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隨著中國(guó)新一輪城市建設(shè)的到來(lái),各地政府都在對(duì)舊城區(qū)進(jìn)行改造,打造一個(gè)現(xiàn)代文明的城市,在改造中勢(shì)必會(huì)對(duì)原舊城區(qū)的建筑進(jìn)行拆、修,由于各施工段施工的時(shí)間不一,周邊建筑受施工的影響普遍出現(xiàn)房屋裂縫等問(wèn)題,本文即是對(duì)這方面工程施工問(wèn)題進(jìn)行分析和探討,并提出其解決方案。

一、工程案例

位于沅江市沿河路的住宅小區(qū)工程,2007年被列入舊城城改造工程,該工程周邊均為六七十年代建設(shè)的民房,天然基礎(chǔ),層高為一至四層不等的磚混結(jié)構(gòu)。由于基礎(chǔ)施工造成南面部分房屋墻面、地面裂縫,裂縫最寬處達(dá)1.5厘米寬。開(kāi)發(fā)商和施工單位對(duì)此非常重視,在基礎(chǔ)施工期間,對(duì)基坑的沉降、位移和裂縫進(jìn)行連續(xù)的觀測(cè)。同時(shí),建設(shè)局和質(zhì)監(jiān)站等有關(guān)領(lǐng)導(dǎo)也非常關(guān)注此事,多次到工地現(xiàn)場(chǎng)指導(dǎo)工作。為了安全起見(jiàn),開(kāi)發(fā)商委托沅江市房地產(chǎn)管理局對(duì)裂縫最寬的房屋進(jìn)行結(jié)構(gòu)安全鑒定,檢測(cè)結(jié)果該房屋滿足安全及使用要求。在該工程基礎(chǔ)完工后,裂縫的發(fā)展已經(jīng)穩(wěn)定,施工單位組織對(duì)裂縫進(jìn)行修復(fù),從而圓滿解決了此事。

二、舊城改造中建筑裂縫產(chǎn)生的原因分析

在舊城改造中,由于新的建筑物多為高層建筑,地下室有一至三層不等。在基坑開(kāi)挖施工過(guò)程中,周邊建筑物經(jīng)常受此影響產(chǎn)生墻面、地面裂縫。就此裂縫的產(chǎn)生而言,主要有以下幾方面的原因:

1.基坑支護(hù)進(jìn)度與錨固措施的影響。在基坑支護(hù)過(guò)程中,必須采取分層開(kāi)挖,及時(shí)支護(hù)的措施,才能確保基坑的安全。如果土方開(kāi)挖后不及時(shí)支護(hù),容易造成土方塌落,產(chǎn)生周邊建筑基礎(chǔ)下沉、墻地面開(kāi)裂等嚴(yán)重后果。而且基坑支護(hù)應(yīng)盡量避免雨季施工。另外,錨固的深度對(duì)基坑的安全也是至關(guān)重要的。

2.基坑邊距離建筑物太近。由于城中建筑物密集,開(kāi)發(fā)時(shí)按紅線劃分后,相鄰地塊開(kāi)發(fā)時(shí)間不同,造成部分建筑物離基坑的距離太近,有些房屋離基坑的距離甚至在五米以內(nèi)。而舊城改造項(xiàng)目很多受到施工場(chǎng)地限制,只能垂直開(kāi)挖,在開(kāi)挖過(guò)程中勢(shì)必影響附近的建筑物。

3.地下降水的影響。由于基礎(chǔ)施工過(guò)程中必須保證基坑內(nèi)無(wú)水作業(yè),因此施工中要采取連續(xù)降水措施,這勢(shì)必造成大面積地下水位下降,從而大大減少了周邊建筑物的基礎(chǔ)土層含水量。而舊城中多數(shù)建筑均為天然基礎(chǔ),承載能力差,容易引起不均勻沉降,從而產(chǎn)生裂縫。這是導(dǎo)致舊城改造周邊建筑裂縫的最主要的原因。

