建筑物裂缝的成因与防治措施
2022-06-09
1裂缝的成因
裂缝是连续实体中的部分不连续现象，在学术上属于材料强度的理论范畴，其形成过程可分为以下三个阶段：首先是裂缝的相对稳定期，其次是裂缝的稳定发展期，最后是不稳定裂缝发展期。其形成原因实质上是材料所受外力超过了材料本身的抗拉极限强度，变形超过了其延展性，因而产生开裂，进而形成裂缝。但具体建筑物出现裂缝的原因很复杂，例如在设计、施工、材料及外部环境等诸方面都可能是其产生裂缝的因素。
1.1设计因素
由于设计人员考虑到业主经济条件较差，有可能在设计时采用最低标准进行整个工程的设计，致使在设计上梁的截面过小或者构造柱的配筋较少，再加上混凝土在设计时强度考虑的较低，这样就很容易导致梁成形以后抗剪抗弯强度不足，从而造成梁的垂直裂缝和斜裂缝，构造柱就有可能在偏心受压或受拉的情况下产生水平裂缝或斜裂缝；地基承受力的不均匀也会导致基础不均匀的微小沉降，墙体薄弱部位出现开裂，如较为常见的"倒八字型"（当两端沉降量大于建筑物中间沉降量时），或"正八字型"（当中间沉降量大于建筑物两端沉降量时）。
1.2施工因素
绝大部分没有受过专门训练的农民工施工技术不高，再加上实际施工过程中技术人员的技术交底不详细等原因是造成裂缝形成的潜在原因。常见的情况如下：
在砌筑砖砌体时，未能严格按照"三一砌法"施工操作。另外，由于砂浆厚薄不均匀，砖块不平整，当砌体凝固后受力时，砂浆和砖块也会产生斜向剪力。如果剪力大于其中的任何一种建筑材料的抗拉应力时，砌体上就会有裂缝出现。
施工人员操作不当、欠规范也是导致裂缝产生的一类主要原因。悬挑构件和楼板中的负筋和受力钢筋的放置位置必须正确，因为负筋和箍筋的作用不同：悬挑构件的纵向钢筋和楼板的负筋是抵抗负弯矩的，箍筋功效是抗剪力的，所以放置这些钢筋时必须严格按照设计的图纸和施工规范进行操作。但在具体的施工中，施工人员往往不能够精确地放置钢筋的位置，而且在浇筑混凝土时，施工人员操作不够细致，往往随意踏压负筋，超过楼板负载力，或者混凝土的强度尚未完全形成，都容易造成此类裂缝的产生；按照施工规范的要求，悬挑构件的受力钢筋应放在构件的上部，然而由于操作人员的疏忽常常放错受力筋的位置，引起悬挑构件的上部开裂、甚至导致断裂事故的发生。
施工时偷工减料、抢工期也是导致裂缝产生的主要因素。例如：混凝土施工时出现的温度裂缝，其主要原因是因为施工分段不合理，盲目抢施工工期，再加上水泥水化过程中产生大量水化热，而降温措施不得力，这样就会促使混凝土内外温差过大，从而导致温度应力的产生，当温度应力导致混凝土本身的抗拉强度时，温度裂缝就会产生。
1.3材料和外部环境
建筑材料是决定工程质量的重要因素之一，因此，应当严格控制质量所有工程材料，尤其是钢筋和水泥的质量必须符合标准，配备有质量合格证与复检报告单等。这样才能保证水泥的质量和安全性，以及钢材的各项指标均达到要求标准。然而某些施工企业将材料以次充好，弄虚作假，建筑材料的质量达不到要求标准，这也是导致裂缝的一个重要因素。另外，裂缝产生的原因还包括沙石骨料级配不合理，因级配不合理会造成水泥和水的用量增大，从而导致水灰比增大，以这种方式浇筑成型后的梁柱混凝土强度很有可能达不到设计的强度要求，导致建筑物承载力不足，从而形成"荷载裂缝"，同时因失水形成的"干缩裂缝"也会随之出现。外部环境包括诸多方面，主要指温度因素，如季节温差等，也会导致温度裂缝，这主要是由于温度高低变化而造成了建筑材料胀缩不一致，从而形成了温度裂缝。就砖混结构而言，由于混凝土的线膨胀系数大于砖的线膨胀系数，是它的两倍，因此当温度变化时，混凝土的伸缩量相当于砖的近两倍，因而砖砌体在膨胀时就会对混凝土的膨胀构件产生一个约束力，其作用的结果就会产生较大的剪应力和拉应力；当这些剪、拉应力超过砌体抗剪、抗拉强度时，就会导致墙体裂缝的出现，这种裂缝的部位多出现在楼层的顶屋范围，其长度可达1-2层，裂缝多呈斜面长短不规则形似平行状延伸，较为常见。
