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1、山东建筑大学毕业论文11 前 言1.1 施工裂缝的种类及研究意义1.1.1 施工裂缝的种类建筑物常出现的主要有墙体裂缝、悬挑结构裂缝或坍蹋及钢筋砼柱吊装过程中断裂。1.1.2 施工裂缝的研究意义通过对施工裂缝的研究、区别对待，采用合理的方法进行处理，并在具体施工中多观察、多比较，出现问题后多分析、多总结，结合多种预防处理措施，可以完全避免部分施工裂缝。山东建筑大学毕业论文22 施工裂缝的成因2.1 总述总结施工现场实际施工经验，墙体裂缝主要是由于地基不均匀沉降、温度应力及干缩引起的。悬挑结构裂缝或坍塌在设计方面考虑主要是由于稳定力矩小于倾覆力矩，而从施工方面考虑主要是模板支撑方案不当、钢筋错位
2、、变形、施工超载、拆模过早等原因。钢筋砼柱吊装过程中断裂主要是由于在吊装过程中吊点受力与使用受力不一致、吊点选择不合理等原因造成的。2.2 墙体裂缝分析2.2.1 地基不均匀沉降引起的墙体裂缝分析房屋的全部荷载最终通过基础传给地基，地基在荷载作用下，其应力随深度而扩散，深度大，扩散愈大，应力愈小；在同一深处，应力总是中间最大，向两端逐渐减小。由于土壤应力的扩散作用，即使地基土层非常均匀，由于房屋地基应力分布是不均匀的，从而使房屋地基产生不均匀沉降，即房屋中部沉降多，两端沉降少，最终形成微向下凹的盆状曲面的沉降分布。在地质较好、较均匀，且房屋的长高比不大的情况下，房屋地基不均匀沉降的差值是比较小
3、的，一般对房屋的安全使用不会产生多大的影响。但当房屋修建在淤泥土质或软塑状态的粘性土上时，由于土的强度低、压缩性大，房屋的绝对沉降量和相对不均匀沉降量都可能比较大。如果房屋设计的长高比较大，整体刚度差，如果地基未进行加固处理，那么墙体就可能出现严重的裂缝。根据实际经验，裂缝一般对称的发生在纵墙的两端，向沉降较大的方向倾斜，沿着门窗洞口约成 45 度角，呈正八字形，且房屋的上部裂缝小，下部裂缝大。这种裂缝是地基附加应力作用使地基产生不均匀沉降的典型代表。当房屋地基土层分布不均匀，土质差别较大时，往往在不同土层的交接处或同一土层厚薄不一处出现明显的不均匀沉降，造成墙体开裂，其裂缝上大下小，向土质较
4、软或土层较厚的方向倾斜。在房屋高差较大或荷载差异较大的情况下，当墙体未留设沉降缝时，容易山东建筑大学毕业论文3在高低或较重的交接部位产生较大的不均匀沉降裂缝。此时，裂缝位于层数低得荷载轻的部分，并向上朝着层数高的荷载重的部分倾斜。当房屋两端土质压缩性大，中部小时，沉降分布曲线将成凸形，此时，往往除了在纵墙两端出现向外倾斜裂缝外，也常在纵墙顶部出现竖向裂缝。在多层房屋中，当底层窗台过宽时，也往往容易因荷载由窗间墙集中传递，使地基不均匀沉降，致使窗台在地基反力作用下产生反向弯曲，引起窗台中部的竖向裂缝。当新建房屋的基础位于原有房屋基础下时，按照设计要求新、旧基础底面的高差 H 与净距 L 的比值应
5、小于 0.51。否则，由于新建房屋的荷载作用使地基沉降而引起原有房屋、墙体裂缝。同理，在施工相邻的高层和底层房屋时，应本着先高、重，后低、轻的原则组织施工；否则，若先施工了低层房屋后再施工高层房屋，则会造成低层房屋墙体的开裂。从以上分析可知，裂缝的分布与墙体的长高比有密切关系，长高比大的房屋因刚度差，抵抗变形能力差，容易出现裂缝；因纵墙的长高比大于横墙的长高比，所以大部分裂缝发生在纵墙上。裂缝的分布与地基沉降分布曲线密切有关，当沉降分布曲线为凹形时，裂缝较多的发生在房屋下部，裂缝宽度下大上小；当沉降分布曲线为凹形，裂缝较多的发生在房屋的上部，裂缝宽度上大下小。裂缝分布与墙体的受力特点密切有关，
