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1.砖混结构地基不均匀沉降裂缝的类型
1.1八字形裂缝
建筑物中部沉降过大,则在房屋两端附近由下往上形成正八字缝;当两端沉降过大,则形成两端由下往上的倒八字缝。这种裂缝对称的发生在纵墙的两端,在端部门窗对角产生约45度角裂缝,裂缝较高一端对应沉降较大处,上部裂缝窄,下部裂缝宽。
1.2斜裂缝
墙体某一端下沉过大时形成斜裂缝,裂缝较高一端对应沉降较大处;在沉降变化剧烈处附近产生的斜裂缝一般都出现在纵墙上,通过门窗洞口处裂缝较宽;严重时横墙上也可能出现。
1.3墙体竖缝
底层中部窗台处竖缝;窗台下角竖缝;当外纵墙凹凸的交接处竖缝;纵墙顶部竖缝向下延伸,严重时可贯穿房屋全高;这种裂缝一般是上宽下窄。
1.4墙体水平裂缝
一般在窗间墙的上下对角处成对出现,沉降大的一边裂缝在下,沉降小的一边在上;有的出现在窗台下角,靠窗口一端裂缝较宽;地基浸水造成附近墙体的通长水平裂缝,上下墙体错位。
2.砖混结构地基不均匀沉降裂缝成因
2.1影响地基不均匀沉降的原因
(1)地基软弱不均或地基处理不当;(2)基础设计不合理,底面积过小或刚度不足;(3)建筑平面复杂,转折处地基附加应力重叠;(4)房屋长高比过大;建筑高低或荷载差异较大;墙体被大洞口削弱;(5)地基含水量变化:地下水位升降;上下水管道渗漏或雨水下渗;湿陷性黄土地基浸水湿陷;冻土冻涨;(6)改变房屋用途增大荷载,地面堆载过大;(7)新建房屋距离原有房屋太近,基坑不支护。(8)地震造成地基震陷或砂土液化。
2.2地基不均匀裂缝成因
(1)八字形及斜裂缝:地基受到上部传递的压力,中部压力相互影响高于边缘处相互影响,以及边缘处非受载区地基对受载区下沉有剪切阻力等共同作用的结果,使得地基反力在边缘区较高。这种作用使建筑物形成中部沉降大、端部沉降小的凹形弯曲,产生正弯矩。结构中下部受拉,端部受剪,墙体由于弯剪主拉应力破裂,裂缝呈正八字形。当中部地基坚硬而端部软弱或由于荷载相差悬殊,建筑物端部沉降大于中部时,沉降分布曲线将成凸形,形成负弯矩,主拉应力引起倒八字裂缝或斜裂缝,其裂缝高的一端指向沉降大的一端。当未留设沉降缝时,在高低交接部位层数低的部分产生裂缝,并向上朝着层数高的荷载重的部分倾斜。(2)竖向裂缝:在已有建筑物附近新建建筑物或当纵横墙交点处沉降过大时,则在窗台下角形成上宽下窄的竖缝;外纵墙凹凸时由于一侧的不均匀沉降,导致在此处产生水平推力而组成力偶,造成交接处竖缝;荷载悬殊时在纵墙顶部中央出现竖缝;当底层窗台过宽时荷载由窗间墙集中传递,致使窗下墙在地基反力作用下产生反向弯曲引起窗台中部的竖向裂缝; (3)由于地基局部塌陷时墙体中上部受压并形成“拱”,中下部开裂区的墙体自重作用造成垂直方向拉应力形成水平裂缝,越靠近地基和门窗孔越严重,在黄土地基浸水地面塌陷时一层墙体水平通缝严重。
3.砖混结构地基不均匀沉降裂缝的诊治
3.1诊治原则
应由经验丰富的设计、施工、监理人员共同展开现场调查,进行资料分析,会议讨论,统一认识,划清责任后及时处理。应查明砌体结构裂缝的原因,观测裂缝的变化规律,鉴别裂缝的性质,判断要有根有据,以理服人,忌随意现场乱下结论。要明确裂缝的处理目的,选择裂缝的处理方法和处理时机,从消除裂缝因素着手,防止治理后再次开裂。
3.2诊断方法
(1)资料调阅:设计施工图、设计变更和施工资料、监理资料是否相符;检查施工图有无防裂设计内容和其它易导致产生地基不均匀沉降裂缝的设计缺陷;再检查是否按图施工,材料是否满足设计要求,施工质量及工艺是否满足验收规范要求。(2)工程现场调查:工程实体是否和设计图纸、施工资料以及监理资料相符;工程质量较差时对墙体进行强度检测;地基有无浸水现象;地基是否均匀,地基处理方法是否得当;施工时有无堆载;建筑的使用条件是否发生变化;调查裂缝开裂时间及发展变化;对建筑裂缝绘图或拍照进行记录。(3)裂缝的鉴定。
3.3裂缝的治理
