陳　建　葉　黛　華利正　王志輝　喻　峰

[摘要]建筑施工裂縫質(zhì)量問(wèn)題的分析,是正確擬定質(zhì)量事故處理方案的前提,是明確質(zhì)量事故責(zé)任的依據(jù)。為此,要求對(duì)質(zhì)量問(wèn)題的分析力求全面、準(zhǔn)確、客觀;對(duì)事故的性質(zhì)、危害、原因、責(zé)任都不能遺漏。要有科學(xué)的論證和判斷,言之有理、論之有據(jù),方能達(dá)到統(tǒng)一認(rèn)識(shí)的目的。

[關(guān)鍵詞]施工裂縫分析

中圖分類號(hào):TU19文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A文章編號(hào):1671-7597(2009)0710089-01

一、墻體裂縫分析

(一)地基不均勻沉降引起墻體裂縫分析。房屋的全部荷載最終通過(guò)基礎(chǔ)傳給地基,而地基在荷載作用下,其應(yīng)力是隨深度而擴(kuò)散,深度大,擴(kuò)散愈大,應(yīng)力愈小;在同一深處,也總是中間最大,向兩端逐漸減小。當(dāng)房屋修建在淤泥土質(zhì)或軟塑狀態(tài)的粘性土上時(shí),由于土的強(qiáng)度低、壓縮性大,房屋的絕對(duì)沉降量和相對(duì)不均勻沉降量都可能比較大。如果房屋設(shè)計(jì)的長(zhǎng)高比較大,整體剛度差,而對(duì)地基又末進(jìn)行加固處理,那么墻體就可能出現(xiàn)嚴(yán)重的裂縫。裂縫對(duì)稱的發(fā)生在縱墻的兩端,向沉降較大的方向傾斜,沿著門窗洞口約成45。呈正八字形,且房屋的上部裂縫小,下部裂縫大。這種裂縫,必然是地基附加應(yīng)力作用使地基產(chǎn)生不均勻沉降而形成的。

(二)溫度應(yīng)力引起墻體裂縫分析。一般材料均有熱脹冷縮性質(zhì),房屋結(jié)構(gòu)由于周圍溫度變化引起熱脹冷縮變形,稱為溫度變形。如果結(jié)構(gòu)不受任何約束,在溫度變化時(shí)能自由變形,那么結(jié)構(gòu)中就不會(huì)產(chǎn)生附加應(yīng)力。由于鋼筋混凝土的線膨脹系數(shù)a=1.08X10/C,而普通磚砌體的線膨脹系數(shù)為0.5XlO/C,在相同溫差下,鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的伸長(zhǎng)值要比磚砌體大一倍左右。所以,在混合結(jié)構(gòu)中,當(dāng)溫度變化時(shí),鋼筋混凝土屋蓋、樓蓋、圈梁等與磚墻伸縮不一,必然彼此相牽制而產(chǎn)生溫度應(yīng)力,使房屋結(jié)構(gòu)開裂破壞。

溫度應(yīng)力引起墻體裂縫一般有以下幾種情況:

1.八字形裂縫。當(dāng)外界溫度上升時(shí),外墻本身沿長(zhǎng)度方向?qū)⒂兴扉L(zhǎng),但屋蓋部分(特別是直接暴露在大氣中的鋼筋混凝土屋蓋)的伸長(zhǎng)值大得多。從屋蓋與墻體連接處切開來(lái)看,屋蓋伸長(zhǎng)對(duì)墻體產(chǎn)生附加水平推力,使墻體受到屋蓋的推力而產(chǎn)生剪應(yīng)力,剪應(yīng)力和拉應(yīng)力又引起主拉應(yīng)力,當(dāng)主拉應(yīng)力過(guò)大時(shí),將在墻體上產(chǎn)生八字形裂縫。

