(4)膨脹裂縫
①凍融裂縫
在寒冷或嚴(yán)寒地區(qū),由于混凝土受潮并遭受多次凍融,造成混凝土裂縫;也可能是由于土體凍脹,使混凝土產(chǎn)生裂縫。
對于一般工業(yè)與民用建筑,凍融裂縫大部分出現(xiàn)在頂層混凝土挑檐、女兒墻、混凝土壓頂?shù)炔课?,少部分在底層勒腳部位出現(xiàn)。有時在衛(wèi)生間、盥洗間靠近外墻的混凝土,因長期受潮,反復(fù)凍融,也會產(chǎn)生這類裂縫。
凍融裂縫的特點,是在裂縫附近的混凝土穌松、剝皮、脫落甚至露筋,導(dǎo)致鋼筋銹蝕。這種裂縫,隨著時間的推移,會繼續(xù)發(fā)展,不斷惡化。
②鋼筋銹蝕裂縫
混凝土使用外加劑不當(dāng)(如使用了超量氯離子的外加劑),或混凝土結(jié)構(gòu)處于有腐蝕性氣體或液體的環(huán)境中,以及混凝土保護(hù)層過薄或露筋,使混凝土鋼筋銹蝕。鐵銹(氧化鐵)體積膨脹,一般膨脹2~4倍,致使混凝土產(chǎn)生裂縫。此外,當(dāng)混凝土碳化深度超過鋼筋保護(hù)層時,也會導(dǎo)致鋼筋銹蝕膨脹,使混凝土產(chǎn)生裂縫。這是因為混凝土中的氫氧化鈣與空氣中的二氧化碳產(chǎn)生化學(xué)反應(yīng),生成碳酸鈣,從而消耗了混凝土中的羥基離子,使混凝土堿性降低。一般混凝土的PH值不小于13,而碳化的混凝土PH值可降低到10以下,鋼筋表面的氧化鐵保護(hù)膜遭到破壞,從而加速了鋼筋銹蝕使混凝土出現(xiàn)裂縫。
因鋼筋銹蝕導(dǎo)致混凝土產(chǎn)生的裂縫,多為縱向順筋裂縫,且縫隙中夾有斑黃色銹邊,這種裂縫嚴(yán)重者,將破壞鋼筋與混凝土之間的粘結(jié)力。
③堿骨料裂縫
這種裂縫,是因混凝土中的水泥、外加劑、混合材料及水中的堿性物質(zhì)與骨料中的活性物質(zhì),發(fā)生膨脹性的化學(xué)反應(yīng)而成。堿骨料裂縫,通常在混凝土澆注成型若干年后出現(xiàn)?;瘜W(xué)反應(yīng)生成物吸水膨脹,使混凝土產(chǎn)生內(nèi)部應(yīng)力而開裂。當(dāng)混凝土處于較干燥的條件下,其堿骨料反應(yīng)是很緩慢的,一般在若干年后才出現(xiàn)。但處在潮濕環(huán)境或水中,則在較短的時間內(nèi),就會出現(xiàn)上述反應(yīng)。
由于活性骨料一般呈均勻分布,故混凝土發(fā)生堿骨料反應(yīng)后,混凝土各部分均產(chǎn)生膨脹應(yīng)力和變形,特別是混凝土在遇水的情況下,其體積膨脹約3~4倍,使混凝土產(chǎn)生膨脹性酥松狀崩裂,裂縫呈大網(wǎng)格狀,中心突起,向四周擴(kuò)散。
此外,水泥中游離氧化鈣過多,在混凝土硬化后,還繼續(xù)水化,發(fā)生固相體積增大,產(chǎn)生體積膨脹,使混凝土出現(xiàn)“出豆子”似的裂縫。小廠(生產(chǎn)的)水泥配制的混凝土常出現(xiàn)這種“出豆子”裂縫。
(5)不均勻沉陷裂縫
地基處理達(dá)不到規(guī)范要求,特別是在嚴(yán)重濕陷性黃土、凍脹土、膨脹土、鹽漬土、軟弱土等不良場地,時常產(chǎn)生地基沉陷(膨脹),致使混凝土產(chǎn)生裂縫。
地基沉陷裂縫具有底層重、上層輕,外墻重、內(nèi)墻輕,開洞墻重、實體墻輕等特點,且多數(shù)為斜向裂縫,少數(shù)為豎向和水平向裂縫。地基沉陷裂縫首先在混凝土梁上出現(xiàn),或在梁柱交界處發(fā)生,當(dāng)上部主體結(jié)構(gòu)剛度較大時,有時也在獨立基礎(chǔ)與柱根交接處出現(xiàn)裂縫。
2.2砌體裂縫
