建筑工程裂缝机理与防治指南.doc
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1、1建筑工程裂缝机理与防治指南建筑工程裂缝机理与防治指南第一章第一章 总总 则则11 为了更有效地控制与防治建筑工程的结构裂缝,确保建筑工程的质量和建筑物正常使用及耐久性,制订本指南。12 本指南适用于围绕控制与防治建筑工程裂缝而进行的建筑结构设计、建筑材料适用性选择和施工控制及出现裂缝后的检测评定等工作。13 采用本指南时,应和建筑工程结构设计规范以及建筑工程施工技术标准等有关规范配套使用。2第二章第二章 基本规定基本规定21 一般原则211 建筑工程裂缝控制与防治,应采取预防为主的方针;应从建筑材料质量控制和选用、建筑裂缝控制设计、建筑工程施工和使用等方面综合采取措施。212 建筑工程设计单
2、位,执行有关设计标准中关于控制裂缝的规定,并应结合具体工程给出非荷载因素引起裂缝的控制措施。213 施工单位应结合建筑结构的特点编制施工技术方案,在施工技术方案中应制订出施工程序中控制裂缝的措施。214 建筑工程所用的建筑材料、构配件,除应按国家有关规定进行进场复验和见证取样送检外,还应对与控制裂缝有关的建筑材料进行优选及进行必要的适应性试验。215 建筑工程使用中,实施在建筑工程的荷载不得超过设计荷载,增层和增加建筑工程荷载的改造和装修,应考虑建筑结构及其构件的变形或产生裂缝的影响。22 建筑与结构设计221 建筑工程的基础和主体结构设计应采取加强整体性的方案,对于建在软弱地基土上的建筑,宜
3、采取整体性能好的基础型式或采取加强基础整体性的措施。222 在抗震设防区,建筑工程的物地选择,液化土和软土地基的处理,应符合建筑抗震设计规范GB50011-2001 的有关规定。223 建筑基础的选型与设计,应考虑上部结构重力荷载所引起沉降是及其可能的不均匀沉降,并应尽量减少建筑基础的不均匀沉降。224 当新建工程附近存在已有建筑时,新建建筑工程的设计,应考虑新建工程的沉降对已有建筑的影响,应根据已有建筑的类型和基础沉降的影响程度采取留置尺够的距离或采取沉降量小的基础型式以及增设护坡桩等。225 建筑工程的平、立布置宜规则,对于平面凸凹引起的应力集中部位,应采取防止和减轻裂缝的措施。3226
4、建筑工程的伸缩缝设计应满足混凝土结构设计规范GB50010-2002 和砌体结构设计规范GB50003-2001 的规定以及有充分依据的措施。227 建筑工程楼(屋)盖的设计,应考虑温度变化、混凝土收缩对这些构件和结构变形、开裂的影响。228 建筑工程屋盖宜进行热工性能计算和选择适合本地区特点的保温隔热措施,并应对顶屋两个边单元的构件采取增强抗温度应力的构造措施。23 建筑材料231 建筑工程所采用的建筑材料应符合有关标准的规定和设计文件的要求。232 对于建筑工程的水平构件(梁、板)和较大面积的墙体等构件,所用建筑材料在满足材料强度要求前提下,应尽量选择收缩小、抗裂性能好的材料。233 混凝
5、土材料中的掺加剂,应选择与水泥等材料适应性好收缩量小的品种,可通过不同品种的试验进行优选。24 建筑工程施工241 建筑工程施工必须满足建筑工程施工质量验收统一标准GB50300-2001 及其相应专业验收规范的要求。242 建筑工程的施工单位,应根据建筑结构的类型、建筑结构所采用的材料特性和施工环境的实际情况,确定施工方案中有关裂缝控制的措施。243 建筑基础的施工技术方案,应根据建筑场地地基土的层状特点、地下水位及建筑工程周围环境状况,制订防止地基基础不均匀下沉和防止周围建筑工程开裂的具体措施。244 建筑工程的施工技术方案,还应根据建筑工程所在地点和施工季节,制订防止和减轻裂缝的季节性措
