關于建筑施工中產生裂縫的原因分析

閆傳海

【摘要】本文主要從建筑墻體裂縫及懸挑結構坍塌兩個方面詳細分析了建筑施工中裂縫產生的原因，然后筆者針對這些原因結合自己的工程實踐經驗提出了一些解決問題的措施。

【關鍵詞】建筑施工 裂縫 溫度應力

引言

施工項目質量問題的分析，是正確擬定質量事故處理方案的前提，是明確質量事故責任的依據。為此，要求對質量問題的分析力求全面、準確，客觀事故的性質、危害、原因、責任都不能遺漏。要有科學的論證和判斷，言之有理、論之有據，方能達到統一認識的目的。

一、建筑墻體裂縫原因分析

在混合結構中墻體裂縫是常見的質量問題，引起裂縫原因有地基不均勻沉降、溫度應力等。

1.1 溫度應力引起墻體裂縫分析

一般材料均有熱脹冷縮性質，房屋結構由于周圍溫度變化引起熱脹冷縮變形，稱為溫度變形。如果結構不受任何約束，在溫度變化時能自由變形，那么結構中就不會產生附加應力。如果結構受到約束而不能自由變形時，則將在結構中產生附加應力或稱溫度應力。由溫度應力引起結構的伸縮值。

由于鋼筋混凝土的線膨脹系數 a = 1.0 8 X 10／C ，而普通磚砌體的線膨脹系數為0.5 X 10／C，在相同溫差下，鋼筋混凝土結構的伸長值要比磚砌體大一倍左右。所以，在混合結構中，當溫度變化時，鋼筋混凝土屋蓋、樓蓋、圈梁等與磚墻伸縮不一，必然彼此相牽制而產生溫度應力，使房屋結構開裂破壞。溫度應力引起墻體裂縫一般有以下兩種情況：

（1）八字形裂縫。當外界溫度上升時，外墻本身沿長度方向將有所伸長， 但屋蓋部分(特別是直接暴露在大氣中的鋼筋混凝土屋蓋)的伸長值大得多。從屋蓋與墻體連接處切開來看，屋蓋伸長對墻體產生附加水平推力， 使墻體受到屋蓋的推力而產生剪應力，剪應力和拉應力又引起主拉應力，當主拉應力過大時， 將在墻體上產生八字形裂縫。由于剪應力的分布大體是中間為零，兩端最大，因此八字形裂縫多發生在墻體兩端，一般占二、三個開間，且發生在頂層墻面上。

（2）水平裂縫和包角裂縫。平屋頂房屋，有時在屋面板底部附近或頂層圈梁附近，出現沿外墻頂部的縱向水平裂縫和包角裂縫，這是由于屋面伸長或縮短引起的向外或向內推拉力而產生的，包角裂縫實際上是水平裂縫的一種形式，是外橫墻和縱墻的水平裂縫連接起來形成的，在這種情況下，下面一般不會再出現八字形裂縫。有時，外縱墻的水平裂縫也會出現在頂層的窗臺水平處。

1.2 地基不均勻沉降引起墻體裂縫分析

房屋的全部荷載最終通過基礎傳給地基，而地基在荷載作用下，其應力是隨深度而擴散，深度大，擴散愈大，應力愈小；在同一深處，也總是中間最大，向兩端逐漸減小。也正是由于土壤這種應力的擴散作用，即使地基地層非常均勻， 房屋地基應力分布仍然是不均勻的，從而使房屋地基產生不均勻沉降，即房屋中部沉降多，兩端沉降少，形成微向下凹的盆狀曲面的沉降分布。在地質較好、較均勻，且房屋的長高比不大的情況下，房屋地基不均勻沉降的差值是比較小的， 一般對房屋的安全使用不會產生多大的影響。但當房屋修建在淤泥土質或軟塑狀態的粘性土上時，由于土的強度低、壓縮性大，房屋的絕對沉降量和相對不均勻沉降量都可能比較大。如果房屋設計的長高比較大，整體剛度差，而對地基又末進行加固處理，那么墻體就可能出現嚴重的裂縫。裂縫對稱的發生在縱墻的兩端， 向沉降較大的方向傾斜，沿著門窗洞口約成45°，呈正八字形，且房屋的上部裂縫小，下部裂縫大。這種裂縫，必然是地基附加應力作用使地基產生不均勻沉降而形成的。

當房屋地基土層分布不均勻，土質差別較大時，則往往在不同土層的交接處或同一土層厚薄不一處出現較明顯的不均勻沉降，造成墻體開裂，其裂縫上大下小，向土質較軟或土層較厚的方向傾斜。

在房屋高差較大或荷載差異較大的情況下，當未留設沉降縫時，也容易在高低和較重的交接部位產生較大的不均勻沉降裂縫。此時，裂縫位于層數低的荷載輕的部分，并向上朝著層數高的荷載重的部分傾斜。

