建筑結(jié)構(gòu)裂縫研究

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1.建筑結(jié)構(gòu)裂縫概述

結(jié)構(gòu)的破壞和倒塌都是從裂縫的擴展開始的，如強烈地震后震區(qū)的建筑物上布滿了各種各樣的裂縫，荷載試驗的鋼筋混凝土上梁上出現(xiàn)大量裂縫等等。所以人們對裂縫往往產(chǎn)生一種破壞前兆的恐懼感。裂縫的擴展時結(jié)構(gòu)物破壞的初始階段；相對的某些裂縫，其承載力也可能受到一定威脅。同時，結(jié)構(gòu)物裂縫可以引起滲漏，引起持久強度大的降低，如保護層剝落、鋼筋銹蝕、混凝土碳化等。裂縫的主要成因不外乎以下三種：由外荷載（如靜、動荷載）的直接應(yīng)力；由外荷載作用，結(jié)構(gòu)次應(yīng)力引起的裂縫；由變形變化引起的裂縫。次應(yīng)力引起的裂縫也是由荷載引起。所以，裂縫分為兩大類：荷載引起的裂縫及變形變化引起的裂縫。根據(jù)國內(nèi)外調(diào)查資料，工程實踐中結(jié)構(gòu)物的裂縫原因，屬于由變形變化（溫度、收縮、不均勻沉降）引起的約占80%以上；屬于由荷載引起的約占20%左右。

2.磚砌體裂縫的加固

砌體一旦發(fā)生裂縫，應(yīng)首先分析開裂原因，鑒別裂縫性質(zhì)，并觀察裂縫是否穩(wěn)定及其發(fā)展狀態(tài)。這可以從構(gòu)件受力的特點，建筑物所處的環(huán)境條件，以及裂縫所處的位置，出現(xiàn)的時間及形態(tài)綜合加以判斷。如果在裂縫上抹一層石膏餅，經(jīng)一段時間后，若石膏餅不開裂，說明裂縫已經(jīng)穩(wěn)定。在裂縫原因已經(jīng)查清的基礎(chǔ)上，采取有效措施進行補強。對于除荷載裂縫(受力裂縫)外，不至于危及結(jié)構(gòu)安全且已經(jīng)穩(wěn)定的裂縫，常常采用境縫封閉、配筋填縫封閉、灌漿等修補方法。

（1）對墻體斜向裂縫的處理，首先應(yīng)把屋面隔熱保溫層更換或采取加強措施（如增設(shè)架空板隔熱）；其次，根據(jù)墻體裂縫寬度及長度，采取不同的加固補強方法。當裂縫寬度較細，長度較短時，可持表面抹灰層剔深10mm左右，剔寬50mm左右，粘貼玻璃絲布，然后抹平噴漿或貼壁紙恢復(fù)表面層，清水外墻面可采用1：1水泥砂漿勾縫，并將外表面涂成與磚墻同一顏色。當裂縫寬度較寬且長度較長，影響墻體的整體性及承載力時，應(yīng)采取壓力灌漿加固補強。

（2）對由于基礎(chǔ)不均勻沉降產(chǎn)生的墻體裂縫處理，首先應(yīng)觀測沉降是否已穩(wěn)定，如果確認已處穩(wěn)定狀態(tài)，則可根據(jù)裂縫寬度及長度按第1條方法區(qū)別處理；如果沉降尚未穩(wěn)定，在沉降較大部位應(yīng)進行勘察，探明土質(zhì)情況，然后再確定加固處理地基的方案．采用灌漿固結(jié)地基土的方法，或采用補樁設(shè)梁擔托墻體方法，防止繼續(xù)發(fā)生不均勻沉降，對墻體裂縫再按上述方法進行處理。

（3）墻體因受水平推力、不均勻沉降、溫度變化引起伸縮等原因而發(fā)生外閃，墻體產(chǎn)生較大的裂縫或使外縱墑與內(nèi)橫墻拉結(jié)不良時，可用鋼筋或型鋼拉桿予以加固。

（4）墻體開裂比較嚴重，為了增加房屋的整體剛性，則可以在房屋墻體一側(cè)或兩側(cè)增設(shè)鋼筋混凝土圈梁。

3.混凝土裂縫的加固

由降溫及收縮引起，當結(jié)構(gòu)周圍的氣溫及濕度變化時，梁板都要產(chǎn)生變形——溫度變形及收縮變形。板的厚度遠遠小于梁，所以板截面緊隨氣溫變化而變化，水分蒸發(fā)較快，收縮變化較大，但是肋較厚，故其溫度變化滯后于板，特別是在急冷急熱變化時更為明顯。由此產(chǎn)生的板與梁的溫差與收縮差的變形，引起約束應(yīng)力，板內(nèi)呈拉應(yīng)力，梁(肋)內(nèi)呈壓應(yīng)力。出于降溫引起的應(yīng)力狀態(tài)一直到梁板溫度平衡時才消失，而收縮應(yīng)力將長期持續(xù)下去。混凝土裂縫處理方法有：表面修補法及內(nèi)部修補法。表面修補法包括表面涂抹水泥砂漿、表面涂抹環(huán)氧膠泥、環(huán)氧粘貼玻璃布、表面鑿槽嵌補。內(nèi)部修補法是用壓漿泵將膠結(jié)料壓入裂縫中，由于其凝結(jié)、硬化而起到補縫作用，以恢復(fù)結(jié)構(gòu)的整體性。這種方法適用于對結(jié)構(gòu)整體性有影響，或有防水、防滲要求的裂縫修補。常用的灌漿材料有水泥和化學材料，可按裂縫的性質(zhì)、寬度、施工條件等具體情況選用。一般對寬度大于0.5mm的裂縫，可采用水泥灌漿，對寬度小于0.5mm的裂縫，或較大的溫度收縮裂縫，宜采用化學灌漿。鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的加固，應(yīng)在結(jié)構(gòu)評定的基礎(chǔ)上進行，加固的目的有結(jié)構(gòu)強度加固、穩(wěn)定性加固、剛度加固、抗裂性能加固四種。這四種加固之間既有聯(lián)系又有區(qū)別，最常遇到的是結(jié)構(gòu)強度加固（即結(jié)構(gòu)補強）。結(jié)構(gòu)加固可分為不改變結(jié)構(gòu)受力圖形和改變結(jié)構(gòu)受力圖形的兩種方法，亦可分為非預(yù)應(yīng)力加固和預(yù)應(yīng)力加固兩類。對結(jié)構(gòu)或構(gòu)件存在的強度、剛度、裂縫、穩(wěn)定、沉降、使用等方面的問題，要區(qū)分局部性還是全局性的，關(guān)鍵部位還是次要部位的，在分析了問題產(chǎn)生的主要原因后，分別根據(jù)處理的原則和界限，視工程具體情況和條件，有針對性地采取適當加固方法。

作者：張志剛單位：合景泰富地產(chǎn)控股有限公司