治理的原则是根据裂缝发展的速度、部位、程度决定是表面处理还是加固处理。可在裂缝处嵌抹石膏饼观察一段时间,若其形态完整无损,说明裂缝稳定,可采取治理措施,若裂缝长期发展,则应先加固地基基础再进行裂缝治理。墙体裂缝的治理方法有水泥砂浆或树脂砂浆填缝密闭法;表面覆盖法;砖墙加筋锚固法;水泥重力或压力灌浆;局部拆除重砌;裂缝较宽数量较多时采用钢筋水泥夹板墙处理。
4.地基不均匀沉降裂缝的预防措施
4.1设计预防措施
设计单位和施工图审查单位应有关于砖混结构防裂设计的主要技术措施;设计人员应主动运用结构概念设计进行防裂设计。具体内容有(1)先勘察后设计;选择合理的地基处理方法;(2)建筑物的体型力求简单;(3)在建筑物平面转折处、建筑高度荷载突变处、地基土软硬交界处设置沉降缝; (4)减轻结构自重;(5)增强建筑物的刚度和强度:长高比不宜大于2.5;设置封闭圈梁和构造柱,增强顶层和底层圈梁;合理布置纵横墙、采用刚度大的基础形式;底层门窗、地沟洞口周边设置钢筋砼边框;基础部位设基础梁;窗台墙下部砌体内配置适量钢筋。(6)沉降变形验算应符合规范并提出沉降观测要求;(7)新老建筑物基坑进行支护设计。
4.2施工预防措施
施工单位应严格按图施工,合理安排施工顺序。一般应先建荷载较重的高层,后建较轻的低层;先建深基础,后建浅基础。无基坑支护设计时严禁盲目开挖,基槽清理一定要到位;钻孔混凝土搅拌桩在打桩钻孔时清孔要彻底;遇到地基不均匀或地基土含水量大、地下探查出坑道、坟墓、窑洞、古井或地基沉降观测异常时必须通知设计单位处理。严禁堆载过大,做好施工期间防水工作,施工完毕及时清理埋设的临时管线。
4.3监理预防措施
监理单位应有关于防止或减轻墙体开裂的主要监理措施,确保设计、施工技术措施落到实处。把好材料和技术关,对施工中不符合要求的严令整改;监理单位也应对项目监理部人员加强管理和监督,禁止监理人员向施工单位推销建材,承揽分包工程,接受施工单位的好处。避免监理流于形式,发现问题及时和业主、设计、施工单位沟通,主动解决问题。
5.结语
工程建设各方均应认识到砖混结构的地基不均匀沉降裂缝虽不可避免,但只要各方均采取必要的预防措施并付诸实施,裂缝的有害程度就可以得到有效控制。房屋竣工后,使用单位不应随意改变房屋的使用功能,增大使用荷载,应防止地表水、管道漏水渗入地基。只要正常使用,定期维护,就可以防至和减轻地基的不均匀沉降裂缝产生。
关键字:水利工程施工土坝软土地基处理措施
中图分类号:TV 文献标识码:A 文章编号:
社会经济技术的发展与进步,为水利工程建设提供了可靠的相关资源与技术支持,为水利工程施工创造了更为有利的条件,大大促进了水利事业的发展与壮大。随着技术理论的不断成熟,水利工程中由于地质环境等客观原因带来的问题都能得到有效解决,本文就是通过工况实例对严重影响到水利工程质量的软基段土坝基础处理进行探讨。
1、土坝软土地基概要
该土坝为均质软基段土坝,坝高最大为18 米而坝顶高程为34.8 米。从软基段的区域空间来讲,其地质结构极不均匀,且一层软粘土与局部夹腐植层并极软的呈浅灰之灰黑不等的淤泥质粘土夹于坝头右侧400 米左右的基础中,而且淤泥质粘土土样容易出现变形与干裂收缩,属软塑至流塑状,厚度主要集中在1.7米至 4.3 米之间,局部达7米左右,埋深4米到9 米不等。根据室内土工实验可知,淤泥与淤泥质粘土含有较多的粘粉粒、天然水,干容重小而孔隙比大,有微至极微的渗透性、高塑性与压缩性、高灵敏度、低强度,且固结系数较小。
2、土坝软土地基的基础处理
2.1基础处理设计方案
淤泥质粘土在右岸软基段埋藏较深且范围较广,若要全部挖除,会加大工程量并延长工期,需要对该部分重点处理。根据具体情况分析,宜选用砂井排水固结法与表层淤泥清除方案,由软土特性、施工能力等考虑砂井设计。砂井以正方形、排井距2.16m×2.5m布置共为8000个左右,直径42厘米而井深10至12米。将50厘米的砂垫层铺于砂井顶部与各砂井形成排水系统,为加速坝基排水固结并确保施工期间坝体稳定性,在土坝上下游侧布置约4米高的压载平台,而沿坝轴线布置5个沉降观测杆并在上下游坝脚处设位移观测边桩,便于监测施工期间对坝基变形状况的监测,中心沉降量控制在每天15毫米内,而观测边桩水平位移控制在每天4毫米内。
