常见建筑裂缝分析
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【摘要】在建筑物中经常出现各式各样的裂缝，给建筑物的美观和实用安全性能上带来一定的影响。纵观各种裂缝的特征，从裂缝产生实质入手，采取科学的判断，妥善分析解决各种裂缝的成因，同时积极采取有效防御措施，将此带来的影响降至最低。本人结合自身近年来施工经验，总结一些施工过程中常见的裂缝，达到抛砖引玉的目的，欢迎广大业界同行拍砖。
【关键词】裂缝；沉降；混凝土
1.砌体常见裂缝
1.1温度变形
一般材料均有热胀冷缩性质，房屋结构由于温度变化引起热胀冷缩变形。结构受到约束而不能自由变形时，则将在结构中产生附加应力或称温度应力，引起结构的伸缩值，使房屋结构开裂破坏。在相同温差下，钢筋混凝土结构的伸长值要比砖砌体大一倍左右。温差裂缝位置往往出现在房屋顶部附近，以两端为最常见，在纵墙和横墙上都可能出现。温度裂缝较常见的是八字形斜裂缝，其形状有一端宽，另一端细和中间宽两端细两种。产生机理：屋盖的伸长对墙体产生附加水平推力，使墙体受到屋盖的推力而产生剪应力，剪应力和拉应力又引起主拉应力，当主拉应力超过其材料抗拉强度时，将在墙体上产生八字形裂缝。由于剪应力的分布大体是中间为零，两端最大，因此这种裂缝多发生在顶层的墙体两端。一般占二、三个开间。其次是水平裂缝和包角裂缝，这种裂缝多数呈断续状，中间宽两端细，接近水平状较多，裂缝一般是连续的，缝宽变化不大。有时，外纵墙的水平裂缝也会出现在顶层的窗台水平处。包角裂缝也是水平裂缝的一种，是外横墙和纵墙的水平裂缝连接起来形成的。产生机理：由于屋面伸长或缩短引起的向外或向内推拉力而产生的。再次是女儿墙根部和竖向裂缝，这种裂缝多因纵向收缩产生，缝宽变化不大。产生机理：受到屋面伸长或缩短引起的向外或向内的推、拉力，使女儿墙根部的砌体外倾现象，形成水平裂缝。由于钢筋混凝土屋面的收缩，使女儿墙处于偏心受压状态，从而造成女儿墙上部沿竖向开裂。此外，在楼梯间两侧或有错层处的墙体易产生局部的竖向裂缝，这是由于楼面收缩产生较大的拉力所致。
纵观上述分析，影响房屋出现裂缝的原因很多而且复杂。建筑物的温度变形往往与建筑物的横向变形有关，与建筑物的竖向变形无关。为了减少温度应力的影响，可采取合理地设伸缩缝；避免楼面错层和伸缩缝错位；加强屋面保温、隔热；用油毡夹滑石粉或铁皮将屋面板和墙体隔离，并在女儿墙根部留一定空隙，使其能自由伸缩且有伸缩余地；采用蓄水屋面域种植屋面；女儿墙设构造柱；加强结构的薄弱环节，提高砌体抗拉强度(如空斗改实砌，加筋砌体，加设构造柱等)，提高抹灰的抗裂能力等技术措施。
1.2地基不均匀沉降
地基在房屋荷载作用下，其应力随深度而扩散，深度大，扩散愈大，应力愈小；在同一深处，也总是中间最大，向两端逐渐减小。由于土壤对应力的扩散作用，地基产生不均匀沉降，即房屋中部沉降多，两端沉降少，形成微向下凹的盆状曲面的沉降分布，并且绝对沉降量和相对不均匀沉降量大。沉降裂缝较常见的是斜裂缝，多数对称出现在房屋下部，少数可发展到2-3层，且房屋的上部裂缝小，下部裂缝大；对等高的长条形房屋，裂缝大多出现在纵墙的两端附近；其他形状的房屋，裂缝都出现在沉降变化剧烈处附近；一般都出现在纵墙上，横墙上较少见；当长条形的建筑物中部沉降过大，则在房屋两端由下往上形成正“八”字缝，且首先在窗对角突破；反之，两端沉降过大，则形成的两端由下往上的倒“八”字缝，也首先在窗对角突破，还可在底层中部窗台处突破形成由上至下竖缝；当某一端下沉过大时，则在某端形成沉降端高的斜裂缝；其次是竖向裂缝，当纵横墙交点处沉降过大时，不论是房屋上部，或窗台下，或贯穿房屋全高的裂缝，其形状一般是上宽下细；水平裂缝较少见，有的出现在窗台下角，靠窗口一端裂缝较宽；当外纵墙凹凸设计时，由于一侧的不均匀沉降，在此处产生水平推力而组成力偶，从而导致此交接处的竖缝。因此，规范要求新建房屋的基础若位于原有房屋基础下时，新、旧基础底面的高差H与净距L的比值应小于0.5-1。在施工相邻的高层和低层房屋时，亦应本着先高、重，后低、轻的原则组织施工，避免新建房屋的荷载作用使地基沉降而引起原有房屋、墙体裂缝。