可见，裂缝形成的原因种类繁多，所以应根据裂缝的不同形状，不同位置而具体分析其原因，然后才能给予正确的解决方案。
2裂缝的控制
关于裂缝的控制可以从以下两个方面给予解决：
2.1在设计上
不合理的设计方案是裂缝产生的直接原因。解决的办法是按照规范要求设计伸缩缝，以减少热膨胀的累积值。
荷载裂缝，即结构性裂缝，是因荷载引起的裂缝，是一项常见的技术性问题。荷载裂缝主要包括两种：直接应力裂缝和次应力裂缝。直接应力裂缝是外荷载引起的直接应力产生的裂缝。在设计计算阶段出现的原因如下：结构计算部分漏算；荷载少量或漏算；内力与配筋计算错误；钢筋布置错误或设置偏少；结构安全系数不够；图纸设计表述不清。因此，在设计过程中应当严格按照国家规范、技术标准进行设计。次应力裂缝就不在此次赘述。
充分考虑裂缝所在问题的复杂性，合理设置伸缩缝间距。根据设计标准正确计算，把短期效应组合和长期效应组合这两个影响因素均考虑在内，算出满足设计规范规定的最大裂缝宽度，如规定所示，正常环境中一般构件为0.3mm，特殊环境的构件为0.2mm。
综合多种因素，全面有效地防治横向裂缝的产生。比如：当砖砌体房屋较长，大于55m时，就容易出现横向裂缝。其中为控制因温度变化而引起的温度裂缝，还应考虑设置温度缝。与此同时，在满足规范规定的必要的构造措施前提下考虑到裂缝产生的复杂性，可在比较常见的细部位置补强，如增设构造筋、设置后浇带及提高砌体强度等，目的是减少裂缝的产生。另外，为防止由于碳化引起的沿钢筋的纵向裂缝，一定要确保钢筋保护层的厚度。
2.2在施工上
首先提高施工人员的质量意识，在施工过程中应严格按照设计图纸施工，确保施工材料的质量，不可擅自更改结构受力模式和结构施工顺序等。其次施工单位应做好图纸会审，把握图纸中的关键部分，比如：梁柱节点及板中钢筋布置方案、混凝土的配合比、搅拌时间以及后期的养护工作等。
混凝土裂缝是施工阶段的常见病，出现的原因是多方面的，施工单位要全面调查，分清主次因素，做针对性处理，至关重要。首先，要保证施工材料（水泥和砂石骨料的质量），防治因材料质量问题引起的裂缝。其次，施工时应科学合理地控制水灰比和搅拌时间，下料不宜太快，分层浇筑竖向变截面处，这样可减小因混凝土塑性收缩引起的裂缝。第三，遵照施工规范，混凝土养护要到位，拆模时间控制要恰当，必要时可采用蒸汽养护方式。正确恰当的养护和拆模，既可避免混凝土失水过快、表面干燥，同时还可加速混凝土的水化反应，提高混凝土的强度，避免混凝土干缩变形，预防收缩裂缝的出现。第四，提高施工工艺质量，防治因其而产生的裂缝。振捣混凝土要密实、均匀，目的是防止孔隙、空洞等问题，避免因其造成混凝土结构中钢筋的锈蚀，以及引起裂缝等。另外，混凝土保护层不宜过厚、已绑扎的上层钢筋不可乱踩。最后，避免施工不当造成荷载引起的裂缝。一定要严格按照施工顺序和要求施工，不可无限制地堆放施工工具和材料；了解预制结构受力特点进行起吊、运输和安装；天面板的负筋要放置正确位置，避免混凝土天面出现裂缝，尤其是在施工过程中，被施工人员和运料斗车压弯变形的负力钢筋一定要认真调直并复位。