2.水平裂縫和包角裂縫。平屋頂房屋,有時(shí)在屋面板底部附近或頂層圈梁附近,出現(xiàn)沿外墻頂部的縱向水平裂縫和包角裂縫,這是由于屋面伸長(zhǎng)或縮短引起的向外或向內(nèi)推拉力而產(chǎn)生的,包角裂縫實(shí)際上是水平裂縫的一種形式,是外橫墻和縱墻的水平裂縫連接起來(lái)形成的,在這種情況下,下面一般不會(huì)再出現(xiàn)八字形裂縫。

3.女兒墻根部和豎向裂縫。女兒墻根部由于受到屋面伸長(zhǎng)或縮短引起的向外或向內(nèi)的推、拉力,使女兒墻根部的砌體外西域女兒墻外傾現(xiàn)象,形成水平裂縫。

二、鋼筋混凝土柱吊裝斷裂事故分析

(一)事故概況。某工程項(xiàng)目D列柱為等截面柱,長(zhǎng)l2m;斷面為400mm*600mm;采用對(duì)稱配筋,每邊為4業(yè)16,構(gòu)造筋為2業(yè)12;混凝土強(qiáng)度等級(jí)為C20,吊裝時(shí)已達(dá)100%強(qiáng)度;柱為平臥預(yù)制,一點(diǎn)起吊;吊點(diǎn)距柱頂2m;剛吊離地面時(shí),在柱腳與吊點(diǎn)之間離柱腳4.8m左右產(chǎn)生裂縫,裂縫沿底面向兩側(cè)面延伸貫通,最大寬度達(dá)1.3mm,使柱產(chǎn)生斷裂現(xiàn)象。

(二)事故原因分析。此事故的主要原因是:柱平臥預(yù)制吊裝,吊點(diǎn)受力與使用受力不一致;吊點(diǎn)選擇不合理,吊裝彎矩過(guò)大,其抗彎強(qiáng)度和抗裂度不能滿足要求所造成?，F(xiàn)予以分析驗(yàn)算如下:

1.吊點(diǎn)選擇不符合吊裝彎矩MDm,最小的原則柱子吊裝彎矩的大小與吊點(diǎn)位置密切有大而遭受破壞,其吊點(diǎn)選擇的原則:必須力求吊裝彎距最小。為此,對(duì)等截面柱,當(dāng)一點(diǎn)起吊時(shí),應(yīng)使|Mmx|=|一MD|,即跨中最大正彎距語(yǔ)吊點(diǎn)處負(fù)彎距的絕對(duì)值相等。據(jù)此求得吊點(diǎn)位置距柱頂為0·293L(L為柱長(zhǎng))處。當(dāng)L為12米時(shí),吊點(diǎn)距柱頂應(yīng)為0.293X12=3.5m。原吊點(diǎn)離柱頂為2m,故不符合吊裝彎矩最小的原則,吊裝時(shí)必然使跨中最大彎矩的絕對(duì)值大于吊點(diǎn)處負(fù)彎矩的絕對(duì)值,所以裂縫發(fā)生在跨中最大正彎矩的截面處。

2.柱子吊裝中抗彎強(qiáng)度不夠?，F(xiàn)就按吊裝彎矩最小進(jìn)行驗(yàn)算,柱子平臥預(yù)制一點(diǎn)起吊,其抗彎強(qiáng)度也不能滿足要求。驗(yàn)算結(jié)果如下:

(1)計(jì)算荷載g。取鋼筋混凝土重力密度為25000N/m1,則自重為0.4X0.6X25000=6000N/m;動(dòng)載系數(shù)為1.3～1.5,取1.5,則計(jì)算荷載q=1.5X6000=9000N/m;(2)計(jì)算簡(jiǎn)圖。按吊裝彎短最小的原則,吊點(diǎn)離柱頂為3·5m,吊裝時(shí)柱腳不離地,柱子剛吊離地面近似于一根懸臂的簡(jiǎn)支梁。