根据设计方案进行的处理结果表明,砂井排水固结法对于软基处理有明显成效,而软土性状也得以改善,只是软土仍属流塑状,要完全固结耗时较长。
2.2右岸软基土坝固结沉降计算
在强分化顶板为界而其下部土层为不可压缩并忽略侧向变形影响的情况下,可采用单向压缩分层总和法来计算右岸软基土坝坝基固结沉降:设i土层厚度为Hi,i土层初始孔隙比为eoi,i土层压缩指数为Cei,Po为初始竖向压力而P为附加压力增值,则坝基总固结沉降Se可通过以下计算公式计算出来:
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由计算结果可知,地基固结引起的坝轴线基底沉降最大约为l.3-l.4m。而分析计算过程标明,完成软基段土坝填土后还需较长时间,地基沉降才能基本趋于稳定。并且,实测沉降杆沉降数值与计算结果一致则说明计算参数基本符合所取土特性。而且,填土过程影响坝基沉降,而沉降曲线随荷载加载完成逐渐趋缓,趋缓时间受地基土固结性状影响。
3、施工中出现裂缝的原因及处理方法
3.1裂缝状况
施工期间,由沉降与位移观测显示,坝基变形在填筑右岸软基主土坝坝体至高程27.6m时仍未趋缓,且个别边桩异常。4个月左右后,软基段坝顶出现裂缝,缝长约9-l0.7m而宽约3-9mm,裂缝为断续宽、细缝相接形态,连续成一条整体横缝,两侧无错台现象。
3.2开裂原因分析
在施工过程中发现裂缝后,对裂缝做了软基性状钻探取样检测试验以及通过电测探法进行的裂缝走向与深度等的定性分析,结合钻探取样试验结果及对坝基沉降、沉降差与坝体稳定性的分析计算可判断裂缝成因。
(1)钻探取样检测实验。砂井排水固结法对于软基处理有显著成效,但软土仍属流塑状。由地基土层结构、软土物理力学性能及软土层空间分布等可看出,软硬地基变形差会随不适当的坝体填筑速率而引起不均匀沉陷,若土体抗拉强度不能抵抗不均匀沉陷,则会引发坝体开裂。而不均匀的土坝填筑料、坝料土粘粒含量过低以及附近清淤区地形微变化等都会导致裂缝的产生。
(2)电测探法检测实验。通过三极电测深剖面法对裂缝走向及深度的检测查核可知:砂井处理后的地基软土含水量减少,裂缝深度只到坝基底,而裂缝多在坝基软硬土悬殊部位,即是说,坝体开裂主要是因为软硬土体的不均匀沉降。
(3)坝基沉降计算。根据实测资料与坝基沉降计算结果可知:相邻两断面间距为20米而最大沉降差为0.22米,不均匀沉降斜率为0.0ll,而坝体允许沉降斜率为0.0084,小于不均匀沉降斜率,所以坝体抗拉强度不足以抵抗不均匀沉降所产生的拉应力。
(4)根据计算结果可知,坝体抗滑稳定不是裂缝成因。若在施工现状上加高坝体,l.l的完建期下游坡稳定安全系数不符合大于l.2的规范要求,必须采取措施维护下游坝坡稳定并加速地基固结。
3.3处理措施与方法
由开裂原因分析可知,坝体开裂的主要原因为过大的软基段不均匀沉降。考虑到防渗可靠性、蓄水要求与施工安排等,处理裂缝应先开始防渗墙施工再进行填土,等坝基沉降趋于稳定,然后对以灌浆填充裂缝。坝体开裂对当前没有很大威胁,但由于施工期间坝基软土固结状况而为下游边坡稳定埋下安全隐患,对此可以调整下游压载平台。通过计算可知,下游坝坡稳定安全系数在原压载平台上加宽、高20m×2m 的平台后即可满足规范要求。
结语
总之,对于土坝软土地基的处理是为水利工程的安全稳定提供有力保障,要不断促进水利事业健康发展,就必须注重对土坝软土地基的必要处理,尤其是在现代化先进技术设备与成熟理论的支撑下,优化软土地基处理措施与方法,尽可能消除施工中可能存在的问题和隐患是水利工程施工需要重视的一点。
参考文献
[1]周宏益.软土地基处理及其应用[J].山西建筑,2006(20).
[2]席伟伟,康永强.软土地基处理方法及应用[J].建材发展导向,2010(3).
