建筑物頂層墻體溫度裂縫的防治措施

杜青龍

（嘉興市金都房地產開發有限公司，浙江 嘉興 314000）

1 概述

裂縫數量陽面多于陰面，兩端多于中間。而且它隨季節的變化面變化，顯得很不穩定，維修困難。裂縫不僅影響建筑的外形美觀，而且容易發生雨水滲漏，影響建筑的正常使用。另外，墻體裂縫也破壞了頂層結構的完整性，降低了房屋的抗震能力。

2 頂層墻體及樓板接縫產生裂縫的原因

磚混結構頂層受溫度影響較大，夏季日照時間長，層面溫度可達60～70℃，而墻體的溫度只有40℃。另外，砼的線膨脹系數為1×105/℃，磚砌體的張膨脹系數數為0.5×105/℃，兩者為二倍的關系。當溫度升高時，鋼筋砼溫度變形大，磚砌體溫度變形小，墻體阻礙了屋蓋的伸長，因此屋面對墻體產生一個水平推力，使墻體和屋蓋的接觸不僅受壓，而且受剪，沿墻體分布的剪力為中部小，兩端大。因此靠近建筑物兩端時推力越來越大，并在門窗洞口角部產生應力集中。由于磚砌體的抗拉強度較低，當溫度變形產生的主拉應力超過墻體的抗拉強度極限，則在頂層兩端墻體、門窗洞口上下角產生斜裂縫。

屋面預制板接縫開裂的直接原因是板頂和板底的溫差作用。屋面若沒有性能良好的保溫隔熱措施，則屋面與頂層室內的溫差相當大，從而引起屋面板產生彎曲和水平變形，造成屋面板縱向接縫的開裂。

混凝土中產生裂縫有多種原因，主要是溫度和濕度的變化，混凝土養護不當，以及結構不合理，原材料不合格（如堿骨料反應），模板變形，基礎不均勻沉降等。（1）混凝土硬化期間水泥放出大量水化熱，內部溫度不斷上升，尤其是大體積混凝土內部熱量不易散發，溫度峰值在45-55℃，而表面因受大氣溫度影響，散熱較快，形成內外溫差，若表面養護不好，將導致混凝土表面急劇的溫度變化而產生較大的降溫收縮，此時表面受到內部混凝土的約束，將產生很大的拉應力（內部降溫慢，受自約束而產生壓應力），而混凝土早期抗拉強度低，因而出現裂縫。（2）在混凝土降溫階段，混凝土逐漸冷卻，加上混凝土本身的收縮，當受到外部（巖基或厚大老混凝土基層或外圍結構）的約束產生內部裂縫。氣溫的降低也會在混凝土表面引起很大的拉應力。當這些拉應力超出混凝土的抗裂能力時，即會出現裂縫。許多混凝土的內部濕度變化很小或變化較慢，但表面濕度可能變化較大或發生劇烈變化。如養護不周、時干時濕，表面干縮形變受到內部混凝土的約束，也往往導致裂縫。

3 溫度的控制

3.1 配制混凝土時，嚴格控制水灰比和水泥用量，應盡量選用低熱或中熱水泥（如礦渣水泥、粉煤灰水泥）拌制混凝土，或混摻適量粉煤灰、減水劑，或利用混凝土后期強度（60-90d），降低水泥用量以減少水化熱量；選擇級配良好的骨料，減少空隙率和砂率，控制砂石含泥量，降低水灰比，加強振搗，提高混凝土密實性和抗拉強度。

3.2 盡量避開炎熱天氣澆筑大體積混凝土，必要時可采冰水拌制混凝土，或對骨料進行噴水預冷卻，以降低澆筑溫度。

3.3 分層澆灌混凝土，減少澆筑厚度，每層厚度不大于300mm,大體積基礎，采取分塊分層間隔澆筑（間接時間為5～7d），分塊厚度1.0～1.5m,以利水化熱散發和減少約束作用，或每隔20～30m 留一條0.7～1.0m 寬后澆帶，42d 后再填筑，以減少溫度收縮應力。