6、施。25 裂缝检测与处理251 对出现裂缝的建筑工程,应及时进行检查并初步分析其原因,当裂缝比较多时应进行检测评定,对于因地基不均匀沉降产生的裂缝,应及时进行观测。 252 对于已查明原因且较稳定的裂缝,应及时采取有效措施处理。426 建筑装修和改造261 建筑工程在使用过程中,一般应控制使用荷载不超过设计荷载的取值。262 建筑增层和增加荷载的装修、改造,应对已有建筑的现状进行调查,必要时应对建筑结构质量和性能进行检测鉴定。263 建筑增层和增加荷载的装修改造,应坚持先设计再施工的原则。在设计中应考虑地基基础或某些构件因荷载增加对变形或开裂的影响,制订相应的措施。5第三章第三章 结构缝的设置
7、结构缝的设置3.1.1 超静定混凝土结构的体量较大时,可通过结构缝将其分割为若干相对独立的部分,以避免在超静定结构中积累过大的约束应力而引起间接裂缝。3.1.2 结构缝按其功能,可以分为以下十种类型:(1) 膨胀缝(伸缝):能够有效消解超静定结构中膨胀(伸长)变形的结构缝;(2) 收缩缝(缩缝):能够有效消解超静定结构中收缩(变短)变形的结构缝;(3) 沉降缝:能够有效消解超静定结构中由于不均匀沉降而引起变形差的结构缝;(4) 抗震缝:结构在地震作用下发生强迫位移时,能够消解、缓和结构不同部分碰撞、损坏的结构缝;(5) 体型缝:结构形状或体量发生突变时,将结构分割为不同部分而设置的结构缝;(6
8、) 局部缝:在结构形状突变而容易引起应力集中的部位,为缓和应力集中所设置的局部结构缝;(7) 控制缝:在结构容易发生裂缝的部位,通过预先设置薄弱截面或其它措施,主动引导裂缝出现并加以控制的缝;(8) 拼接缝:预制构件装配连接时,拼接处所形成的缝;(9) 施工缝:混凝土浇筑体量较大时,按预定位置划分为不同的施工浇筑区域,接槎处所形成的缝;(10) 界面缝:混凝土结构与其它结构、构件或建筑材料之间在界面上所形成的缝。3.1.3 结构缝的形式,按其做法可以分为以下七种类型:(1) 全部断开的缝:将结构分割成完全独立的若干部分;(2) 上部断开的缝:基础部分相连而上部结构断开所形成的缝(如排架双柱所形
9、成的缝);(3) 局部断开的缝:结构局部一定范围内分割所形成的缝(如屋盖或顶层音叉式柱所形成的缝);6(4) 钢筋断开、混凝土接槎形成的缝:不考虑传递内力的预制构件之间的拼接缝;(5) 钢筋后连接、混凝土接槎形成的缝:施工阶段不考虑传力,后用搭接、机械连接或焊接实现钢筋连结形成整体而可以传递内力的缝;(6) 钢筋连通、混凝土接槎形式的缝:从受力上按整体考虑,但在施工时混凝土在此接槎而形成的施工缝;(7) 钢筋和混凝土连续、后期引导出现的缝:通过在预定部位削弱截面或采取其它措施(如预埋隔离片等)引导产生并加以控制的缝。3.1.4 结构缝除应符合内力传递的各种要求以外,还应满足以下使用功能:(1)
10、 观感质量:通过建筑处理加以掩饰而避免影响美观、产生不安全感;(2) 防水、防渗、防漏:应采取措施防止水及其它液体、气体的渗漏;(3) 耐久性:不能由于缝的存在而引起结构耐久性方面的隐患,确保混凝土结构在设计使用年限年内的正常工作。3.1.5 结构缝设计时应遵循以下原则(1) 充分根据结构体量、尺度、形状的具体情况,合理布置结构缝的位置,避免约束应力累积过大;(2) 综合考虑各种结构缝的功能,尽可能将不同类型的结构缝合并,做到一缝多能;(3) 根据缝的功能合理设计缝的做法,使其能够起到应有的受力作用并满足使用功能方面的需要;(4) 对于需要传递内力的结构缝,应根据所需传递内力的类型及特点,通过