从以上分析可知，裂缝的出现与建筑物的长高比有密切关系。往往长而不高，且地基变形量大；房屋刚度差；房屋高度或荷载差异大，又不设沉降缝；地基浸水或软土地基中地下水位降低的建筑物容易出现裂缝。因纵墙的长高比大于横墙的长高比，所以大部分裂缝发生在纵墙上。裂缝的分布与地基沉降分布曲线密切有关，当沉降分布曲线为凹形时，裂缝较多的发生在房屋下部，裂缝宽度下大上小；当沉降分布曲线为凸形，裂缝较多的发生在房屋的上部，裂缝宽度上大下小。裂缝分布还与墙体的受力特点密切有关，在门窗洞口处，平面转折处、层高变化处，由于应力集中，往往也就容易出现裂缝；又因墙体是受剪切破坏，其主拉应力为45度方向，所以裂缝也成45度倾斜。为了防止地基不均匀沉降引起墙体开裂，首先应处理好软土地基和不均匀地基，同时应将地基处理和上部结构处理结合起来考虑使其能共同工作；在上部结构处理上有：改变建筑物体型；简化建筑物平面；合理设沉降缝；加强房屋整体刚度(如增加横墙、增设圈粱、采用筏式基础、箱形基础等)；采用轻型结构、柔性结构等技术措施。
2.混凝土常见裂缝
目前的商品混凝土普遍具有以下特性：三大一小(水泥用量大、水用量大、砂子用量大、石子用量小)、高流态、大坍落度。混凝土的特性必然决定裂缝不同程度的产生。变形裂缝包括早期裂缝(30天内)、中期裂缝(约6个月)、晚期裂缝(一年至数十年)。其主要形式有：
（1）早期塑性收缩变形。在三高一低(高水化热、高温度、高风速、低相对湿度)的条件下，混凝土表面失水过快，出现塑性收缩变形裂缝。
（2）干缩变形裂缝(混凝土的物理特性)。混凝土硬化后，在干燥的条件下，混凝土内部的水分不断向外流失，引起混凝土由外向内的干缩变形裂缝。
（3）冷缩变形裂缝(温度变形裂缝)。水泥水化放热，引起混凝土内部温度升高水化高峰后，又逐渐降温，降温过程伴随着混凝土体积的收缩，造成内部裂缝由内向外。
（4）自收缩变形裂缝。水泥中四种主要矿物成分(C3S、C2S、C3A、C4AF)完全水化后，绝对体积总是减小的，当水灰比很小时，混凝土内部的水不能满足水泥水化用水的需要就会发生混凝土内部缺水现象，进而导致混凝土内部形成由内向外的自收缩变形裂缝。商品混凝土水泥用量大必造成商品混凝土的收缩变形大。
（5）碳化收缩变形裂缝。由于空气中的二氧化碳与混凝土水泥中的氢氧化钙反应生成碳酸钙，放出结合水而使混凝土收缩变形而形成的。
从以上分析可知，选用早强材料过分追求混凝土早强和混凝土三大一小是加大商品混凝土收缩变形开裂的内因。环境条件中三高一低和过振及对幼龄混凝土的呵护不佳是加大商品混凝土收缩变形的外因。那么我们该如何控制商品混凝土质量呢?从其特点人手，我们可以从以下五个方面着手解决：
（a）商品混凝土用水量大则加快干缩裂缝产生，建议混凝土：砂浆：水泥浆1：2：3。控制混凝土用水量在170kg/m2以下，优质混凝土可在150kg/m2左右。
（b）控制砂率40％以下。
（c）控制水灰比在0.4-0.5之间。
（d）水胶比可在0.25-0.35之间。
（e）C30及其以下强度混凝土水泥用量宜控制在350kg/m2以下，应尽可能提高粗骨料用量，较低强度的混凝土宜选用较大粒径的石子。同时根据泵送高度合理选择混凝土坍落度。 [科]