砌體裂縫與混凝土裂縫,產(chǎn)生的原因基本相同,大體上來說,可分為兩大類:荷載和變形變化(溫度、約束、凍脹、不均勻沉陷)。直觀地說,上部裂縫與屋面(溫度)有關(guān),中部裂縫與約束有關(guān),下部裂縫與地基(差異、沉降)有關(guān)。
1、荷載裂縫
磚砌體墻垛或柱子,由于軸向力或偏心受壓,其受壓承載力不足,產(chǎn)生豎向裂縫;由于偏心受壓或彎曲,其受拉承載力不足,產(chǎn)生水平裂縫。
2、變形裂縫
(1)溫度裂縫
自然界中,因溫差存在,導(dǎo)致房屋屋面混凝土結(jié)構(gòu),發(fā)生脹縮現(xiàn)象。由于混凝土線膨脹系數(shù)(a=1.0×10-5),是砌體線膨脹系數(shù)(a=0.5×10-5)的兩倍,屋面板變形比砌體變形大。因此,在砌體內(nèi)產(chǎn)生拉應(yīng)力和剪應(yīng)力,使其開裂。具體表現(xiàn)有以下幾方面:
1)女兒墻裂縫
混凝土屋面板,受熱膨脹變形,必然推擠女兒墻,致使女兒墻承受剪力和偏心拉力,在變形區(qū)——墻角區(qū)引起豎向、斜向或水平開裂,同時產(chǎn)生明顯的側(cè)移。屋面面層和保溫層愈厚、愈密實,且直接頂接女兒墻側(cè)面時,開裂及外移愈加嚴(yán)重。一般裂縫寬度靠端部大,中部小,南、西向比東、北向嚴(yán)重。
2)砌體裂縫
①正八字形裂縫
在房屋兩端的頂層和次頂層,尤其是頂層,在窗口對角、窗間墻、窗臺墻、外墻及內(nèi)墻都可能產(chǎn)生斜裂縫(或有水平裂縫)。大多數(shù)情況下,頂層縱向墻兩端部或第一個門窗口出現(xiàn)裂縫的概率高,裂縫往往通過窗口的兩對角,且在窗口處縫寬較大,向兩邊逐漸縮小,縫寬通常在0.2mm以上。
頂層外縱墻,或者在室內(nèi)的橫隔墻和山墻上的斜裂縫,呈正八字形,這是屋面板熱脹冷縮引起的。
②倒八字形裂縫
在個別的建筑物上,也發(fā)現(xiàn)過倒八字形裂縫。這是因為,構(gòu)件受熱后,不是膨脹變形,是縮短,而引起倒八字形裂縫。研究表明,熱膨脹及收縮都有一個時間問題,收縮作用是一個延續(xù)時間較長的過程,當(dāng)受熱或由于混凝土材質(zhì)不良,養(yǎng)護(hù)條件不利時,都會加大收縮變形。所以,如遇溫差較小,膨脹變形不大,收縮變形就可能超過膨脹變形。也可能瞬時受熱膨脹,引起墻體正八字形裂縫,后期逐漸收縮使約束應(yīng)力松馳,如進(jìn)一步收縮,就能引起倒八字形裂縫。實踐表明,溫差往往是可逆,而收縮是不可逆的。
③X型裂縫
當(dāng)屋蓋熱脹冷縮的變形均較大時,在砌體的同一部位,可能同時產(chǎn)生正、倒八字形裂縫,兩者疊加成X形交叉裂縫,這種裂縫一般不多見,縫寬也不大。
④水平裂縫
水平裂縫有三種情況:
1>屋頂下的水平裂縫,這種情況最多見,是受屋面受熱膨脹引起的。其特征是:位于平屋頂下或屋頂圈梁下2~3皮磚的灰縫中,裂縫一般沿外墻頂部分布,兩端較為嚴(yán)重,有時形成水平包角縫,裂縫向中部逐漸減小,且成斷續(xù)狀態(tài)。
2>外縱墻窗口處的水平裂縫,在高大空曠的房屋中較多見,也是因屋蓋受熱伸展引起的。
3>單層廠房與多層生活用房連接處墻體的水平裂縫,有二種情形:當(dāng)生活用房高度低于車間時,在生活用房屋頂處的車間墻上,出現(xiàn)水平裂縫;當(dāng)生活用房高度超過車間屋頂時,在車間屋頂處的生活用房墻上,出現(xiàn)水平裂縫。這是因為,屋面結(jié)構(gòu)受熱變形而擠壓墻體,在墻體內(nèi)產(chǎn)生較高的剪應(yīng)力或彎曲拉應(yīng)力,而使受擠壓墻體產(chǎn)生水平裂縫
⑤豎向裂縫
