形的风险,有效降低墙体裂缝的可能性。例如,在地基承载力较低的区域,可以采用加筋混凝土基础。首先在地基底部设置一层混凝土,然后在混凝土中埋入钢筋网格。这样可以使基础具有更好的抗拉性能和强度,从而提高墙体的承载能力,减少墙体出现裂缝的风险。

3.2 不同地质层的建筑材料选择

地质层的不同特点会直接影响墙体的受力情况。在选择建筑材料时,需要考虑材料的适应性和稳定性,以防止墙体裂缝的产生。例如,在粉砂层地基中,由于其性质较为松散,墙体容易受到侧向压力的影响。因此,在这种情况下,可以选择较为稳定的材料,如钢筋混凝土或砖混结构。这些材料具有较好的抗变形和抗压性能,能够有效地减少墙体的变形和裂缝。

而在黏质土层地基中,由于其黏性较强,可能会导致地基的沉降和变形。在这种情况下,可以选择轻质材料,如空心砖或轻骨料混凝土,以减轻地基的荷载,降低地基变形的风险,从而减少墙体裂缝的产生。

3.3 考虑材料的适应性与稳定性

在选择建筑材料时,必须充分考虑地质情况,以确保材料具有良好的适应性和稳定性。不同地质层需要针对性地选用材料,以尽可能减少墙体出现裂缝的风险。

例如,在褐黄色的粉砂层地基中,材料应具有较好的抗压性能和变形能力。钢筋混凝土是一种优质材料,其在受力时能够有效分散荷载,减轻墙体变形。此外,加入适当的增强材料能够进一步提升混凝土的抗裂性能,降低墙体出现裂缝的可能性。

对于松质黏土层地基,材料的轻质性和变形性是关键考虑因素。空心砖和轻骨料混凝土因其重量较轻,在一定程度上减少了地基荷载,有助于降低地基沉降和墙体变形风险。同时,这些材料具有一定的可塑性,能够适应地基的变形,减缓墙体裂缝的扩展。

在红褐色的黏质粉土层地基中,需要选择具有一定柔性和抗沉降能力的材料。弹性模量较低的弹性体材料或地基垫层可以在一定程度上缓解地基变形,防止墙体因地基沉降而出现裂缝。

对于地基承载力较低的区域,可以考虑采用增强型基础材料,如加筋混凝土,以提高墙体的承载能力。对于不同地质层,应根据其特点选择适合的建筑材料,从而降低墙体裂缝的风险。通过科学选择材料,能够为房建施工中墙体裂缝的预防提供可靠的技术支持。

4 监测手段

及时发现墙体裂缝的变化对于预防墙体裂缝至关重要。在施工过程中,通过采取合适的监测手段,能够实时获取墙体变形数据。

4.1 裂缝计

裂缝计是一种常用的监测设备,能够准确测量墙体裂缝的变化情况。在施工过程中,可以在墙体上设置裂缝计,通过测量墙体裂缝的宽度和变化趋势,及时判断墙体的变形情况。

在港区北车辆段项目中,通过在墙体上安装裂缝计,可以实时监测墙体裂缝的变化情况。例如,在地基承载力较低的区域,如果发现裂缝的宽度在短时间内急剧增加,表明地基可能存在沉降或变形情况。此时,施工人员可以立即采取停止施工、调整荷载分布等措施,从而防止裂缝进一步扩展。

4.2 应变计

应变计可以测量墙体表面的应变情况。在施工过程中,通过安装应变计可以实时监测墙体受力情况,从而判断是否存在超过设计荷载的情况。

在地势起伏较大的区域,应变计的应用尤为重要。例如,在分段施工的情况下,每段施工完成后,可以通过应变计监测墙体的应变情况。如果发现某段墙体的应变异常增加,可能表明该段墙体受到了过大的荷载,需要及时采取措施进行调整,以避免裂缝的产生。

