住宅裂缝成因及控制与处理

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通过长期观察研究及对裂缝工程的处理，笔者对住宅裂缝的成因进行分析，并相应提出控制与处理住宅建筑外墙裂缝的对策。
    一、建筑裂缝的主要种类与直接原因
    1、地基变形造成上部结构裂缝
    一般地基尤其是软土地基，在受上部荷载后，会产生较大的沉降，必然在各个部位发生沉降差，超过限度就会在墙体及楼板结构产生裂缝。
    2、结构设计不当的裂缝
    结构设计上除了满足规范进行计算分析外，应当注意结构刚度的协调，收缩变形的协调及温度变形的协调，任何不协调都会在结构使用后产生裂缝。
    3、收缩裂缝
    混凝土在其形成与成长过程中一直在收缩，当受到约束就会产生拉应力，而混凝土的抗拉强度很低，特别是在早期，所以混凝土非常容易在早期产生收缩裂缝。在其后期收缩应力又往往与其他因素在一起，造成混凝土结构裂缝。
    4、温度变形裂缝
    温度变形裂缝，是住宅建筑产生裂缝的主要因素。住宅是各类构件的联合体，材料膨胀系数不同。温度变化时，会产生很大约束应力，当受拉部位超过构件或材料抗拉极限应力，就产生温度裂缝。
    5、因施工或使用不当造成的裂缝
    住宅建设过程和使用过程中，有许多人为因素造成的裂缝：如钢筋的位置放错，负弯矩钢筋落到底部，跨中钢筋太高；电线管、水管集中在一处断面；拆模过早，结构提前受力；施工荷载过大，超过住宅荷载等。这些都会造成严重的结构性裂缝。
    二、对裂缝的基本认识
    1、裂缝产生的客观必然性
    (1)当代住宅都是以钢筋混凝土为主体结构，混凝土组成从机理上微观裂缝是其物理学性质所决定的，混凝土各组成材料通过水泥凝胶结合，在结硬过程中，消失的水总是会留下空洞，加之骨料本身缝隙与结合面空隙，所以混凝土自身从微观上就存在大量不连续的缝隙。
    (2)钢筋与混凝土有着不同的弹性模量和极限强度。一般而言，钢筋与混凝土弹性模量之比为5：1，抗拉强度之比150：1，要钢筋与混凝土共同工作，发挥钢材优良的抗拉性能，一定会以混凝土拉裂作为代价。按结构重要性及结构所处环境，规定允许混凝土有0.1毫米、0.2毫米和0.3毫米的裂缝。
    (3)混凝土除了固体物质共有的热胀冷缩性能外，更具有与时俱增的长期干缩，特别是现代混凝土，因泵送入模对流动度的要求，水泥浆体比传统混凝土高出很多，其干缩率大幅度提高。
    2、裂缝危害程度的分析
    (1)裂缝可分：可见裂缝与不可见裂缝，我们要控制处理的是可见裂缝。
    (2)可见裂缝又可分：正常裂缝，即不妨碍功能，不危及结构的规范允许裂缝；有害裂缝，危及结构安全及影响功能的裂缝。
    (3)正常与有害裂缝应按建筑功能与环境状况来正确界定，而且按实际情况进行正常处理。裂缝问题，一方面是控制，通过努力使裂缝分散、细化达到无害程度；另一方面是处理，只要处理适当，是能保证住宅建筑正常使用的。
    3、控制与处理裂缝的价值观念
    高级住宅要控制与处理全部可见裂缝，中低档住宅允许一定量的可见裂缝，这就要有一个工程与价值的定位。
    三、裂缝的控制与处理
    1、设计控制裂缝措施
    (1)控制沉降裂缝的关键是避免住宅东西向的全面性沉降及南北向的重形心偏离，根本办法是减少住宅最终沉降的绝对值。上海地区对一般住宅的绝对沉降值限制在150毫米，高档住宅还应更严格限制。
    (2)控制温差裂缝较好的办法是结合节能要求，如采用外墙外保温及屋面防水层倒置式的外保温。这样使结构物都能包裹在保温层之内，使温差裂缝在使用阶段即可大大减少甚至避免。
    (3)控制收缩裂缝。收缩是长期发生的，强度越高的混凝土收缩越大，所以设计应用的混凝土标高不要太大。另外，对较易产生裂缝的区域及开洞四角可相应增加构造配筋。
    (4)避免设计不合理的人为裂缝。住宅各部位在设计上尽可能做到在收缩与温差发生时，变形基本协调。如平面体量不要过大，楼面与墙体不要支在刚度差异太大的基座上等。
    2、施工控制裂缝措施
    (1)合理设计与控制混凝土配比，在保证强度的前提下，减少水泥用量与绝对水量。
    (2)合理组织施工。施工是防止混凝土结构早期裂缝的重要环节，合理的施工安排可以减少结构各部位间的约束应力。
    (3)加强混凝土早期养护。应尽可能延长水中养护或认真控制浇水养护时间，养护时间至少14天。
    (4)科学确定拆模时间与控制施工荷载。
    (5)加强结构的防护。对较高的住宅或结构工期较长的住宅应当及时防护，避免直接暴露在大气之中。
    3、住宅裂缝的处理
    (1)可见有害裂缝：对0.2～0.3毫米以上的结构裂缝或渗漏裂缝，应当及时处理。处理的方法可按常规的环氧灌缝封闭，其基本要求是结合面强度应超过混凝土本身抗拉强度，做到密闭不渗水。
    (2)可见无害裂缝：一般情况下，可以不作处理，影响美观的部位可以用腻子括平封闭后涂料装饰。
    (3)高级住宅的无害裂缝：除了在设计结构时，加强措施减少裂缝之外，在建筑处理上，采用外保温、外装饰把结构面全面包起来。内部易裂缝部位同样可以通过装饰板包裹。