房屋長度過大,又不按規(guī)定設(shè)置伸縮縫,當(dāng)氣溫或環(huán)境溫度的溫差太大時,在樓(屋)蓋上,每隔一定距離就會產(chǎn)生貫通樓(屋)蓋全寬的裂縫,這種裂縫往往在墻體的門窗口邊或樓梯間等薄弱部位,產(chǎn)生貫通房屋全高的豎向裂縫。
(2)約束裂縫
1)窗臺裂縫
這種裂縫常出現(xiàn)在窗臺墻中間位置處,或窗孔的兩個下角處,上寬下窄,豎向。多數(shù)窗臺縫出現(xiàn)在底層,個別工程向上層延伸,有的延伸至四、五層窗臺上。
裂縫一般在施工后不久(1~3個月),就開始出現(xiàn),并隨時間而發(fā)展,延續(xù)至數(shù)月,有的數(shù)年方穩(wěn)定。
窗臺墻裂縫,產(chǎn)生原因有多種,如地基的變形,地基反壓力和窗間墻對窗臺墻的作用(窗臺墻兩端嵌固約束),即約束變形,使窗臺墻向上彎曲,在窗臺墻的1/2跨度附近,出現(xiàn)彎曲拉應(yīng)力,由此產(chǎn)生上寬下窄的豎向裂縫。同時,窗間墻給窗臺墻的壓力作用,在窗角處產(chǎn)生較大的剪應(yīng)力,且很集中,引起下窗角開裂。
2)過梁端(板端)墻裂縫
磚混結(jié)構(gòu)的門窗洞口上,常設(shè)置鋼筋混凝土過梁等構(gòu)件, 在梁端部的墻體上,常出現(xiàn)局部豎向或稍傾斜的裂縫。裂縫中間寬,上、下端小,有的還通到窗口下角附近。當(dāng)過梁不明露(暗梁)時,裂縫細(xì)微或不易發(fā)現(xiàn)。過梁外露時,裂縫都很明顯。過梁愈大,裂縫愈較寬、較長。
磚混結(jié)構(gòu)房屋中,往往有兩種、甚至有數(shù)種不同層數(shù)的結(jié)構(gòu),而且樓板相互錯開。在錯層處的砌體上,出現(xiàn)豎向裂縫,裂縫較寬,有的達(dá)數(shù)毫米,甚至十幾毫米。另外,在較長建筑物的樓梯間中,樓板在樓梯間處斷開,在樓板的端部砌體上,亦出現(xiàn)豎向裂縫。
過梁端部和錯層部位(樓梯間)砌體的裂縫,是組合結(jié)構(gòu)的變形差異引起的,如過梁的收縮和降溫變形在梁端達(dá)到值,錯層(梯間)的鋼筋混凝土樓板,在錯層處(樓板端處)的變形也達(dá)到值,而砌體在這些部位,卻沒有適應(yīng)梁板端部變形的余地,變形達(dá)到一定數(shù)值后,引起局部受拉而開裂。
3)承重墻裂縫
有些建筑物,在承重墻的中間部位出現(xiàn)豎向裂縫,上寬下窄。這是砌體承受負(fù)彎矩作用所致。
4)干縮裂縫
理論研究和工程實踐表明,矮而長的混凝土砌塊墻體,在剛度很大的混凝土樓蓋或地基約束下,其干縮變形,是從自由端向內(nèi)收縮,直到收縮應(yīng)力過大時,在砌體中間的頂部產(chǎn)生上大下小的裂縫。
隨著砌體長高比的減小,結(jié)構(gòu)受到基礎(chǔ)或樓蓋的約束也隨之減少。這時的砌體上干縮裂縫的分布則變?yōu)樯喜枯p下部重,底層最重,二層較輕,二層以上很少見。裂縫走向,是從底部的窗臺墻(或窗下角)垂直或斜向向下發(fā)展,上寬下窄,嚴(yán)重的直接近地面。
較長的實體墻,如山墻,在砌體的中部偏下范圍內(nèi),產(chǎn)生上、下小,中間大的棗核形裂縫。
(3)沉降裂縫
地基差異沉降有以下幾種情況:
一是不均勻地基,地基土為軟土、填土、填料、沖溝、古河道、暗渠等;
二是地基均勻,但荷載差別過大,結(jié)構(gòu)物剛度差別懸殊時,必然引起地基變形;
三是舊建筑物旁建設(shè)體量大的新建筑物,因新建筑物沉降遠(yuǎn)大于舊建筑物,致使舊建筑物地基不均勻沉降;
四是工程附近有深基坑開挖、井點降水、沉井降水、大面積堆料、填土和打樁等,這些因素對工程產(chǎn)生附加沉降和水平位移,特別是在軟土條件下;