【关键词】裂缝;沉降裂缝;胀缩裂缝。
任何类型的房屋建筑工程,如果在砌体结构内出现了裂缝,就标志着该建筑物某部位产生的内应力已超过它所能承担的极限强度,其建筑物的强度、刚度、稳定性和整体性必将受到不同程度的削弱破坏。轻者影响其美观和使用,重者造成建筑物的倾覆或倒塌事故。本文分析砌体中出现沉降裂缝与温差裂缝的原因,并提出预防和治理方法。
一、裂缝产生的原因
1、由地基基础不均匀沉降引起的沉降裂缝
地基础的不均匀沉降,使砌体内产生的附加应力超过极限强度时,在砌体薄弱处产生沉降裂缝。主要原因:地基处理不好;地下水位升降影响地基承载力;上、下水道漏水引起地基湿陷;基础材质不符合要求;基础埋置深度不当;未考虑相邻基础附加应力叠加影响;地表水渗入地基以及基础长期暴露;任意改变建筑物使用用途。
2、由温差引起的胀缩裂缝。
砖混结构房屋,因砖砌体的线膨胀系数仅为混凝土的一半,再加上不利的温差、干缩而使砌体与混凝土构件之间的差异增大,导致砖混结构体出现较多的温度和干缩裂缝。
二、裂缝预防
1、建筑设计、结构构造方面
(1)建筑平面选型在满足使用要求的前提下应力求简单。“工”、“L、”“山”字形等平面形状复杂的建筑物,在其纵横单元相交处基础密集,地基应力重叠,在软弱地基上容易出现较大的不均匀的沉降,从而导致上部结构开裂。此外,平面形状复杂的建筑物,容易产生扭曲等附加应力而造成砖墙裂缝。
(2)合理布置纵横墙。砖墙承重结构在地基沉降时产生裂缝,主要是由于建筑物的挠曲过大。纵墙和横墙是承受扭曲力的主要构件,它具有调整地基不均匀变形的能力,其布置合理与否,直接影响建筑物的刚度和整体性。纵墙应尽量避免转折。横墙间距越小,建筑物的整体刚度越大。《建筑抗震设计规范》GB50011-2010规定;抗震设防为6度地区,抗震横墙最大间距为15m。
(3)控制建筑物的长高比。长高比越小,整体刚度越大,调整不均匀沉降的能力越强。有人曾经对数十幢建筑在软土地基上的房屋进行调查后发现,长高比小于2.5或最大沉降量小于12cm的等高建筑物均未出现裂缝;长高比大于3.0、最大沉降量大于12cm的建筑物极易出现裂缝;长高比在2.5-3.0之间,多数建筑不出现缝,是否开裂决定于圈梁的设置、构造柱设置、纵横墙的布置等因素。
(4)合理地调整各部分承重结构的受力情况,使荷载分布均匀,尽量防止受力过于集中。高差不同的单元,应采用不同的结构形式,以减轻高单元的重量,从而使基础荷载尽量接近,或设置沉降缝将基础断开。
(5)减少地基不均匀沉降。除了前述措施外,在基础设计中还可以采取调整基础的埋置深度,对计算强度不同的地基采用不同的垫层厚度等方法,减少地基不均匀变形。
(6)适当加强基础的刚度和强度。上部结构的刚度与强度应与基础的刚度与强度相适应。只有增强结构的整体刚度,才能防止结构开裂。
(7)合理设置圈梁。在墙体内设置圈梁,可以增加建筑物的整体性,提高砌体的抗剪、抗拉强度,防止或减少裂缝的出现。即使出现了裂缝,也能阻止其进一步发展。
(8)合现布置构造柱。构造柱应和圈梁连在一起,使结构上下、水平贯通、连成整体,增加其整体刚度,防止因局部不均匀沉降而造成的局部破坏。
(9)正确设置沉降缝。沉降缝位置和缝宽的应选定合适、构造合理。
(10)限制伸缩间距。对体形复杂、地基不均匀沉降值大的建筑物更应严控。
(11)对于地质条件不好的建筑物,尤其是在一座建筑物中有2种以上持力层的,应设置地梁。
(12)在建筑构造和结构方案选择时,应采取适当措施,防止间距较小的邻近建筑物的相互影响。
(13)部分窗台砌体应加强。对宽大的窗台下部宜设置钢筋混凝土梁,以适应窗台的变形,防止窗台处产生竖直裂缝;多层房屋的底层窗台可采取通长配筋,以防止产生裂缝;顶层两端各两个开间的内外纵墙窗台一皮砖下加3A8水平钢筋等。
(14)当采用混凝土屋盖时,应设保温层或隔热层。
2、施工方面
(1)加强地基的检查与验收工作。对较复杂的地基,在基坑开挖后应进行普遍探查。当探出软弱部位时,必须待加固处理后,方可进行基础施工。