3.4 加強灑水養護，夏季應適當延長養護時間，冬季適當延緩保溫和脫模時間，緩慢降溫。

3.5 規定合理的拆模時間，氣溫驟降時進行表面保溫，以免混凝土表面發生急劇的溫度梯度；拆模時混凝土表面溫度與環境溫度差控制不大于25℃。

3.6 在巖石或厚大混凝土墊層上，澆筑大體積混凝土時，可鋪二層瀝青卷材作隔離層，以減少熱作用。

3.7 蒸汽養護構件時，控制升溫速度不大于25℃/h，降溫速度不大于20℃/h,并緩慢揭蓋，及時脫模，避免引起過大的溫度應力。

3.8 施工中長期暴露的混凝土澆筑塊表面或薄壁結構，在寒冷季節采取保溫措施。

在混凝土的施工中，當混凝土溫度高于氣溫時應適當考慮拆模時間，以免引起混凝土表面的早期裂縫。新澆筑混凝土早期拆模，在表面引起很大的拉應力，出現“溫度沖擊”現象。在混凝土澆筑初期，由于水化熱的散發，表面引起相當大的拉應力，此時表面溫度亦較氣溫為高，此時拆除模板，表面溫度驟降，必然引起溫度梯度，從而在表面附加一拉應力，與水化熱應力迭加，再加上混凝土干縮，表面的拉應力達到很大的數值，就有導致裂縫的危險，但如果在拆除模板后及時在表面覆蓋一輕型保溫材料，對于防止混凝土表面產生過大的拉應力，具有顯著的效果。

4 工程實例及溫度裂縫防治措施

4.1 工程概況

某商廈長度為67.8m，建筑平頂為L 形，結構形式為底層框架，上部五層磚混結構。建筑物頂層朝南方向為臥室，房屋開間為2.7～3.6m 不等，進深5m。由于建筑外觀要求，外縱墻砌在連續梁上，這樣橫墻端部失去縱向約束。

4.2 本建筑物長度超過60m，按規范規定須設伸縮逢，在工程設計中，采用了一些行之有效的構造措施，未設伸縮逢，取得了較好的效果。①在設計中，頂層外縱墻下沿連續梁設置厚度為120mm，寬度為1～2.5m 不等的連續現澆板帶，利用它的連續性、整體性和剛度提高該方向抵御溫度的能力。②在布置構造柱時，按抗震規范規定，隔開間布置構造柱即可滿足抗震要求。但考慮到頂層的溫度應力，為加強結構的整體性，在外縱墻與內橫墻的相交處每個開間均布置了構造柱。另外內橫墻端部無約束，還布置了一些“凸”形構造柱，增加了側向剛度，從面抵抗層蓋的水平推力或拉力。③上部兩層在兩側山墻及居中橫墻墻體內隔1.8m 設240mm×240mm構造柱，與之相碰的預制板改為現澆板帶，它能夠分擔一部分水平推力，減少屋面板部變形值。山墻處的構造柱與圈梁的連接，可以防止圈梁底部與墻體產生水平裂縫。④由于一般砌塊的抗拉及抗剪強度比灰縫要高很多，砌體的抗拉和抗剪強度取決于砂漿的強度，所以實際工程可以發現，砌體溫度裂縫多是砌體沿水平灰縫或階梯灰縫破壞引起的，因此提高了砌筑砂漿的強度，選用和易性較好的M5 混合砂漿。這樣不僅滿足豎向抗壓要求，也提高了墻體抗剪能力。⑤頂層屋面沿所有縱橫墻在板底設置240mm×240mm 圈梁，使圈梁底面保持在同一水平面上。圈梁的設置使頂層屋面有良好的整體性，對抵抗溫度應力有明顯的效果。⑥預制板間設置伸縮縫的目的是使溫度應力引起的預制板水平位移在一定范圍內得到調節，釋放，減少水平推力。在建筑物橫墻上板接縫處設置了三道伸縮縫，縫的位置分布在建筑物兩端及中部，將預制板縱向接縫拉開20mm，并用防水松軟材料填實。⑦磚砌女兒墻在轉角處，或在女兒墻較長的情況下容易出現溫度裂縫，它會導致屋面防水層的破壞，影響建筑物的正常使用。商廈女兒墻高1.2m，為避免墻體過長而產生溫度裂縫，在女兒墻頂設置高為200mm 的配筋壓頂，在女兒墻轉角處，并沿女兒墻每隔3m 設置構造柱，尺寸為240mm×240mm，縱筋錨入壓頂，柱頂標高至女兒墻頂。配筋壓頂、構造柱和砌體所形成的整體，對抗裂有較好的效果。⑧由于溫度應力與溫差成正比，因此在屋面上加設架空隔熱板，提高了屋面的保溫效果，降氏屋面與墻體之間的溫差，從而減小了溫度應力；另外也降低了屋面板頂與板底之間的溫差，減小了樓板彎曲和伸長，有效地控制了預制板縱向接縫處的開裂。

5 結束語

通過對混凝土的溫度控制與防裂措施關系進行了初步探討，雖然對于混凝土裂縫的成因和計算方法有不同的理論，但對于具體的預防和改善措施意見還是基本一致，同時在實踐中的應用效果也是比較好的，我們在工程施工時要多觀察、多比較，根據施工實際情況對出現的問題多分析研究、多總結經驗，結合多種預防處理措施，避免混凝土的裂縫。

[1]朱元華，陳宇新.高層住宅頂層墻體裂縫原因分析及處理[J].浙江建筑，2009-02-25.