裂缝是连续实体中的部分不连续现象，在学术上属于材料强度的理论范畴，其形成过程可分为以下三个阶段：首先是裂缝的相对稳定期，其次是裂缝的稳定发展期，最后是不稳定裂缝发展期。其形成原因实质上是材料所受外力超过了材料本身的抗拉极限强度，变形超过了其延展性，因而产生开裂，进而形成裂缝。但具体建筑物出现裂缝的原因很复杂，例如在设计、施工、材料及外部环境等诸方面都可能是其产生裂缝的因素。
1.1设计因素
由于设计人员考虑到业主经济条件较差，有可能在设计时采用最低标准进行整个工程的设计，致使在设计上梁的截面过小或者构造柱的配筋较少，再加上混凝土在设计时强度考虑的较低，这样就很容易导致梁成形以后抗剪抗弯强度不足，从而造成梁的垂直裂缝和斜裂缝，构造柱就有可能在偏心受压或受拉的情况下产生水平裂缝或斜裂缝；地基承受力的不均匀也会导致基础不均匀的微小沉降，墙体薄弱部位出现开裂，如较为常见的"倒八字型"（当两端沉降量大于建筑物中间沉降量时），或"正八字型"（当中间沉降量大于建筑物两端沉降量时）。
1.2施工因素
绝大部分没有受过专门训练的农民工施工技术不高，再加上实际施工过程中技术人员的技术交底不详细等原因是造成裂缝形成的潜在原因。常见的情况如下：
在砌筑砖砌体时，未能严格按照"三一砌法"施工操作。另外，由于砂浆厚薄不均匀，砖块不平整，当砌体凝固后受力时，砂浆和砖块也会产生斜向剪力。如果剪力大于其中的任何一种建筑材料的抗拉应力时，砌体上就会有裂缝出现。
施工人员操作不当、欠规范也是导致裂缝产生的一类主要原因。悬挑构件和楼板中的负筋和受力钢筋的放置位置必须正确，因为负筋和箍筋的作用不同：悬挑构件的纵向钢筋和楼板的负筋是抵抗负弯矩的，箍筋功效是抗剪力的，所以放置这些钢筋时必须严格按照设计的图纸和施工规范进行操作。但在具体的施工中，施工人员往往不能够精确地放置钢筋的位置，而且在浇筑混凝土时，施工人员操作不够细致，往往随意踏压负筋，超过楼板负载力，或者混凝土的强度尚未完全形成，都容易造成此类裂缝的产生；按照施工规范的要求，悬挑构件的受力钢筋应放在构件的上部，然而由于操作人员的疏忽常常放错受力筋的位置，引起悬挑构件的上部开裂、甚至导致断裂事故的发生。
施工时偷工减料、抢工期也是导致裂缝产生的主要因素。例如：混凝土施工时出现的温度裂缝，其主要原因是因为施工分段不合理，盲目抢施工工期，再加上水泥水化过程中产生大量水化热，而降温措施不得力，这样就会促使混凝土内外温差过大，从而导致温度应力的产生，当温度应力导致混凝土本身的抗拉强度时，温度裂缝就会产生。
1.3材料和外部环境
建筑材料是决定工程质量的重要因素之一，因此，应当严格控制质量所有工程材料，尤其是钢筋和水泥的质量必须符合标准，配备有质量合格证与复检报告单等。这样才能保证水泥的质量和安全性，以及钢材的各项指标均达到要求标准。然而某些施工企业将材料以次充好，弄虚作假，建筑材料的质量达不到要求标准，这也是导致裂缝的一个重要因素。另外，裂缝产生的原因还包括沙石骨料级配不合理，因级配不合理会造成水泥和水的用量增大，从而导致水灰比增大，以这种方式浇筑成型后的梁柱混凝土强度很有可能达不到设计的强度要求，导致建筑物承载力不足，从而形成"荷载裂缝"，同时因失水形成的"干缩裂缝"也会随之出现。外部环境包括诸多方面，主要指温度因素，如季节温差等，也会导致温度裂缝，这主要是由于温度高低变化而造成了建筑材料胀缩不一致，从而形成了温度裂缝。就砖混结构而言，由于混凝土的线膨胀系数大于砖的线膨胀系数，是它的两倍，因此当温度变化时，混凝土的伸缩量相当于砖的近两倍，因而砖砌体在膨胀时就会对混凝土的膨胀构件产生一个约束力，其作用的结果就会产生较大的剪应力和拉应力；当这些剪、拉应力超过砌体抗剪、抗拉强度时，就会导致墙体裂缝的出现，这种裂缝的部位多出现在楼层的顶屋范围，其长度可达1-2层，裂缝多呈斜面长短不规则形似平行状延伸，较为常见。