(2)开挖淤泥及淤泥质土的基槽时,要注意不扰动其原状结构。如槽底土已被扰动,一般先铺一层中、粗砂,然后再铺碎砖、片石、块石等进行处理,有时还要视扰动程度重新挖去部分土,或适当降低原设计采用的地基承载力。
(3)合理安排施工顺序。如基础施工中,当相邻建筑物间距较近时,一般应先施工较深的基础,防止基坑开挖破坏已建基础的地基。当建筑物各部分荷载相差较大时,为减少其不均匀沉降,一般应先施工重、高部分,后施工较轻、低部分。
(4)砖及砂浆强度应达到设计要求。分析大量的砖砌体裂缝实例可以看到,大多数裂缝都出现在砂浆层中,因此尤应防止砂浆强度不足。为保证砂浆强度,要十分重视砌筑砂浆中的原材料使用、配合比计量和拌和等常见问题的纠正;禁止使用已开始凝结的砂浆砌筑。
(5)保证砌筑质量。砌筑时组砌方法要合理,砂浆要饱满,干砖不上墙,碎砖不集中使用,禁止违章接槎。
(6)合理组织施工进度,以减少温差,防止裂缝。例如,某地区的最高温度39.5℃,此时混凝土屋顶表面温度达到57℃,考虑了炉渣保温层的隔热作用后,屋顶板内表面最高计算温度可达46℃,而该地区的最低气温为-9.5℃,这样大的温差难免引起砖墙裂缝。如能选择合适的季节控制混凝土的施工温度,或在施工中采取适当的保温或降温措施,就可大幅度地缩小温差,防止温度裂缝。
三、裂缝的治理方法
1、对不影响结构安全使用且数年后不再发展的裂缝,用砂浆嵌缝法或块体嵌补法处理。
2、对不影响承载力的表面裂缝及深进裂缝,可采用表面涂抹水泥砂浆或表面涂抹环氧胶泥或用环氧粘贴玻璃布的方法治理。
3、对整体性、承载能力有较大影响的深度缝及贯穿性裂缝,采用设钢筋混凝土围套,加钢套箍,设预应力拉杆的办法治理。
4、对因墙体原材料强度不足而发生的裂缝,可在墙体敷贴钢筋网片,并配置穿墙拉筋加以固定,灌细石混凝土或分层抹M10砂浆,或满喷混凝土。
5、对随温度变化而张闭的裂缝,宜采用密封法修补。
6、 裂缝左右的砌体错位超过30mm时,墙面应配置A4@100-A6@200的钢筋网,用钢夹板或钢筋固定于墙面,再喷射50mm厚C20混凝土。
7、抽砖修补的部位应将四周碎砖及松散砂浆清除干净,对未抽砖部位的裂缝作灌浆处理。凡更换新砌体的砖不小于MU7.5、砂浆不小于M5;镶砖块混凝土的强度等级不小于C15,砂浆不小于M10。
8、对单一的短裂缝、结构内部缺陷及其裂缝,均可采用压浆和灌浆的方法进行处理。
参考文献:
[1] 砌体结构设计规范 GB50003-2011
[2] 建筑抗震设计规范 GB50011-2010
[3] 砌体结构工程施工质量验收规范 GB50203-2011
[4] 建筑地基基础设计规范 GB50007-2011
[5] 建筑地基处理技术规范 JGJ79-2002
关键词:框架结构;不均匀沉降;对策
1地基基础不均匀沉降对框架结构房屋的危害
由于地基基础不均匀沉降产生的工程质量事故,轻则影响建筑物的美观,破坏室内外装修,造成房屋使用者心理上的不安,重则造成墙体渗水和灌风,影响建筑物的使用功能,更严重的会引起墙倒屋塌,出现伤人事故和财产损失。因此有必要对这些事故原因进行深入的分析从而提出科学可行的防止和治理措施。
2原因分析
2.1建筑结构倾斜的原因
造成框架结构房屋倾斜的原因是多方面的,主要有:基础埋置深度不够,或重心不稳导致建筑物整体稳定性的削弱;地基承载力不够,在建筑垂直荷载下发生不均匀沉降或局部沉降,使得建筑物随之沉降而倾斜;地下桩或基础发生破坏而建筑物发生倾斜;上部结构受力不均产生扭矩。从出现扭转倾斜;上部结构局部构件破坏导致倾斜,施工中构件定位偏移形成累计偏差导致重心偏移而发生倾斜;地基土质差或地下水位高等原因造成基底土蠕动而导致建筑倾斜等。
2.2钢筋混凝土框架梁开裂的原因
地基下沉对上部结构的影响过程是一个复杂的应力重新调整的过程。不仅与地基的不均匀程度有关,而且与基础和上部结构的刚度关系密切。根据对一些算例进行分析,结果表明,地基下沉一般可影响到上部5至6层框架结构的应力状态,甚至可能出现正负应力反号现象,导致梁、柱出现严重的裂缝。其影响顺序是从基础逐步向上反应,影响程度逐渐衰减。当箱形基础或底层结构有较大的刚度时,对上层框架的影响显著减小,可以自动调整地基反力,逐步趋近均匀沉降。沉降引起斜裂缝一般情况下是比较难察觉的,它与热胀冷缩温度裂缝、受弯垂直裂缝不同,形态变化多端,通常根据梁受力特点,裂缝数量、走向、宽度、深度以及裂缝发生部位,来进行综合分析研究,综合大量的己发现沉降引起斜裂逢,其主要有下列几个方面的主要特征:
