住宅裂縫成因及控制與處理

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通過長期觀察研究及對裂縫工程的處理，筆者對住宅裂縫的成因進行分析，并相應提出控制與處理住宅建筑外墻裂縫的對策。
    一、建筑裂縫的主要種類與直接原因
    1、地基變形造成上部結構裂縫
    一般地基尤其是軟土地基，在受上部荷載后，會產(chǎn)生較大的沉降，必然在各個部位發(fā)生沉降差，超過限度就會在墻體及樓板結構產(chǎn)生裂縫。
    2、結構設計不當?shù)牧芽p
    結構設計上除了滿足規(guī)范進行計算分析外，應當注意結構剛度的協(xié)調(diào)，收縮變形的協(xié)調(diào)及溫度變形的協(xié)調(diào)，任何不協(xié)調(diào)都會在結構使用后產(chǎn)生裂縫。
    3、收縮裂縫
    混凝土在其形成與成長過程中一直在收縮，當受到約束就會產(chǎn)生拉應力，而混凝土的抗拉強度很低，特別是在早期，所以混凝土非常容易在早期產(chǎn)生收縮裂縫。在其后期收縮應力又往往與其他因素在一起，造成混凝土結構裂縫。
    4、溫度變形裂縫
    溫度變形裂縫，是住宅建筑產(chǎn)生裂縫的主要因素。住宅是各類構件的聯(lián)合體，材料膨脹系數(shù)不同。溫度變化時，會產(chǎn)生很大約束應力，當受拉部位超過構件或材料抗拉極限應力，就產(chǎn)生溫度裂縫。
    5、因施工或使用不當造成的裂縫
    住宅建設過程和使用過程中，有許多人為因素造成的裂縫：如鋼筋的位置放錯，負彎矩鋼筋落到底部，跨中鋼筋太高；電線管、水管集中在一處斷面；拆模過早，結構提前受力；施工荷載過大，超過住宅荷載等。這些都會造成嚴重的結構性裂縫。
    二、對裂縫的基本認識
    1、裂縫產(chǎn)生的客觀必然性
    (1)當代住宅都是以鋼筋混凝土為主體結構，混凝土組成從機理上微觀裂縫是其物理學性質所決定的，混凝土各組成材料通過水泥凝膠結合，在結硬過程中，消失的水總是會留下空洞，加之骨料本身縫隙與結合面空隙，所以混凝土自身從微觀上就存在大量不連續(xù)的縫隙。
    (2)鋼筋與混凝土有著不同的彈性模量和極限強度。一般而言，鋼筋與混凝土彈性模量之比為5：1，抗拉強度之比150：1，要鋼筋與混凝土共同工作，發(fā)揮鋼材優(yōu)良的抗拉性能，一定會以混凝土拉裂作為代價。按結構重要性及結構所處環(huán)境，規(guī)定允許混凝土有0.1毫米、0.2毫米和0.3毫米的裂縫。
    (3)混凝土除了固體物質共有的熱脹冷縮性能外，更具有與時俱增的長期干縮，特別是現(xiàn)代混凝土，因泵送入模對流動度的要求，水泥漿體比傳統(tǒng)混凝土高出很多，其干縮率大幅度提高。
    2、裂縫危害程度的分析
    (1)裂縫可分：可見裂縫與不可見裂縫，我們要控制處理的是可見裂縫。
    (2)可見裂縫又可分：正常裂縫，即不妨礙功能，不危及結構的規(guī)范允許裂縫；有害裂縫，危及結構安全及影響功能的裂縫。
    (3)正常與有害裂縫應按建筑功能與環(huán)境狀況來正確界定，而且按實際情況進行正常處理。裂縫問題，一方面是控制，通過努力使裂縫分散、細化達到無害程度；另一方面是處理，只要處理適當，是能保證住宅建筑正常使用的。
    3、控制與處理裂縫的價值觀念
    高級住宅要控制與處理全部可見裂縫，中低檔住宅允許一定量的可見裂縫，這就要有一個工程與價值的定位。
    三、裂縫的控制與處理
    1、設計控制裂縫措施
    (1)控制沉降裂縫的關鍵是避免住宅東西向的全面性沉降及南北向的重形心偏離，根本辦法是減少住宅最終沉降的絕對值。上海地區(qū)對一般住宅的絕對沉降值限制在150毫米，高檔住宅還應更嚴格限制。
    (2)控制溫差裂縫較好的辦法是結合節(jié)能要求，如采用外墻外保溫及屋面防水層倒置式的外保溫。這樣使結構物都能包裹在保溫層之內(nèi)，使溫差裂縫在使用階段即可大大減少甚至避免。
    (3)控制收縮裂縫。收縮是長期發(fā)生的，強度越高的混凝土收縮越大，所以設計應用的混凝土標高不要太大。另外，對較易產(chǎn)生裂縫的區(qū)域及開洞四角可相應增加構造配筋。
    (4)避免設計不合理的人為裂縫。住宅各部位在設計上盡可能做到在收縮與溫差發(fā)生時，變形基本協(xié)調(diào)。如平面體量不要過大，樓面與墻體不要支在剛度差異太大的基座上等。
    2、施工控制裂縫措施
    (1)合理設計與控制混凝土配比，在保證強度的前提下，減少水泥用量與絕對水量。
    (2)合理組織施工。施工是防止混凝土結構早期裂縫的重要環(huán)節(jié)，合理的施工安排可以減少結構各部位間的約束應力。
    (3)加強混凝土早期養(yǎng)護。應盡可能延長水中養(yǎng)護或認真控制澆水養(yǎng)護時間，養(yǎng)護時間至少14天。
    (4)科學確定拆模時間與控制施工荷載。
    (5)加強結構的防護。對較高的住宅或結構工期較長的住宅應當及時防護，避免直接暴露在大氣之中。
    3、住宅裂縫的處理
    (1)可見有害裂縫：對0.2～0.3毫米以上的結構裂縫或滲漏裂縫，應當及時處理。處理的方法可按常規(guī)的環(huán)氧灌縫封閉，其基本要求是結合面強度應超過混凝土本身抗拉強度，做到密閉不滲水。
    (2)可見無害裂縫：一般情況下，可以不作處理，影響美觀的部位可以用膩子括平封閉后涂料裝飾。
    (3)高級住宅的無害裂縫：除了在設計結構時，加強措施減少裂縫之外，在建筑處理上，采用外保溫、外裝飾把結構面全面包起來。內(nèi)部易裂縫部位同樣可以通過裝飾板包裹。