據(jù)此分析,舊城改造中引起的裂縫屬于變形裂縫。變形裂縫一般有三個(gè)階段,一是潛伏期,二是發(fā)展期,三是穩(wěn)定期。此種裂縫的修復(fù)一定要掌握時(shí)機(jī),當(dāng)裂縫進(jìn)入穩(wěn)定期不再發(fā)展時(shí),一次性修復(fù),不會(huì)再裂。

三、房屋裂縫的特性、類型及成因

1.房屋裂縫的特性。房屋裂縫,主要表現(xiàn)在混凝土結(jié)構(gòu)和砌體結(jié)構(gòu)上,大多發(fā)生在施工或使用過(guò)程。房屋在正常使用中,由于舊城城改造過(guò)程中的各種原因,使房屋產(chǎn)生裂縫,房屋裂縫有以下特性:

1.1裂縫易發(fā)性:工程實(shí)踐說(shuō)明,結(jié)構(gòu)物的裂縫是不可避免的,房屋工程也是一樣。因?yàn)槲⒘训拇嬖?是材料本身固有的一種物理性質(zhì)。在工程實(shí)踐中,由于外力的作用,使房屋變形變化,引起的裂縫約占80%以上,由荷載引起的裂縫約占20%左右。裂縫有微觀裂縫和宏觀裂縫之分。微觀裂縫是肉眼看不見(jiàn)的,肉眼可見(jiàn)裂縫范圍一般以0.05mm為界(實(shí)際最佳視力可見(jiàn)0.02mm的裂縫)。小于0.05mm的裂縫,稱為“微觀裂縫”;大于或等于0.05mm的裂縫,稱為“宏觀裂縫”,宏觀裂縫是微觀裂縫擴(kuò)展的結(jié)果。

1.2裂縫安全性:現(xiàn)實(shí)生活中,人們一看到房屋裂縫,就認(rèn)為房屋不安全,就會(huì)垮。工程質(zhì)量投訴人,持這種觀點(diǎn)的屢見(jiàn)不鮮。其實(shí)不然,并不是所有的裂縫都是房屋危險(xiǎn)的征兆,只有那些影響結(jié)構(gòu)承載能力、穩(wěn)定性、剛度以及節(jié)點(diǎn)構(gòu)造可靠性的裂縫,可能危及建筑物的安全使用。而大量常見(jiàn)的裂縫,如溫度、收縮、約束裂縫等,并不危及建筑結(jié)構(gòu)安全。試驗(yàn)表明:普通混凝土構(gòu)件內(nèi)力不到極限荷載的30%(混凝土應(yīng)力達(dá)到抗拉強(qiáng)度,鋼筋應(yīng)力達(dá)50~60Mpa左右),便出現(xiàn)裂縫,裂縫寬度在0.05~0.1mm左右,這種裂縫對(duì)結(jié)構(gòu)的安全度沒(méi)有影響,還可承受70%~80%的極限荷載。

1.3裂縫特狀性:裂縫的形狀有表面的、貫穿的、縱向的、橫向的、上寬下窄的、“棗”核形的、對(duì)角線式的、垂直的、斜向的、外寬內(nèi)窄的、縱深的(深度達(dá)1/2厚度)等。裂縫形狀與結(jié)構(gòu)受力狀態(tài)有直接關(guān)系,一般裂縫的方向同主拉應(yīng)力方向垂直,但在砌塊結(jié)構(gòu)中和結(jié)構(gòu)物的變截面處,剪應(yīng)力可能同裂縫平行(純剪裂縫)。同一條裂縫的寬度是不均勻的。裂縫寬度是指較寬區(qū)段的平均寬度。較寬區(qū)段,是指該裂縫長(zhǎng)度10%~15%的較寬范圍,此段的平均裂縫寬度為該裂縫的最大寬度,以δmax表示。在裂縫長(zhǎng)度的10%~15%較窄區(qū)段內(nèi),確定的平均寬度為該裂縫的最小裂縫寬度,以δmin表示。在最大與最小之間取平均裂縫寬度,以δ表示(為最大與最小的平均值)。對(duì)裂縫狀態(tài)的客觀描述,起碼應(yīng)能給出有關(guān)裂縫間距及裂縫寬度的最大、最小及平均值,即使是一條裂縫,其寬度也應(yīng)有最大、最小及平均值,這會(huì)更加接近實(shí)際工程狀況。