裂逢走向,一般裂缝的走向同主拉应力方向垂直,沉降引起斜裂缝也是遵循主拉应力迹线准则。通常情、况下,裂逢往往由沉降小的一边向沉降大的―边倾斜延伸。如梁跨中沉降(挠曲)时,裂缝由梁底开始逐渐向梁面倾斜伸展,指向跨中沉降较大处。
裂缝变化,沉降引起裂缝,使裂缝多样化,表面看来缺乏一定规则,较难解释清楚,裂逢有时从梁面由上而下开展,有时从梁底由下往上开裂,有时也伴随着一些垂直裂缝,甚至梁腹中间也会开裂,同时有的斜裂缝发生在梁的受剪区段也有的发生在梁的弯拉区段。
裂缝数量,当主拉应力超过混凝土抗拉强度时。在梁支座附近或连续梁反弯点区段,容易出现贯通性斜裂缝,这些裂缝数量多少,一般与下列几个因素密切相关:不均匀沉降量多少;荷载大小与震动干扰影响,混凝土徐变大小。
斜裂缝出现时间,根据有关粱斜裂缝试验研究表明,由弯曲效应引起的垂直裂缝,出现时间对应的荷载为(0.14-0.16)Pu(Pu为极限荷载)而斜裂缝开始出现时间对应的荷载为(0.38-0.42)Pu,显然垂直裂缝出现比斜裂缝要早,但是沉降引起斜裂缝,没有经历垂直裂缝阶段,而在荷载较轻情况下,开始就出现斜裂缝,一般难以说得正确时间,只能大致把裂缝出现时间分为三个阶段:一是施工阶段出现裂缝,梁从浇捣混凝土开始,直到裂缝出现时间较短,甚至短少到3-5天发现梁斜裂缝,这种情况往往是混凝土强度低时,受到不均匀沉降与施工与受到施工荷载共同作用,影响比较严重.二是竣工阶段平时人员对梁斜裂缝不太注意,当工程进行粉刷竣工验收时,裂缝就明显暴露出来了。这种情况主要是梁内伤通过混凝土徐变逐渐反映出来了;三是使用阶段。有些框架结构大梁,经过半年多使用时间才出现斜裂缝,这种情况,主要是梁损伤较轻,虽然存在微裂缝,在较长时间沉降、徐变、温度、外荷载联合应力作用,慢慢地反映出来,裂缝趋于明朗化。
3防治措施
3.1地基处理
桩基础,采用爆扩桩、灌注桩'打入桩穿过软弱土层,将基础支撑在坚硬土(石)层上,使建筑物沉降差满足设计要求。这种方法能同时取代或减少地基处理和开挖基坑的土方工程可以节约人力和缩短工期,山区普遍采用此法。要使桩基础达到经济上合理,技术上安全可靠,必须做到精心设计和精心施工,否则,虽采用了桩基础也会发生问题;充分利用上覆土层尽量采用浅基础。当地基上部土层的强度较高并有一定的厚度,其下分别为软弱土后和硬土层时应优先采用浅基础为经济合理;换土。换土有以硬换软或以软换硬两种方式。其目的都是为了获得整个建筑物的均匀沉降。―般来讲在―个建筑场地内,硬地基少,软地基多,宜采用以软换硬的换土法(又叫褥垫);若软地基少硬地基多,宜采用以硬换软的换土法;若软、硬地基各一半,宜采用设置沉降缝与局部换土相结合的方法。
3.2基础加固
地基基础加固中,常采用加宽或加大基础底面积的方法,因其施工简单、所需设备少,常用于面积太小而产生过大沉降或不均匀沉降事故的处理,以及采用直接法加层时对地基础的补偿加固。这种加固方法基础直接加宽、外增独立基础加大两种。基础直接加宽是对挖开原基础两侧的填士后浇筑新基础的方法。这种方法的优点是能使新旧基础很好结合、共同变形。
外增基础:①抬梁法:抬梁法是在原基础两侧挖坑并做新基础,通过钢筋混凝土梁将墙体荷载部分转移到新做基础上的一种加大基底面积的方法。②斜撑法:斜撑法加大基底面积,与上述抬梁法不同之点,是拾梁改为斜撑,新加的独立基础不是位于原基础两侧,而是位于原基础之间。
基础加固:①混凝土围套加固:混凝土围套加固是指在己开裂、破损或因加层而需要提高刚度的基础外面浇筑钢筋混凝土围套的一种基础加固方法。这种方法不仅可使基础底面面积增大,降低原基底的反力,而且可使原基础受到围套的约束,其刚度、抗剪、抗弯和抗冲切的能力得到提高。②加厚加固:这种加固方法是将原基础的肋加高、加宽。减少基础底板的悬臂长度和降低悬臂弯矩,使原基础的刚度及承载力得到提高,尤其适合于旧房加层设计时的基础加固。③灌浆法加固:灌浆法加固是指用压送设备把水泥浆或环氧树脂浆压人原基础的裂缝内或破损处的一种加固方法。