6、在门窗洞口处，平面转折处、层高变化处，由于应力集中，往往也就容易出现裂缝；又因墙体是受剪切破坏，其主拉应力为 45 度角，所以裂缝也成 45 倾斜。为了防止地基不均匀沉降引起墙体开裂，在施工时，首先处理好软土地基和不均匀地基，但在拟定地基加固和处理方案时，又应将地基处理和上部结构处理结合起来考虑使其能共同工作；不能单纯从地基处理出发，否则，不仅费用大，而效果亦差。在上部结构处理上有：改变建筑物体型；简化建筑物平面；合理设沉降缝；加强房屋整体刚度（如增加横墙、增设圈梁、采用筏式基础、箱形基础等） ；采用轻型结构、柔性结构等。2.2.2 温度应力引起墙体裂缝的分析一般材料均有热胀冷缩性质，房屋结构
7、由于周围温度变化引起热胀冷缩变形，称为温度变形。如果结构不受任何约束，在温度变化时能自由变形，那么山东建筑大学毕业论文4结构中就不会产生附加应力。如果结构受到约束而不能自由变形时，则将在结构中产生附加应力或称温度应力。由于钢筋混凝土的线膨胀系数为 1.0810-5/，而普通砖砌体的线膨胀系数为 0.510-5/，在相同温差下，钢筋混凝土结构的伸长值要比砖砌体大一倍左右。所以，在混合结构中，当温度变化时，钢筋混凝土层盖、楼盖、圈梁等与砖墙伸缩不一，必然彼此相牵制而产生温度应力，使房屋结构开裂破坏。温度应力引起墙体裂缝一般有以下几种情况：1、八字形裂缝当外界温度上升时，外墙本身沿长度方向将有所伸长
8、，但屋盖部分（特别是直接暴露在大气中的钢筋混凝土层盖）的伸长值大得多。从屋盖与墙体连接处切开来看，屋盖伸长对墙体产生附加水平推力，使墙体受到屋盖的推力而产生剪应力，剪应力和拉应力又引起主拉应力，当主拉应力过大时，将在墙体上产生八字形裂缝。由于剪应力的分布大体是中间为零，两端最大，因此八字形裂缝多发生在墙体两端，一般占二、三个开间，且发生在顶层墙面上。2、水平裂缝和包角裂缝平屋顶房屋，有时在屋面板底部附近或顶层圈梁附近，出现沿外墙顶部的纵向水平裂缝和包角裂缝，这是由于屋面伸长或缩短引起的向外或向内推拉力而产生的，包角裂缝实际上是水平裂缝的一种形式，是外横墙和纵墙的水平裂缝连接起来形成的，在这种情
9、况下，下面一般不会再出现八字形裂缝。有时，外纵墙的水平裂缝也会出现在顶层的窗台水平处。3、女儿墙根部和竖向裂缝女儿墙根部由于受到屋面伸长或缩短引起的向外或向内的推、拉力，使女儿墙根部的砌体外西域女儿墙外倾现场，形成水平裂缝。有时，由于钢筋混凝土屋面的收缩，也可能使女儿墙处于偏心受压状态，从而造成女儿墙上部沿竖向开裂。此外，在楼梯间两端或有错层处的墙体将易产生局部的竖向裂缝，这是由于露面收缩产生较大的拉力所致。影响房屋伸缩出现的裂缝的原因很多而且复杂，以上所述的仅是一些常见的情况。为了减少温度应力的影响，可采取合理地设伸缩缝，避免楼面错层和山东建筑大学毕业论文5伸缩缝错位；加强屋面保温、隔热；用
10、油毡夹滑石粉或铁皮将屋面板和墙体隔离，并在女儿墙根部留一定孔隙，使其能自由伸缩且有伸缩余地；采用蓄水层面域种植屋面；女儿墙设构造柱；加强结构的薄弱环节，提高其抗拉强度等技术措施。2.2.3 由于干缩引起的施工裂缝分析烧结粘土砖，包括其它材料的烧结制品，其干缩变形很小，且变形完成比较快。只要不使用新出窑的砖，一般不需要考虑砌体本身的干缩变形引起的附加应力。但这类砌体在潮湿情况下会产生较大的湿胀，而且这种湿胀是不可逆的变形。对于砌块、粉煤灰砖等砌体，随着含水量的降低，材料会产生较大的干缩变形。 2.3 悬挑结构裂缝或坍塌分析实际施工过程中，悬挑结构裂缝或坍塌实例较多，一是整体倾覆坍塌，二是沿悬臂梁
11、、板根部断塌。2.3.1 稳定力矩小于倾覆力矩悬挑结构是靠压重或外加拉力来保持稳定，要求抗倾覆的安全因素不小于1.5，若稳定力矩小于倾覆力矩时，必然失稳，倾覆坍塌。如雨篷、挑梁，当梁上压重（砖砌的高度）不能满足稳定要求时，就拆除支撑、模板，即会产生坍塌事故。2.3.2 模板支撑方案不当悬挑结构根部受力最大，当混凝土浇筑后，尚未达到足够强度时，模板支撑产生沉降，根部混凝土随即开裂，拆模后将从根部产生断裂坍塌；若悬挑结构为变截面时，施工时将模板做成等截面外形，而造成根部断面减少，拆模后也会造成断塌事故。2.3.3 钢筋错位、变形悬挑结构根部负弯矩最大，主筋应配在梁板的上部。若施工时将钢筋放在下部，
