房屋建筑工程结构的裂缝处理技术高志强

房屋建筑工程结构的裂缝处理技术高志强

高志强

关键词：钢筋混凝土；裂缝；成因；控制

1裂缝特征及产生的原因

为了更好地说明这一问题，我们以工程事例来进行具体说明和分析。某砖混结构住宅在交付使用一年后（经过冬季），顶层住户发现墙体产生裂缝。为此，甲方组织设计、施工、监理三方到现场，经过实地考察，发现裂缝的情况为：内外纵墙各出现一条斜裂缝，东高西低，上宽下窄；顶棚南、西、北三面阴角均出现通长水平裂缝。就裂缝的产生，分析如下：

1.1主要特征：这类裂缝多发生顶层南北外纵墙及相邻横墙连接部位，且裂缝多为斜裂缝。有些门窗洞口角部存在裂缝。在顶层外纵向砖墙与圈梁结合面存在通长水平裂缝和斜裂缝。与外纵墙交接的横墙上还出现上宽下窄的斜向裂缝。由于温度变形的作用，在房屋外面可见女儿墙斜裂缝。女儿墙斜裂缝出现在两端，裂缝自上而下撇向墙的两端，形似八字形。女儿墙水平裂缝沿女儿墙与钢筋混凝土梁顶的屋面或屋面板顶的砖缝出现，中部较轻，两端严重。有的水平裂缝与拐角的女儿墙裂缝连通，组成水平包角裂缝。

1.2原因：因屋面长时间受阳光辐射，还有气温的变化，不同材料及不同结构部位的变形是不一致的，并存在着较强的约束。在相同的温度条件下，钢筋混凝土屋面及圈梁的线膨胀系数是砖砌体线膨胀系数的2倍多。在炎热的夏季，屋面的温度是其下砖砌体温度的2倍左右，且在相同温度条件下，钢筋混凝土的线膨胀系数是砖砌体线膨胀系数的两倍，这就使屋盖变形要比砖墙变形大得多，这种变形的较大差异是砖混结构顶层墙体产生裂缝的本质原因。屋盖在变形过程中，产生了很大的推力，作用在墙体顶端的水平推力使墙体与屋盖的接触面受剪，剪力与屋盖、挑檐或女儿墙的垂直压力，构成墙体双向应力。当主拉应力大于墙体抗拉强度时，墙体就会出现裂缝。沿墙体分布的剪应力大致为两端最大，中部为零。由于端部的正应力较小，其主拉应力接近于剪应力，则可能引起斜裂缝，在窗口、门口处由于应力集中，易产生裂缝，由于屋盖对圈梁的推挤作用，圈梁下的砖砌体易出现水平裂缝裂缝。顶棚南、西、北三面阴角出现的通长水平裂缝是因为屋面板变形集中于端部，给外墙端部以较大的水平推力，同时现浇圈梁及挑檐的纵向温度变形集中，以及圈梁内低外高的温差，引起向外拱的变形趋势。另外，顶层墙体砂浆强度过低，降低了墙体自身抵抗水平推力的能力，这样就加剧了外墙端部墙体的水平裂缝。

2结构设计中存在的问题

2.1一般的，建筑物顶层端部剪应力与温差成正比，与水平阻力系数、材料弹性模量、建筑物长度等呈线性关系。控制温度应力引起墙体裂缝的主要因素，因此，用伸缩缝作为控制裂缝的唯一方法是不全面的。控制裂缝应综合考虑有关因素，采取行之有效的措施。结构设计考虑强度计算、抗震结构措施多，控制温度应力的措施少。在住宅楼顶层端单元内、外纵墙出现裂缝较普遍，不可否认，结构设计未采取措施或措施不力，是形成墙体裂缝的因素之一。

2.2砖混房屋长度过长。规范规定总长度超过50m应设伸缩缝，有的房屋长度超过较多而未设，施工时也未采取其它措施，因而埋下隐患。

2.3构造柱是增强建筑物整体性，抵抗地震作用的重要构造措施，过去不少设计，构造柱的设置只考虑符合抗震规范，不考虑也不能算是设计错误。

2.4采用砖、砂浆强度等级，越到顶层越低。有些建筑物底部几层采用MU10级砖、M5级砂浆，而到顶层则为MU10级砖、M2.5级砂浆。设计人员习惯于从强度上考虑，对温度应力引起的抗剪强度及变形则考虑较少。

3混凝土结构裂缝的处理措施

3.1经过调查分析，确认在裂缝不降低承载力的情况下，采取表面修补法、充填法、注入法等处理方法：1）表面修补法。该法适用于缝较窄，用以恢复构件表面美观和提高耐久性时所采用，常用的是沿砼裂缝表面铺设薄膜材料，一般可用环氧类树脂或树脂浸渍玻璃布；2）充填法。当裂缝较宽时，可沿裂缝砼表面凿成V形或U形槽，使用树脂砂浆材料进行填充，也可使用水泥砂浆或沥青等材料；3）注入法。当裂缝宽度较小且较深时，可采用将修补材料注入砼内部的修补方法。

3.2如果裂缝影响到结构安全，可采取围套加固法、钢箍加固法、粘贴加固法等结构加固法。此方法属结构加固，须经设计验算同意后方可进行：1）围套加固法。在周围尺寸允许的情况下，在结构外部一侧或数侧外包钢筋砼围套，以增加钢筋和截面，提高其承载力；2）钢箍加固法。在结构裂缝部位四周加U型螺栓或型钢套箍将构件箍紧，以防止裂缝扩大和提高结构的刚度及承载力；3）粘贴加固法。将钢板或型钢及碳纤维用改性环氧树脂和粘结剂，粘结到构件砼裂缝部位表面，使钢板或型钢与混凝土连成整体共同工作。

4砌体结构裂缝的处理措施

①水泥灌浆法。水泥灌浆主要用于砌体裂缝的补强加固，常用的灌浆方法有重力灌浆和压力灌浆两种。这两种灌浆加固方法对裂缝进行修补后，其强度均能达到或超过原来砌体强度；②扩大砌体截面法。主要用于砌体承载力不足，但砌体尚未压裂，或仅有轻微裂缝，而且要求扩大截面面积情况。一般的独立砖柱、砖壁柱、窗间墙和其他承重墙的承载能力不足时，均可采用此法加固；③钢筋网水泥砂浆加固。主要用于墙承载能力不足时的加固，是指把需加固的砖墙表面除去粉刷层后，两面附设钢筋网片，然后喷射砂浆（或细石混凝土）的加固方法；④增设或扩大扶壁柱。扶壁柱有砖砌和钢筋混凝土两种，主要用于提高砌体承载力和稳定性。无论增设砖砌扶壁柱或是钢筋混凝土扶壁柱，它们与原砖墙的连接都十分重要；⑤增加预应力撑杆。主要用于大梁下砌体承载力严重不足时使用。通过增加预应力型钢支柱，达到对原结构加固的目的。

5结语

房屋建筑物的结构或构件常常由于各种不同的原因导致各种裂缝出现，其有害程度是可以控制的。因此加强对结构裂缝原因的分析是非常重要的，设计、施工、材料等方面因素对结构开裂的影响是相互联系、相互制约的，必须全面系统的考虑。从裂缝的分类入手，弄清裂缝出现的原因，对裂缝采取措施加以正确的处理，结构裂缝的问题将会逐渐得到圆满的解决。

参考文献：

[1]熊丹安.21世纪土木工程类专业丛书-结构构造原理与设计（第二版）[M].武汉：武汉理工大学出版社，2003.

[2]尉晋龙，贺会军.浅议住宅设计中的几个问题[J].山西建筑，2005（16）.