3.3结构修复加固
对钢筋砼结构的加固方法很多,本论文只针对由于沉降而产生的问题进行的加固处理。一般用增大截面法进行加固处理。钢筋混凝土梁修复加固。沉降对钢筋混凝土结构,不仅可能因承受过大弯曲拉应力和主拉应力而产生一段裂缝,有时还可能因突然受挤压、剪切而酥裂,甚至掉块。此时如仅靠“补给”。就很难使结构恢复“元气”。必须根据结构的具体受损情况,用钢筋混凝土对破损部位进行包套,才能达到复原、补强的目的。主要有以下方法:①梁端包套:梁裂缝和破损,一般多集中在主拉应力较大的梁端。然而,对绝大部分超静定结构的横梁来说,近梁端处不仅拉应力大,而且上部弯曲拉应力亦大。因此梁近端上冀缘,加固补强时,不宜打开。欲保证梁上表面不破坏,那么只有采用梁下加腋包套的办法来恢复正截面和斜截面的承载能力。这类构件在加固的承载力计算,只能将新旧混凝土截面视为各自独立工作考虑,其承担的弯矩按新旧混凝土截面刚度进行分析。②梁柱包套:根据许多沉降工程实例表明,剧烈的差异沉降,其破坏往往反映在梁柱交会的点附近。此时最好把梁柱包裹在一起,进行一次加固。包套加固时,首先把被加固的结构表面打毛。每隔500mm左右沿梁两侧钻孔,以直径大于10mm的半开口箍穿下,并与下半开口箍搭焊在一起。③型钢捆扎包裹法:钢材是强度高、塑性韧性都比较好的材料,用它来加固因沉降而破坏的砖石砌体、混凝土或钢筋混凝土构件,由于加固体和被加固体二者特性上的明显差异,捆扎后及易松弛、继续变形,钢材强度也不可能充分发挥。用型钢进行捆扎加固,操作简单、施工速度快。因此尽管存在上述缺点,目前在处理沉降事故中仍广泛采用。由梁柱断面多为方形或长方形,因此用各类型钢加固其裂缝时,只能采用包箍的型式。不论采取什么样的包箍的方法,都必须通过拧紧螺栓对包箍件预加压力,以使它们和梁柱表面充分接触、密贴结合。对于单梁,可直接在梁上比较大的斜裂缝中部位设一道螺栓包箍。预先在梁两侧的楼板上钻孔用U形螺栓自上穿下,固定在梁下表面的通常垫板上,这样可以保持梁顶比较平整。
参考文献
关键词:砌体结构 裂缝分析 裂缝成因 裂缝控制前言
民用建筑自身的砌体结构出现裂缝的现象已经成为了一种普遍的情况,其中既有科技技术暂时无法完美解决的原因,也有建筑施工队伍在施工的过程中没有采取针对性措施的原因,而建筑如果在施工的过程中这两个方面都没有做到,那么必然会使得建筑砌体出现裂缝,这也是当前建筑行业所急需解决的问题,以下就对建筑砌体结构出现裂缝的具体原因以及采取何种控制进行了全面详细的分析。
1. 砌体裂缝产生分析
1.1 正八字裂缝。
这主要是由于建筑在自身在沉降的过程中,其中间部分下沉的数值要超过建筑四周下沉的数值,这样就会使得建筑在沉降的过程中出现了正向弯曲的八字形裂缝。而出现这种类型的八字形裂缝时,期建筑的整体立面因为差异性较大,从而连接成为了一体的房屋,建筑的整体的高度也处在了一个沉降的范围之内,从而出现了出现了突变部位,而这些部位导致了底层建筑自身靠近高层的部分墙体由于倾斜的程度过大,从而使得墙体上产生了裂缝[1]。
1.2 倒八字裂缝。
这种裂缝的主要成因是因为建筑的中部沉降数值要低于建筑周边的沉降数据,这样就使得建筑在沉降的过程中出现了反向弯曲的现象,使得建筑部分墙体呈现出倒八字形的裂缝。这种裂缝在建筑中多数分布在各层的窗口对角处,特别是在靠近窗口处的裂缝宽度都比较大,而向窗口之外的两边延伸的裂缝逐渐变小,其中一部分的裂缝主要是由建筑自身沉降较小的一边开始产生从而整体向建筑上部延伸,倒八字形的裂缝多数都出现在纵向的墙体结构上,其中多数都分布在墙体结构的挠曲数值较大的断面处。
1.3 由于地基的不均匀沉降,产生的竖向裂缝。
由于建筑整体沉降没有规律性所造成的裂缝现象有以下两种。建筑底层的大窗台呈现出竖向的裂缝,这主要是因为窗口下部的墙体沉降数值要超过窗台下部墙体的沉降量,这样就会使得建筑的窗台下部墙体呈现反相弯曲的变形状况,从而出现了开裂;建筑自身的顶部出现了竖向形的裂缝,这种情况主要分布在地基突变的位置,因为建筑整体的一段沉降数值过大,促使墙体顶部受到了超标准的拉力产生雷锋。以上两种情况的裂缝所呈现出来的都是裂缝上部宽,延伸方向逐渐缩小的状况[2]。