12、或被踩踏向下变形过大，或锚固长度不够等原因，拆模后，均会导致根部断塌。2.3.4 施工超载悬挑结构的固端弯矩与作用荷载成正比，如施工荷载超过设计荷载，山东建筑大学毕业论文62.3.5 拆模过早不少悬挑结构断塌事故都是由于拆模过早，混凝土未达到足够强度所造成。所以，规范规定，跨度小于 2m 的悬臂梁及板，混凝土拆模强度应大于等于 70%；跨度大于 2m 的悬臂梁及板，混凝土的拆模强度为 100%。2.4 钢筋砼柱吊装过程中断裂2.4.1 事故概况 某工程项目 C 列柱为等截面柱，长 l2m；断面为 400mm600mm；采用对称配筋，每边为 4 业 16，构造筋为 2 业 12；混凝土强度等级为
13、 C20，吊装时已达 100%强度；柱为平卧预制，一点起吊；吊点距柱顶 2m；刚吊离地面时，在柱脚与吊点之间离柱脚 4.8m 左右产生裂缝，裂缝沿底面向两侧面延伸贯通，最大宽度达 1.3mm，使柱产生断裂现象。2.4.2 事故原因分析 此事故的主要原因是：柱平卧预制吊装，吊点受力与使用受力不一致；吊点选择不合理，吊装弯矩过大，其抗弯强度和抗裂度不能满足要求所造成。现予以分析验算如下：1、吊点选择不符合吊装弯矩 MDm 最小的原则柱子吊装弯矩的大小与吊点位置密切有大而遭受破坏，其吊点选择的原则：必须力求吊装弯距最小。为此，对等截面柱，当一点起吊时，应使|Mmx|-MD|，即跨中最大正弯距语吊点处
14、负弯距的绝对值相等。据此求得吊点位置距柱顶为 0.293L（L 为柱长）处。当 L 为 12 米时，吊点距柱顶应为0.293123.5m。原吊点离柱顶为 2m，故不符合吊装弯矩最小的原则，吊装时必然使跨中最大弯矩的绝对值大于吊点处负弯矩的绝对值，所以裂缝发生在跨中最大正弯矩的截面处。2、柱子吊装中抗弯强度不够现就按吊装弯矩最小进行验算，柱子平卧预制一点起吊，其抗弯强度也不能满足要求。验算结果如下：（1）计算荷载 g取钢筋混凝土重力密度为 25000N/m3，则自重为0.40.6250006000N/m；动载系数为 1.31.5，取 1.5，则计算荷载山东建筑大学毕业论文7q1.56000900
15、0N/m。（2）计算简图按吊装弯短最小的原则，吊点离柱顶为 3.5m，吊装时柱脚不离地，柱子刚吊离地面近似于一根悬臂的简支梁。3、柱子吊装中抗裂度不够按施工验收规范规定，钢筋混凝土构件在吊装中受拉区裂缝宽度不大于0.20.3mm，而裂缝宽度与钢筋的受拉应力有关，钢筋受拉应力愈大，则裂缝宽度愈大。所以，在柱子吊装中常用钢筋的拉应力来控制裂缝的宽度。只要钢筋拉应力满足下式要求，说明裂缝宽度在允许范围内，能满足抗裂度要求。说明抗裂度不能满足要求。2.4.3 经验教训 从上述事故中，应吸取的经验教训如下：（1）由于柱子吊装受力与使用受力不一，因此吊装前必须进行吊装验算。（2）当吊装受力与使用受力不一时
16、，吊点选择应符合吊装弯矩最小的原则，以免吊装弯矩过大而过受破坏。如在本例中，按吊装弯矩最小的原则，确定吊点距柱顶为 3.5m 时，其跨中的正弯矩与吊点处的负弯矩的绝对值相等，均为55.12510。而按原吊点距柱顶为 2m 时，其跨中最大弯矩为103.6810Nmm，最大弯矩截面距柱脚为 4.8m 处。由此可见，原吊点跨中正弯矩要比按吊装弯矩最小的原则确定吊点跨中正弯矩大 1.88 倍。该柱在离柱脚4.8m 处出现较大裂缝，产生断裂现象，也证明了该截面处的吊装弯矩最大。（3）当吊装受力与使用受力一致时，吊点的选择应尽可能符合使用受力的要求，如简支梁的两吊点应靠近梁的两端；悬臂梁的两吊点应在梁的两支座处。（4）若经吊装验算，抗弯强度和抗裂度不能满足时，首先考虑翻身起吊。如本例采用翻超身吊时，则抗弯强度和抗裂度均可满足，若翻身起吊仍不能满足时，则可增加吊点，改一点起吊为二点起吊，以减小吊装弯矩，或采取临时加固措施。山东建筑大学毕业论文83 裂缝控制与防止措施3.1 总述建筑工程施工