11、设计保证其相应的传力性能;(5) 应采取有效的建筑处理手法满足外观、防水、抗渗等功能,减少设缝带来的对使用功能的影响;(6) 缝的设计应有可操作性,应做到构造简单、方便施工并能保证质量。7第四章第四章 屋面保温层的设置屋面保温层的设置331 首先应按现行国家标准, “建筑节能标准”做好屋面的保温与隔热,以减少温差,从而降低砌体的温度应力,此项措施是控制砌体结构温度裂缝的最根本措施。其次是适当减少水平阻力系数 Cx,即适当减少顶板与墙体的约束作用,对减少砌体结构温度应力也有一定效果。例如对非地震区,在顶板圈梁与墙体间设置滑动层,即采用“放”的方法;对地震区可采取加强房屋顶层端部的构造措施:例如加
12、钢筋砼抗裂柱、砌体内配筋或加砼配筋带以及提高砌筑砂浆强度等,即采用“抗”的措施。332 按砌体结构设计规范的规定设置伸缩缝,特别是在温差大、气候干燥、蒸发量大的地区,控制砌体结构的伸缩缝距离也是非常重要的;333 根据保温层材料不同的膨胀性能及做法,在保温屋长向中部及保温屋与女儿墙或突出屋面的外墙之间,如水箱间、楼梯间等,应留适当的缝隙,并填塞弹性嵌缝膏;334 保温层或隔热层的铺设,宜延伸至挑檐板的尽端;335 顶层屋面板下设置现浇砼圈梁时,应沿内外墙拉通,不应在横墙上采用“半圈梁” (即圈梁不拉通) ;336 顶层山墙,端部二开间内外纵墙及横墙处设置抗裂柱(即构造柱)。在温差较大的地区,还
13、可以在端部开间门窗洞两侧设置抗裂柱;顶层圈梁下2m 范围墙体内,每隔 500mm,在灰缝中设通常加强拉结钢筋;337顶层窗台下,宜设置一皮砖厚的钢筋砼带或设置配筋砖带。821 通过外墙做外保温,大幅度减小墙体昼夜温差和冬夏温差,从而控制裂缝。822 屋面做保温,大幅度减小墙体昼夜温差和冬夏温差,从而控制裂缝。屋顶传热系数符合民用建筑节能设计标准(采暖居住建筑部分) (JGJ26-95) 、 夏热冬冷地区居住建筑节能设计标准 (JGJ134-2001) 、 夏热冬暖地区居住建筑节能设计标准和民用建筑热工设计规范 (GB50176-93)等标准规定时,屋面板温度一般接近其内表面温度,与屋面未做保温
14、层的情况相比,可大幅减小墙体昼夜温差和冬夏温差。8823 提高墙体,特别是顶层墙体的抗拉强度,顶部两层墙体的砂浆强度等级宜采用 M5.0 以上。824 砖混结构房屋伸缩缝由按 50m 的砌体伸缩缝间距改为按 35m 的混凝土结构伸缩缝间距设置。825 顶层横墙在顶板以下 1000mm 内,每 3 皮砖配 26 通长拉结筋,墙体与构造柱间拉结筋按规程设置。826 山墙沿窗下口增设一道圈梁。827 砖砌女儿墙,不论高低,均应设置构造柱。828 控制内外纵墙的开洞率,窗间墙的宽度不应小于 1500mm。9第五章第五章 地基沉降的控制地基沉降的控制721 地基处理措施 (1)地基处理应根据软弱地基的构