1.4 由于温度的热胀冷缩变形,产生的竖向裂缝。因温度导致的热胀冷缩变形,产生的竖 向裂缝。如房屋过长,又末设置伸缩缝,则楼(屋)盖上每隔一定距离就会发生贯通全宽的裂缝,这种裂缝往往使墙体在门窗口边或楼梯问等薄弱部位产生贯通房屋 全高的竖向裂缝。裂缝产生的原因是冬季气温下降后,地下部分的砌体温差变化小,收缩量也小,而外露部分砌体温差变化大,收缩也大,这种不同的收缩在砌体的 相互约束下,就产生了剪、拉应力,因而在断面较弱、应力较集中处就会出现裂缝。
2. 砌体中各类裂缝的鉴别
建筑砌体中的裂缝主要是由超荷载裂缝、沉降裂缝以及温差裂缝这三种类型,但是这三种裂缝的出现所造成的危害和处理方法都有着较大的差异,而怎样将这三种类型的裂缝区分出来显得特别重要,以下结合了众多建筑的实际情况进行了分析,总结出了三种裂缝的具体鉴别方法。
2.1 根据裂缝的位置区别裂缝原因。斜裂缝或水平裂绽出现在房屋的下部时,多数属于沉降裂缝,而出现在房屋顶部附近的斜裂缝和水平裂缝多数是温度裂缝。 沉降裂缝和温度裂缝多数出现在纵搞上。出现在砌体应力较大处的竖向裂缝可能是超载引起的,它可能出现在顶层或底层等各个部位。出现在底层大窗台上的竖向裂 缝多数是沉降裂缝。出现在房屋顶部的坚向裂缝可能是温度裂缝,也可能是沉降裂缝,如何正确鉴别,还应根据下述各条内容来综合确定。
2.2 根据裂缝发展与变化情况区别裂缝原因。沉降裂缝随时间逐渐发展,裂缝宽度和长度随着地基变形的加大而增加,地基变形稳定后裂缝不再发展;温度裂缝形成后,裂缝 的宽度和长度随着气温的变化而变化,但总的趋势是裂缝不会不得地扩屁恶化;超载裂缝如荷载已接近临界值,则裂缝会不断发展,可能导致结构破坏、建筑物倒 塌;如荷载值不大,且不再增加,则有的裂缝短时期不会恶化,但超载裂缝必须立即分析、处理。
3. 砌体裂缝防治及其治理措施
3.1 填充墙裂缝的防治措施
(1)钢筋混凝土梁下填充墙裂缝的防治。将框架梁底面与填充墙顶已填塞的细石混凝土或水泥砂浆填料凿去,用纸筋石灰砂浆或水泥浆珍珠岩(粉状)拌合物填 塞.对已经出现裂缝的填充墙两面,用直径6mm膨胀螺丝打入墙内,固定两侧钢丝网,然后分三层用1:3水泥砂浆抹面,以控制垂直裂缝的开展。在砌筑填充墙 前,根据砌筑要求确定砌筑方法,保证框架梁与填充墙为柔性连接。
(2)沿框架柱边裂缝的处理。沿框架柱边与填充墙垂直方向铺设钢丝网并用直径6mm膨胀螺丝固定后分三层抹1:3水泥砂浆,抹前进行基底处理,浇水湿润,清除缝内浮灰、杂物,然后填嵌水泥砂浆,填平后进行水泥砂浆抹灰。填充墙砌筑 之前,将柱中预埋锚固筋拉直,对框架柱边进行必要的基底清理。在工程竣工后应及时回访,发现此类裂缝应刮去砂浆层,按上述方法进行修补。
3.2 墙体温度裂缝的预防控制措施
对于墙体质量指标要求其不产生温度裂缝。从墙体裂缝调查表明,对于墙体易出现问题有出现在顶层砖砌体在两端间外纵墙窗下角和内纵墙易产生由上而下的斜向 裂缝,主要原因是顶层在夏季高温情况下(即使在做了保温层情况下,问题也得不到良好的改善),受高温影响,梁砼及砖砌体发生热膨胀。因砼受热膨胀影响较 大,从而牵动墙体产生斜向裂缝。
3.3 地基不均匀沉降裂缝的预防控制措施
由于地基不均匀沉降引起的墙体裂缝,属于不稳定裂缝,一般都有发展的趋势。从不稳定到沉降稳定往往持续较长时间,严重者会一直发展下去而使建筑物成为危险房 屋,甚至倒塌。一旦发现建筑有沉降裂缝,要及时进行沉降观测,记录裂缝的数量、缝宽和缝长,分析沉降原因,采取切实有效的控制措施。
4. 结语
建筑的砌体结构出现的多数原因都是技术性问题所导致的,而对砌体造成裂缝的具体情况都是由于建筑的变形荷载超标所导致的,比如说温度、适度、材料、基地等等方面的原因,同时也有建筑在设计上的疏忽、施工工艺、材料等原因,因此,我们在建筑进行建设的过程中必须要加强对砌体结构设计和施工,从能够人力处治的地方入手,提高建筑质量的保障。
参考文献