可见，裂缝形成的原因种类繁多，所以应根据裂缝的不同形状，不同位置而具体分析其原因，然后才能给予正确的解决方案。
2裂缝的控制
关于裂缝的控制可以从以下两个方面给予解决：
2.1在设计上
不合理的设计方案是裂缝产生的直接原因。解决的办法是按照规范要求设计伸缩缝，以减少热膨胀的累积值。
荷载裂缝，即结构性裂缝，是因荷载引起的裂缝，是一项常见的技术性问题。荷载裂缝主要包括两种：直接应力裂缝和次应力裂缝。直接应力裂缝是外荷载引起的直接应力产生的裂缝。在设计计算阶段出现的原因如下：结构计算部分漏算；荷载少量或漏算；内力与配筋计算错误；钢筋布置错误或设置偏少；结构安全系数不够；图纸设计表述不清。因此，在设计过程中应当严格按照国家规范、技术标准进行设计。次应力裂缝就不在此次赘述。
充分考虑裂缝所在问题的复杂性，合理设置伸缩缝间距。根据设计标准正确计算，把短期效应组合和长期效应组合这两个影响因素均考虑在内，算出满足设计规范规定的最大裂缝宽度，如规定所示，正常环境中一般构件为0.3mm，特殊环境的构件为0.2mm。
综合多种因素，全面有效地防治横向裂缝的产生。比如：当砖砌体房屋较长，大于55m时，就容易出现横向裂缝。其中为控制因温度变化而引起的温度裂缝，还应考虑设置温度缝。与此同时，在满足规范规定的必要的构造措施前提下考虑到裂缝产生的复杂性，可在比较常见的细部位置补强，如增设构造筋、设置后浇带及提高砌体强度等，目的是减少裂缝的产生。另外，为防止由于碳化引起的沿钢筋的纵向裂缝，一定要确保钢筋保护层的厚度。
2.2在施工上
首先提高施工人员的质量意识，在施工过程中应严格按照设计图纸施工，确保施工材料的质量，不可擅自更改结构受力模式和结构施工顺序等。其次施工单位应做好图纸会审，把握图纸中的关键部分，比如：梁柱节点及板中钢筋布置方案、混凝土的配合比、搅拌时间以及后期的养护工作等。
混凝土裂缝是施工阶段的常见病，出现的原因是多方面的，施工单位要全面调查，分清主次因素，做针对性处理，至关重要。首先，要保证施工材料（水泥和砂石骨料的质量），防治因材料质量问题引起的裂缝。其次，施工时应科学合理地控制水灰比和搅拌时间，下料不宜太快，分层浇筑竖向变截面处，这样可减小因混凝土塑性收缩引起的裂缝。第三，遵照施工规范，混凝土养护要到位，拆模时间控制要恰当，必要时可采用蒸汽养护方式。正确恰当的养护和拆模，既可避免混凝土失水过快、表面干燥，同时还可加速混凝土的水化反应，提高混凝土的强度，避免混凝土干缩变形，预防收缩裂缝的出现。第四，提高施工工艺质量，防治因其而产生的裂缝。振捣混凝土要密实、均匀，目的是防止孔隙、空洞等问题，避免因其造成混凝土结构中钢筋的锈蚀，以及引起裂缝等。另外，混凝土保护层不宜过厚、已绑扎的上层钢筋不可乱踩。最后，避免施工不当造成荷载引起的裂缝。一定要严格按照施工顺序和要求施工，不可无限制地堆放施工工具和材料；了解预制结构受力特点进行起吊、运输和安装；天面板的负筋要放置正确位置，避免混凝土天面出现裂缝，尤其是在施工过程中，被施工人员和运料斗车压弯变形的负力钢筋一定要认真调直并复位。