1.4裂縫運(yùn)動(dòng)性:裂縫運(yùn)動(dòng)性有兩種意思:一是裂縫寬度的擴(kuò)展與縮小;二是裂縫長(zhǎng)度的延伸及裂縫數(shù)量的增加。裂縫的穩(wěn)定運(yùn)動(dòng)是正常的。裂縫的不穩(wěn)定運(yùn)動(dòng),是不正常的,要防止。結(jié)構(gòu)物建成后的最初二、三年內(nèi),裂縫的運(yùn)動(dòng)較為顯著,隨著時(shí)間的推移,裂縫的波動(dòng)幅度逐漸衰減,最后趨于穩(wěn)定狀態(tài),只在微小的變動(dòng)幅度內(nèi)運(yùn)動(dòng)。結(jié)構(gòu)上任何裂縫及變形縫,在周期性溫差或周期性反復(fù)荷載作用下,產(chǎn)生周期性的擴(kuò)展或閉合,這就是裂縫的運(yùn)動(dòng)。例如,許多防水工程冬季滲漏,夏季停止,就是這種道理。有些裂縫產(chǎn)生不穩(wěn)定性的擴(kuò)展,應(yīng)考慮加固措施。

1.5裂縫滲漏性:裂縫引起的各種不利后果中,滲漏水占60%。水分子的直徑約0.3×10-6mm,可穿過(guò)任何肉眼可見(jiàn)的裂縫(以0.05mm為界)。但實(shí)際情況不是這樣的,如上述試驗(yàn)資料。裂縫在0.1~0.2mm,雖然不能完全膠合,但可逐漸自愈。

1.6裂縫危害性:房屋裂縫的危害,不言而喻,眾所周知。荷載裂縫、膨脹裂縫及不均勻沉降裂縫,達(dá)到嚴(yán)重程度時(shí),會(huì)導(dǎo)致地基基礎(chǔ)、主體結(jié)構(gòu)的破壞,從而造成房屋垮塌和人員傷亡。有防水要求的屋面、樓面、外墻面,發(fā)生裂縫,會(huì)產(chǎn)生滲漏。滲漏發(fā)生,影響正常使用,導(dǎo)致腐爛,造成不必要損失。

2.房屋裂縫的類型及成因。房屋裂縫,可以說(shuō)是因“力”而生。這有幾種情況:一是由外荷載(如靜、動(dòng)荷載)作用,直接應(yīng)力(即常規(guī)計(jì)算的主要應(yīng)力)引起的裂縫。二是由外荷載作用,結(jié)構(gòu)次應(yīng)力引起的裂縫。許多結(jié)構(gòu)物的實(shí)際工作狀態(tài)同常規(guī)計(jì)算模型有出入,例如屋架按鉸接節(jié)點(diǎn)計(jì)算,實(shí)際混凝土屋架節(jié)點(diǎn)卻有顯著的彎矩和切力,這里所稱的彎矩和切力即為次應(yīng)力,它們時(shí)常引起節(jié)點(diǎn)裂縫。三是變形變化作用,發(fā)生應(yīng)力引起的裂縫。因溫度、收縮、膨脹及不均勻沉陷等因素,引起變形變化。當(dāng)變形得不到滿足才引起應(yīng)力,應(yīng)力超過(guò)一定數(shù)值才引起裂縫。裂縫出現(xiàn)后,變形得到滿足或部分滿足,同時(shí)剛度下降,應(yīng)力就發(fā)生松弛、消失。

概而言之,裂縫分為兩大類:即荷載裂縫和變形裂縫。有關(guān)資料表明,變形變化(溫度、收縮、不均勻沉陷)引起的裂縫占80%以上,由荷載引起的裂縫約占20%左右。在前述80%的裂縫中,也包括變形與荷載共同作用,但是以變形變化為主所引起的裂縫。同樣,在20%的裂縫中,也包括變形變化與荷載共同作用,但是以荷載為主所引起的裂縫。