15、成及特性以及上部结构的设计要求,选用适宜的处理方法对软弱地基进行处理,达到提高地基承载力和减小变形、减小不均匀沉降的目的。(2)对选定的地基处理方法,宜按建筑物安全等级和场地复杂程度,在有代表性的场地上进行相应的现场试验或试验性的施工,并进行必要的测试,以检验设计参数和处理效果,如达不到设计要求时,应查明原因,采取措施或修改设计。(3)地基处理除应满足工程设计要求外,尚应做到因地制宜,就地取材,保护环境和节约能源等。722 地基基础检测控制(1)复合地基除进行静载荷试验检验外,尚应进行竖向加固体及桩间土的质量检验。(2)天然地基,复合地基静载荷试验,当按相对变形值确定地基承载力时,同一场地、同
16、一建筑物的各点试验所取的沉降量 s 与荷载板宽度 b 之比必须是在规范要求的允许范围中的同一个数值。723 沉降监测控制采用天然地基和人工处理地基的建筑以及按规范规定需进行变形观测的建筑,尚应进行沉降监测。当基础施工至0.000m 部位时,必须按规范规定位置数量设置沉降观测点,并在主体施工阶段,每一结构层沉降观测一次,主体封顶后进行百日观测。根据百日平均沉降值确定后继观测周期,直至沉降趋于稳定。724 建筑措施在满足有关规范要求的同时,可采取如下措施:(1)纵横向结构构件的布置宜均匀对称,沿平面不错位,沿竖向应上下边疆力求结构平面及体形规整,避免结构平面上的突然变化;(2)建筑物长度宜控制在
17、50m 以内,若超出 50m 应按 50m 段设置沉降缝;10(3)同一结构单元不宜部分采用天然地基,部分采用桩基。725 结构措施在满足有关规定的同时,可采取下列措施(1)采用天然地基和人工处理地基的建筑,除应进行持力层土的承载力计算外,还应进行软弱下卧层验算及地基变形验算,沉降值和局部倾斜值应满足规范要求。(2)条形基础或筏形基础当采用天然地基或人工地基时,在0.000m 标高处必须在纵横向内外墙设置贯通的钢筋砼地圈梁,相应平面内位置基础应采用肋梁式,并在适当位置设置短构造柱,将0.000m 地圈梁与基础底板肋梁拉结,与基础墙一体形成组合梁。(3)当预估沉降量大于 120mm 时,应设置二
18、道内纵墙,且内纵墙应贯通设置,轴线上宜对齐,开洞率不应大于 35%,且洞口处过梁(圈梁或底板肋梁)应适当加强。(4)首层外墙窗台下第一皮砖下应设置 46 通长钢筋或作现浇配筋窗台板,同时从洞边伸入墙内长度不小于 120mm,或在窗台下设置通长钢筋砼梁(带) ,截面高度宜大于或等于 180mm。(5)顶层外墙窗台下,应设置通长钢筋砼梁,梁高宜大于或等于 180mm,梁钢筋伸入构造柱内,长度不应小于 120mm。(6)房屋端开间第一轴线,第二轴横墙与内纵墙交接处构造柱与墙体的拉结钢筋,在顶层上述部位沿内外纵墙及山墙高每隔 500mm 在砌体灰缝中增加4 钢筋网片,网片钢筋伸入构造柱内,当有门窗洞口
19、时,洞口上皮高度范围内应每隔二皮砖配置 36 钢筋或网片。其余各层拉结钢筋按规范构造要求设置。(7)顶层墙体砌筑砂浆强度等级不应低于 M7.5。11第六章第六章 混凝土材料的控制混凝土材料的控制4.3 混凝土原材料混凝土原材料混凝土原材料主要包括水泥、掺合料、骨料、外加剂等。在选择混凝土原材料时,除应满足相应的产品要求外,还应注意以下几点:4.3.1 水泥水泥是混凝土中最主要的胶凝材料。水泥的强度等级要与混凝土的强度等级相适应;水泥的品种要与混凝土的实际应用情况等相适应。对于大体积混凝土宜选用低水化热的水泥。在工期允许的情况下,宜避免使用早强水泥。混凝土材料本身的收缩主要是由于混凝土中水泥的水