3.柱子吊裝中抗裂度不夠。按施工驗(yàn)收規(guī)范規(guī)定,鋼筋混凝土構(gòu)件在吊裝中受拉區(qū)裂縫寬度不大于0.2～0.3mm,而裂縫寬度與鋼筋的受拉應(yīng)力有關(guān),鋼筋受拉應(yīng)力愈大,則裂縫寬度愈大。

(三)經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)。從上述事故中,應(yīng)吸取的經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)如下:

1.由于柱子吊裝受力與使用受力不一,故必須進(jìn)行吊裝驗(yàn)算。

2.當(dāng)?shù)跹b受力與使用受力不一時(shí),吊點(diǎn)選擇應(yīng)符合吊裝彎矩最小的原則,以免吊裝彎矩過(guò)大而過(guò)受破壞。

3.若經(jīng)吊裝驗(yàn)算,抗彎強(qiáng)度和抗裂度不能滿足時(shí),首先考慮翻身起吊。如本例采用翻超身吊時(shí),則抗彎強(qiáng)度和抗裂度均可滿足,若翻身起吊仍不能滿足時(shí),則可增加吊點(diǎn),改一點(diǎn)起吊為二點(diǎn)起吊,以減小吊裝彎矩,或采取臨時(shí)加圊措施。

三、懸挑結(jié)構(gòu)坍塌分析

懸挑結(jié)構(gòu)坍塌實(shí)例較多,一是整體傾覆坍塌;二是沿懸臂梁、板根部斷塌。其主要原因有:

1.穩(wěn)定力矩小于傾覆力矩。懸挑結(jié)構(gòu)是靠壓重或外加拉力來(lái)保持穩(wěn)定,要求抗傾覆的安全因素不小于1.5,若穩(wěn)定力矩小于傾覆力矩時(shí),必然失穩(wěn),傾覆坍塌。

2.模板支撐方案不當(dāng)。懸挑結(jié)構(gòu)根部受力最大,當(dāng)混凝土澆筑后,尚未達(dá)到足夠強(qiáng)度時(shí),模板支撐產(chǎn)生沉降,根部混凝土隨即開裂,拆模后將從根部產(chǎn)生斷裂坍塌;若懸挑結(jié)構(gòu)為變截面時(shí),施工時(shí)將模板做成等截面外形,而造成根部斷面減小,拆模后也會(huì)造成斷塌事故。

3.鋼筋錯(cuò)位、變形。懸挑結(jié)構(gòu)根部負(fù)彎矩最大,主筋應(yīng)配在梁板的上部。若施工時(shí)將鋼筋放在下部,或被踩踏向下變形過(guò)大,或錨固長(zhǎng)度不夠等原因,拆模后,均會(huì)導(dǎo)致根部斷塌。

4.施工超載。懸挑結(jié)構(gòu)的固端彎矩與作用荷載成正比,如施工荷載超過(guò)設(shè)計(jì)荷載,當(dāng)模板下沉?xí)r就在根部出現(xiàn)裂縫;尤其是當(dāng)由根部向外澆筑混凝土?xí)r,隨著荷載增加;模板變形,也極容易在根部產(chǎn)生裂縫,導(dǎo)致拆模后斷裂。

5.拆模過(guò)早。不少懸挑結(jié)構(gòu)斷塌事故都是由于拆模過(guò)早,混凝土未達(dá)到足夠強(qiáng)度所造成。

四、結(jié)論

裂縫是建筑施工中存在的一種現(xiàn)象,它的出現(xiàn)不僅會(huì)降低建筑物的抗?jié)B能力,影響建筑物的使用功能,而且會(huì)引起鋼筋的銹蝕,混凝土的碳化,降低材料的耐久性,影響建筑物的承載能力,因此要對(duì)裂縫進(jìn)行認(rèn)真、區(qū)別對(duì)待,采用合理的方法進(jìn)行處理,并在施工中采取各種有效的預(yù)防措施來(lái)預(yù)防裂縫的出現(xiàn)和產(chǎn)生,保證建筑物和構(gòu)件安全、穩(wěn)定地工作。