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建筑施工時的裂縫分析及解決對策

來源:期刊VIP網(wǎng)所屬分類:建筑工程時間:瀏覽:

  為了防止地基不均勻沉降引起墻體開裂,首先應處理好軟土地基和不均勻地基,但在擬定地基加固和處理方案時,又應將地基處理和上部結構處理結合起來考慮使其能共同工作;不能單純從地基處理出發(fā),否則,不僅費用大;而效果亦差。在上部結構處理上有:改變建筑物體型;簡化建筑物平面;合理設沉降縫;加強房屋整體剛度 (如增加橫墻、增設圈梁、采用筏式基礎、箱形基礎等);采用輕型結構、柔性結構等。

  施工項目質(zhì)量問題的分析,是正確擬定質(zhì)量事故處理方案的前提,是明確質(zhì)量事故責任的依據(jù)。為此,要求對質(zhì)量問題的分析力求全面、準確、客觀;對事故的性質(zhì)、危害、原因、責任都不能遺漏。要有科學的論證和判斷;言之有理:論之有據(jù),方能達到統(tǒng)一認識的目的。

  一、墻體裂縫分析

  在混合結構中墻體裂縫是常見的質(zhì)量問題,引起裂縫的原因有地基不均勻沉降、溫度應力、地震力、膨脹力、凍脹力、荷載和施工質(zhì)量等。現(xiàn)就地基不均勻沉降和溫度應力引起墻體裂縫特征分析如下:

  (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基礎傳給地基,而地基在荷載作用下,其應力是隨深度而擴散,深度大,擴散愈大,應力愈小;在同一深處,也總是中間最大,向兩端逐漸減小。也正是由于土壤這種應力的擴散作用,即使地基地層非常均勻,房屋地基應力分布仍然是不均勻的,從而使房屋地基產(chǎn)生不均勻沉降,即房屋中部沉降多,兩端沉降少,形成微向下凹的盆狀曲面的沉降分布。在地質(zhì)較好、較均勻,且房屋的長高比不大的情況下,房屋地基不均勻沉降的差值是比較小的,一般對房屋的安全使用不會產(chǎn)生多大的影響。但當房屋修建在淤泥土質(zhì)或軟塑狀態(tài)的粘性土上時,由于土的強度低、壓縮性大,房屋的絕對沉降量和相對不均勻沉降量都可能比較大。如果房屋設計的長高比較大,整體剛度差,而對地基又末進行加固處理,那么墻體就可能出現(xiàn)嚴重的裂縫。裂縫對稱的發(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,必然是地基附加應力作用使地基產(chǎn)生不均勻沉降而形成的。

  當房屋地基土層分布不均勻,土質(zhì)差別較大時,則往往在不同土層的交接處或同一土層厚薄不一處出現(xiàn)較明顯的不均勻沉降,造成墻體開裂,其裂縫上大下小,向土質(zhì)較軟或土層較厚的方向傾斜。

  在房屋高差較大或荷載差異較大的情況下,當未留設沉降縫時,也容易在高低和較重的交接部位產(chǎn)生較大的不均勻沉降裂縫。此時,裂縫位于層數(shù)低的荷載輕的部分,并向上朝著層數(shù)高的荷載重的部分傾斜。

  當房屋兩端土質(zhì)壓縮性大,中部小時,沉降分布曲線將成凸形,此時,往往除了在縱墻兩端出現(xiàn)向外傾斜裂縫外,也常在縱墻頂部出現(xiàn)豎向裂縫。

  在多層房屋中,當?shù)讓哟芭_過寬時,也往往容易因荷載由窗間墻集中傳遞,使地基不均勻沉降,致使窗臺在地基反力作用下產(chǎn)生反向彎曲,引起窗臺中部的豎向裂縫。

  此外,新建房屋的基礎若位于原有房屋基礎下,則要求新、舊基礎底面的高差H與凈距L的比值應小于0.5~1.否則,由于新建房屋的荷載作用使地基沉降而引起原有房屋、墻體裂縫。同理,在施工相鄰的高層和低層房屋時,亦應本著先高、重,后低、輕的原則組織施工;否則,若先施工了低層房屋后再施工高層房屋,則也會造成低層房屋墻體的開裂。

  從以上分析可知,裂縫的分布與墻體的長高比有密切關系,長高比大的房屋因剛度差,抵抗變形能力差,故容易出現(xiàn)裂縫;因縱墻的長高比大于橫墻的長高比,所以大部分裂縫發(fā)生在縱墻上。裂縫的分布與地基沉降分布曲線密切有關,當沉降分布曲線為凹形時,裂縫較多的發(fā)生在房屋下部,裂縫寬度下大上小;當沉降分布曲線為凸形,裂縫較多的發(fā)生在房屋的上部,裂縫寬度上大下小。裂縫分布與墻體的受力特點密切有關,在門窗洞口處,平面轉(zhuǎn)折處、層高變化處,由于應力集中,往往也就容易出現(xiàn)裂縫;又因墻體是受剪切破壞,其主拉應力為45.所以裂縫也成45傾斜。

  二、懸挑結構坍塌分析

  懸挑結構坍塌實例較多,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

  懸挑結構是靠壓重或外加拉力來保持穩(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,必然失穩(wěn),傾覆坍塌。如雨蓬、挑梁,當梁上壓重(砌磚的高度)不能滿足穩(wěn)定要求時,就拆除支撐、模板,即會產(chǎn)生坍塌事故。

  2.模板支撐方案不當

  懸挑結構根部受力最大,當混凝土澆筑后,尚未達到足夠強度時,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;若懸挑結構為變截面時,施工時將模板做成等截面外形,而造成根部斷面減小,拆模后也會造成斷塌事故。

  3.鋼筋錯位、變形

  懸挑結構根部負彎矩最大,主筋應配在梁板的上部。若施工時將鋼筋放在下部,或被踩踏向下變形過大,或錨固長度不夠等原因,拆模后,均會導致根部斷塌。

  4.施工超載

  懸挑結構的固端彎矩與作用荷載成正比,如施工荷載超過設計荷載,當模板下沉時就在根部出現(xiàn)裂縫;尤其是當由根部向外澆筑混凝土時,隨著荷載增加;模板變形,也極容易在根部產(chǎn)生裂縫,導致拆模后斷裂。

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