當房屋兩端土質壓縮性大，中部小時，沉降分布曲線將成凸形，此時，往往除了在縱墻兩端出現向外傾斜裂縫外，也常在縱墻頂部出現豎向裂縫。

在多層房屋中，當底層窗臺過寬時，也往往容易因荷載由窗間墻集中傳遞， 使地基不均勻沉降，致使窗臺在地基反力作用下產生反向彎曲，引起窗臺中部的豎向裂縫。

此外，新建房屋的基礎若位于原有房屋基礎下，則要求新、舊基礎底面的高差H與凈距L的比值應小于0.5～1。否則，由于新建房屋的荷載作用使地基沉降而引起原有房屋、墻體裂縫。同理，在施工相鄰的高層和低層房屋時，亦應本著先高、重，后低、輕的原則組織施工；否則，若先施工了低層房屋后再施工高層房屋，則也會造成低層房屋墻體的開裂。

二、懸挑結構坍塌分析

懸挑結構坍塌實例較多，一是整體傾覆坍塌；二是沿懸臂梁、板根部斷塌。其主要原因有：

（1）穩定力矩小于傾覆力矩。懸挑結構是靠壓重或外加拉力來保持穩定， 要求抗傾覆的安全因素不小于 1.5，若穩定力矩小于傾覆力矩時，必然失穩，傾覆坍塌。

（2）模板支撐方案不當。懸挑結構根部受力最大，當混凝土澆筑后，尚未達到足夠強度時，模板支撐產生沉降，根部混凝土隨即開裂，拆模后將從根部產生斷裂坍塌。

（3）鋼筋錯位變形。懸挑結構根部負彎矩最大，主筋應配在梁板的上部。若施工時將鋼筋放在下部，或被踩踏向下變形過大， 或錨固長度不夠等原因， 拆模后均會導致根部斷塌。

（4）施工超載。懸挑結構的固端彎矩與作用荷載成正比， 如施工荷載超過設計荷載，當模板下沉時就在根部出現裂縫。

（5）拆模過早。不少懸挑結構斷塌事故都是由于拆模過早，混凝土未達到足夠強度所造成。

三、建筑施工裂縫預防措施分析

3.1 設計過程中預防裂縫的產生

( 1 )為了能夠有效的控制溫度裂縫的產生，在建筑物設計時應當盡量將所有構件都處于保溫層包裹中，這樣就能夠有效減少使用過程中溫度裂縫的產生。

( 2 ) 收縮裂縫的產生隨著時間的推移而不斷增大，而且混凝土強度越高越容易出現收縮裂縫，因此，在建筑物設計中盡量避免選用高強度混凝土。對于建筑物容易出現裂縫的地方，應按照構造要求配置鋼筋。

( 3 )在建筑物設計過程中，應當盡量避免非承重性裂縫的產生；對于容易出現裂縫的地方，應盡量使溫度作用與收縮作用同時出現，這樣有助于建筑物變形 的協調性。如盡量降低建筑物的平面體量，墻體和樓面不應當支撐在剛度相差較大的支座上，避免建筑物出現局部較大的消弱現象。

3.2 施工過程中預防裂縫的產生

( 1 ) 在進行混凝土拌制時，在確保混凝土強度滿足使用要求的基礎上，盡量降低絕對用水量以及水泥的用量。在混凝土中的水泥石凝結硬化時容易出現大量的水分蒸發，降低混凝土拌合時的用水量，就可以降低混凝土的的水分蒸發量， 進而降低混凝土的收縮。因此，在施工過程中要嚴格控制拌合混凝土的用水量， 條件允許時可以添加高效減水劑。

( 2 )通過有效的安排施工順序，可以降低建筑物各構件之間的應力作用，進而避免混凝土早期裂縫的產生。如可以先進行建筑物墻板的施工，然后再進行底板的施工，這樣可以避免因底板對墻板的約束而引起墻板出現裂縫。

( 3 )注重混凝土的養護。有關研究指出，若普通混凝土是在水中進行養護則可以有效避免收縮裂縫的產生，因此，在混凝土澆注結束以后，要盡快用草簾等進行覆蓋并進行澆水養護，這樣就能夠降低混凝土的收縮量，防止混凝土裂縫的產生，混凝土的養護時間應當不少于14d。

( 4 )混凝土澆注、養護過程中所用的模板起到支撐混凝土自重、保證混凝土形狀的作用，因而在進行模板拆除時應當確保混凝土自身的強度能夠承受外部荷載作用。混凝土模板的拆除時間應當依據混凝土的強度發展過程、養護條件等確定，避免拆模過早而導致荷載裂縫的產生。

四、結束語

對于裂縫要重在預防，設計與施工相互結合，既要加強設計方面的監督與管理，也要加強施工方面的管理，精心組織，科學施工，加大監督與檢查力度，同時采取有效措施，最大程度的減少裂縫發生，給用戶一個滿意的建筑產品。

參考文獻

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