20、化造成的。水泥自身的抗裂性对混凝土的抗裂性有较大的影响。因此,要想混凝土有较好的抗裂性一定要选取有较好抗裂性的水泥。水泥抗裂性试验见附录一。4.3.2 外加剂外加剂的品种与掺量应根据混凝土性能的要求、施工及气候条件等因素确定,并且还要考虑外加剂与水泥的适应性及掺加外加剂后水泥的抗裂性。外加剂与水泥的适应性试验见附录二;加入外加剂后水泥的抗裂性可用净浆圆环抗裂法进行试验,加入外加剂后水泥净浆的开裂时间不应短于同条件所测得的纯水泥净浆的开裂时间,并且所选用外加剂的开裂时间越长。其抗裂性越好。在混凝土中加入适量微沫剂对混凝土的抗裂是有好处的。因为微沫剂会在混凝土中产生微小而均匀的气泡,使混凝土的粘滞
21、性增大,抑制沉降离析和泌水,并且混凝土中微小的气泡可以缓解混凝土中产生的收缩等应力,提高混凝土的抗裂性和抗冻性等。混凝土减缩剂能大大降低混凝土的收缩开裂,也是提高混凝土抗裂性的措施之一。4.3.3 掺合料一般情况下,混凝土中加入一定的掺合料不仅可以改善施工性能,而且减少了水泥用量、延长了混凝土凝结时间,降低水化热,从而提高混凝土的抗裂性能。但不同的掺合料对混凝土抗裂性能的贡献不同。圆环抗裂试验表明,加入级及其以上等级的粉煤灰会提高混凝土的抗裂性能,并且随着粉煤灰掺量12的增加,混凝土抗裂性提高。因此在条件允许的情况下,建议加入适量的粉煤灰掺合料以提高混凝土的抗裂性。与此相反,在混凝土中加入硅灰
22、掺合料,对混凝土的抗裂十分不利,在有抗裂要求的混凝土中不宜加入硅灰掺合料。加入掺合料水泥的抗裂性能也可采用水泥净浆圆环法进行抗裂试验。4.3.4 骨料骨料是混凝土的又一主要组成材料。在混凝土中起骨架作用。其级配越好,所组成的混凝土骨架越稳定,抗变形能力越好,并且级配越好,水泥用量越少,二者共同作用,使混凝土的抗裂性越好。在骨料中,含泥量和泥块含量对混凝土的抗裂性也有较大影响,宜适当控制。对于细骨料宜选用细度模数为 2.6 及其以上的中砂,有条件时也可用几种粒径不同的细集料进行级配,选择其最佳级配,并且含泥量宜小于 2%。对于粗骨料宜选用 531.5 的连续粒级,有条件时,也可用几种粒径不同的粗
23、骨料进行级配,选择紧密堆积密度最大的级配为最佳级配。4.3.5 抗裂材料提高混凝土材料抗裂性的另一途径是在混凝土中加入抗裂材料,如各种抗裂纤维以及有机聚合物乳液或粉末等。不同抗裂材料及其掺量对混凝土抗裂性能提高的程度不同,一般情况下,有机纤维如聚丙烯、尼龙类纤维能提高混凝土的塑性抗裂性能,而对硬化后混凝土的抗裂性能无显著影响;钢纤维能提高硬化后混凝土的抗裂性能,而对混凝土的塑性抗裂性能无显著影响。纤维对混凝土的抗裂性能还取决于纤维在混凝土中的分散度和掺量。混凝土加入一定的有机聚合物乳液或粉末,可使混凝土具有一定的柔韧性,从而提高其抗裂性。4.4 混凝土配合比对其抗裂性能的主要影响因数混凝土配合
24、比对其抗裂性能的主要影响因数4.4.1 单位水泥用量在其它条件一定的情况下,混凝土中水泥用量越大,混凝土产生裂缝的可能性越大。减少水泥用量是提高混凝土体积稳定性和抗裂性的重要措施之一。在满足混凝土强度要求的情况下,应尽量降低混凝土中单位水泥用量。水泥用量的降低可采用加入掺合料等措施。4.4.2 水胶比13一般情况下,混凝土的水胶比越小,混凝土的强度越高,但其抗裂性却并非越好。水胶比的变化对干燥收缩和自生收缩的影响不同。水胶比降低时,混凝土的干燥收缩减小,而自生收缩增加,当水灰比大于 0.5 时,其自身收缩和干燥收缩相比可以忽略不计,但是当水灰比小于 0.35 时,自生收缩与干燥收缩则接近各站一
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