4.3 数据分析与决策支持

监测设备获取的数据需要经过系统的分析和处理,以便做出准确的决策。在施工过程中,可以借助数据分析技术,对监测数据进行实时监测和预警。通过建立数据模型可以预测墙体裂缝的发展趋势,为及时调整施工工艺提供决策支持。例如,在地质情况复杂的区域,可以利用数据分析技术,对不同地质层的影响进行模拟和预测。如果预测结果显示某一地质层的变形趋势明显,可以采取相应的措施,如加强基础处理或调整荷载分布,以减小地基变形带来的影响。

监测手段是房建施工中墙体裂缝预防的重要工具之一。通过裂缝计和应变计等监测设备,能够及时获取墙体变形的数据,实现对墙体裂缝的及早发现和预警。借助数据分析技术,可以对监测数据进行系统分析和处理,为施工过程中的决策提供科学依据。通过合理利用监测手段,能够提高墙体裂缝的预防效果,确保建筑的稳定性和安全性。

5 预防措施

在房建施工中,为防止墙体裂缝的产生和扩展,必须综合考虑地质情况、施工特点以及不同地质层的影响。

5.1 挖填法应用

对于地势起伏较大的区域,地基的不均匀变形往往是导致墙体裂缝的主要原因之一。为了达到地基的合理平衡,可以采用挖填法。

挖填法是通过挖掉高处的土方,填充到低处的土方,使地基达到均匀的高度和承载力[4]。在施工过程中,首先对高处进行挖方,将土方运输到低处进行填方,从而实现地基的均衡。这样可以减小地基的高低差异,降低地基变形的风险,有效地控制墙体裂缝的产生。

例如,港区北车辆段项目中,针对地势起伏较大的区域,可以采用挖填法来预防墙体裂缝。在高地势的地方进行挖方,将土方运输到低地势的地方进行填方,使地基的高度逐渐均匀。通过这种方式,可以实现地基的平衡,降低墙体受力不均的风险,从而减少墙体裂缝的可能性。

5.2 不同地质层的基础布置调整

不同地质层的特点会直接影响基础的承载能力和变形情况[5]。为了预防墙体裂缝,需要针对不同地质层采取相应的基础布置调整措施。

在粉砂层地基中,可以通过调整基础的布置形式来实现承载力的均匀分布[6]。例如,在粉砂层地基中,可以采用扩大基础面积的方式,增加地基的承载能力。此外,还可以采用分段基础的方式,将荷载逐渐传递到下方地基,减小地基的变形和沉降。

而在黏质土层地基中,可以通过加强基础处理来减小地基的变形风险。例如,在黏质土层地基中,可以采用加固桩基础或地基加固灌浆的方法,提高地基的稳定性和承载能力。通过这些调整,可以降低墙体受力不均的可能性,有效地预防墙体裂缝的发生。

5.3 加强施工监督管理

加强施工过程中的监督管理,也是预防墙体裂缝的重要手段[7]。在施工过程中,需要严格按照设计要求进行施工,确保每一道工序都符合规范,从而减小施工带来的影响。

在地基处理过程中,施工人员应严格按照挖填法或基础布置调整的要求进行操作,确保地基能够达到合理平衡。在加固基础的过程中,需要保证加固材料的质量和施工工艺的准确性,以提高地基的稳定性。

综合考虑地质情况和施工特点,采取多种预防措施是预防墙体裂缝的关键。通过挖填法和基础布置调整,可以实现地基的合理平衡,降低地基变形的风险。加强施工过程中的监督管理,是预防墙体裂缝的有效手段之一。通过采取合理的预防措施,能够降低墙体裂缝的风险,确保建筑的稳定性和安全性[8]。因此,在今后的工程实践中,应充分发挥各种预防措施的作用,为墙体裂缝的预防提供可靠的技术支持。

6 结语

本文以港区北车辆段项目为例,探讨了房建施工中墙体裂缝预防技术的应用。合理选择施工工艺和材料,是保障建筑安全和美观的关键。在今后的工程实践中,应根据具体情况综合运用各种技术手段,提升墙体裂缝的预防效果。

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