论如何防治建筑物的两种裂缝

建筑结构裂缝是比较常见的一类质量问题，例如框架体系中的填充墙体裂缝等。这些裂缝的存在虽然短期内不会对建筑物的耐久性造成不良影响，但有些裂缝如果处理不当，会大大缩短建筑物的使用寿命，甚至造成房倒屋塌。所以对建筑物的裂缝要从设计、施工使用等各个环节加以重视，尽量避免裂缝的出现，使建筑物的寿命达到设计的使用年限。

一、第一种裂缝

1、表征描述。某住宅小区49号住宅楼为7层框架结构，发现裂缝的时间为2005年1月。经现场勘察，总的趋势是裂缝宽度自下面是上逐渐减小直至消失。据调查该楼房还未交给业主方，楼内没有人员居住，冬季楼内也没有任何其他形式的采暖措施。根据现场测量，裂缝两侧基础未有差异沉降，开挖后相应位置的基础连梁也没有发现裂缝，除与裂缝相对应的墙体上有竖向裂缝外，其他墙体未有斜裂缝和向错动裂缝出现。

2、形成机理。根据该建筑物的历史记录和现场查勘、调查结果，可以断定该裂缝的作用机理如下：（1）时间上的符合性。根据调查用户得知该裂缝产生的时间约在2004年12月下旬，最低气温可定以零下5℃，为冷缩裂缝的产生提供了温度条件，另外，到此时混凝土的收缩变形基本稳定，收缩量接近最大值，两种收缩量叠加，极易产生裂缝。（2）位置上的符合性。在表征描述中已说到裂缝的位置在后浇带上，并且与楼梯间平行相对应的部位裂缝消失。后浇带的混凝土是在主体框架结构完成之后才浇筑的，新老混凝土之间的结合力是很弱的，当有拉应力作用时，极易在该部位出现裂缝。而在与楼梯间平行相对应的部位，因为楼梯间比较空旷，对周边结构的约束作用较弱，其周边混凝土结构的缩张相对自由，所以裂缝延伸到楼梯间平行相对应的部位就消失了。（3）裂缝自身特征的符合性。从现场查勘的情况看，下部三层的裂缝较大，而上部变小直至消失。该建筑物主体框架的形成时间在2004年的7～10月间，该段时间气温很高，日最高气温可达35℃，太阳的直射温度更高。2005年12月下旬当地的最低气温可达到零下5℃，所以温差可达40℃。在这样的温差下，建筑物长向的收缩量计算如下：L=μ・T・L=1.25×10-5×40×69=0.0345m=3.45。式中L表示建筑物长向的收缩量，μ为混凝土的温度线变形系数，T为温差，L为建筑物长度。

实际情况下，建筑物要受到内外多种约束作用，其中最主要的一种约束来自建筑物基础。建筑物在没有任何约束的情况下，当气温达到零下5℃时，其长度为L=（69-0.0345）m。而有了基础的约束作用后，限制了近基础部位结构的收缩，即相当于把零下5℃的建筑物下层结构拉伸了0.0345m。线性应变ε=L/L=0.0345/（69-0.0345）=0.0005。这一应变值刚好是一般试验方法测得的混凝土极限拉应变的最高值。假设此时混凝土结构还没有被破坏，则产生的内应力为δ=ε×EC’=ε×0.5EC=0.0005×0.5×2.95×104=7.375Mpa。该数值远远超过C30混凝土抗拉强度的标准值（ftk=2.0MPa）。由此可以看出，下部几层的混凝土结构在冬期寒冷季节产生温度裂缝是必然的，而上部结构因自由度较大，相当于反向拉伸量较小，所以裂缝变小，直至消失。

3、防治方法。首先，设计时应严格按照规范要求科学地设置温度变形缝或温度后浇带，每一变形单元的长边长度尽量控制在35m左右。另外，规范要求后浇带浇筑时的环境温度要低于后浇带留置时的环境温度。其次，假如因条件所限必须使用后浇带来释放结构因温度变形而产生的内应力时，施工阶段必须确保做好以下工作。一是要保证浇筑后浇带时的环境温度，且浇筑后浇带时环境温度越低越好。二是要使用膨胀性混凝土或在混凝土中掺加膨胀剂，使后浇带周边的混凝土内部生预加的城市应力。三是拌制后浇带混凝土时要尽量减少水的用量，浇筑后浇带混凝土时一定要振捣密实且采用二次振捣导致次后平的工艺，并及时作好养护工作。最后，建筑物在竣工后的第一个采暖期要尽量供热采暖，以提高整个建筑物的内部温度，减少结构收缩量，从而避免温度裂缝的出现。

二、第二种裂缝

1、表征描述。某住宅小区6号楼，7层砖混凝结构，结构层楼板与圈梁整体现浇，人工挖孔桩――墙下混凝土条形基础，建筑物外形简单，东、西、南、北四道外墙分布在四条外轴线上，没有凹凸造型。2004年8月份竣工验收时，发现每层楼板在建筑物的四个大角部位有余向裂缝，裂缝与两道垂直的外墙均近似成45°角，裂缝条数为1～3道，宽度在0.1～0.3mm之间，裂缝贯透楼板。外墙没有发现裂缝，基础无不均匀沉降现象。

2、形成机理。通过现场查勘、分析，最终断定，这属于热胀裂缝。这种裂缝的开成机理如下：当夏季太阳直射时外墙的温度可达摄氏50℃以上，因为该建筑物外形简单，没有凹凸造型，所以在这种情况下外墙的热膨胀量很大，而室内的温度要比外墙低很多，在这样的温差作用下，外墙因受热而产生的伸长量要大于室内结构的热膨胀伸长量。在建筑物外墙的四个大角处，相互垂直的两道外墙同时伸长，对结构层的混凝土楼板产生一个沿水平面斜向墙角的拉力，当钢筋混凝土楼板抵抗不了这种拉力的时候，便会产生垂直于拉力方向的裂缝，这就是表征描述中那种裂缝形成的原因。

3、防治方法。通过表征描述和机理分析得知，造成这种裂缝的原因有两方面，一是温度的原因，二是外墙造型简单的原因。所以防治此种裂缝首先要从这两方面入手。为减小外墙对温度的敏感性，设计时可考虑对外墙进行必要的保温处理，或者选用对温度敏感性小的材料来砌筑外墙。为避免较长的外墙体受热后伸长量扩大，设计时可有意将外墙何等成凹凸造型，以分解外墙因受热膨胀而带来的过大的伸长量。另外，设计进还应考虑在每层楼板的四个外墙大角处增加辐射钢筋，以抵抗墙体对楼板的拉应力。

通过以上分析可以看出，虽然这两种裂缝都是因温度而造成的，但温度作用机理却并不相同，第一种是因为结构遇冷收缩又受到基础的约束作用而造成的，第二种裂缝是因为内外结构受热膨胀不协调，相互约束产生内应力而形成的。在实际的工程设计与施工中，要综合考虑各种因素，采取措施，尽量消除温度对建筑结构造成的不利影响。

（作者单位：松花江林业勘察设计院）