五是地基處理和結(jié)構(gòu)造型不當(dāng)。
1)正八字形裂縫(中部沉降)
這種裂縫發(fā)生在建筑物中下部砌體,有的居中,有的在墻角局部。
一般情況下,地基受到上部傳遞的壓力,引起地基的沉降變形呈“凹”形,稱為“盆形沉降曲面”,狀如倒置的雙曲扁殼。這是由于中部壓力相互影響,高于邊緣處相互影響,以及邊緣處非受載區(qū)地基對受載區(qū)下沉有剪切阻力等共同作用的結(jié)果,它使地基反壓力在邊緣區(qū)偏高。
這種沉降使建筑物形成中部沉降大、端部沉降小的彎曲,產(chǎn)生正彎矩。結(jié)構(gòu)中下部受拉,端部受剪。墻體由于剪力形成的主拉應(yīng)力而破裂,裂縫呈正八字形。
越靠近地基和門窗孔部位,墻體裂縫越嚴(yán)重。
因中上部受壓后有“拱”作用,中下部開裂區(qū)的墻體因自重下墜,造成垂直方向拉應(yīng)力,可能形成水平裂縫。
2)倒八字形(兩端部沉降)
地基中部有回填砂、石,或中部地基堅硬而端部軟弱,或由于荷載相差懸殊,建筑物兩端部沉降大于中部時,主拉應(yīng)力引起差異沉降及斜裂縫,即形成倒八字形裂縫。
局部的差異沉降不僅引起斜裂縫,而且由于垂直沉降引起砌體水平裂縫。這是砌體中存在垂直向下的下沉應(yīng)力。
3)半八字形裂縫(一端沉降)
①房屋地基一端軟弱,或建筑物一端樓層較高(荷重),造成房屋一端沉降量大而產(chǎn)生半八字形裂縫,其方向朝沉陷上方或高樓層方向延伸。
②相鄰建筑物間距較小,后建高大建筑物,造成原有房屋,產(chǎn)生新的不均勻沉降(一端沉降量大),而出現(xiàn)半八字形裂縫,其方向向高大房屋升高。
③建筑物平面為L形、山字形、工字形,在縱橫建筑物交接處基礎(chǔ)密集,地基應(yīng)力重疊,該部位的沉降量較大,使建筑物在此處出現(xiàn)半八字形裂縫。
④建筑物沉降縫寬度太小,當(dāng)發(fā)生不均勻沉降時,兩側(cè)建筑物均向沉降縫傾斜,因縫內(nèi)填塞的建筑垃圾,產(chǎn)生了水平擠壓力,在較低部分的墻體上出現(xiàn)半八字形裂縫。
(4)震害裂縫
地震后,砌體常常產(chǎn)生交叉剪切裂縫。這類裂縫寬度較大,長度較長。
地震作用,使地基產(chǎn)生動態(tài)變形,并通過基礎(chǔ)傳遞給結(jié)構(gòu)物,在結(jié)構(gòu)物上產(chǎn)生慣性力,包括垂直方向與水平方向分力。其中,水平慣性分力是主要的,并常常引起斜裂縫
地震力在地基與墻體結(jié)合面上引起剪應(yīng)力,因地震作用,地基反復(fù)的動態(tài)變形,就使剪應(yīng)力方向反復(fù)變化,從而引起交叉裂縫,房屋底層較為突出。
如果,軟土地基是非均勻分布的,那么,垂直慣性分力在垂直方向,引起差異沉降,將導(dǎo)致結(jié)構(gòu)物豎向開裂。
滑坡裂縫,當(dāng)?shù)鼗馏w或巖體沿某一滑動面滑動時,建筑物多出現(xiàn)水平剪力裂縫和主拉應(yīng)力斜裂縫。
①凍融裂縫
在寒冷或嚴(yán)寒地區(qū),由于混凝土受潮并遭受多次凍融,造成混凝土裂縫;也可能是由于土體凍脹,使混凝土產(chǎn)生裂縫。
對于一般工業(yè)與民用建筑,凍融裂縫大部分出現(xiàn)在頂層混凝土挑檐、女兒墻、混凝土壓頂?shù)炔课?,少部分在底層勒腳部位出現(xiàn)。有時在衛(wèi)生間、盥洗間靠近外墻的混凝土,因長期受潮,反復(fù)凍融,也會產(chǎn)生這類裂縫。
凍融裂縫的特點,是在裂縫附近的混凝土穌松、剝皮、脫落甚至露筋,導(dǎo)致鋼筋銹蝕。這種裂縫,隨著時間的推移,會繼續(xù)發(fā)展,不斷惡化。
②鋼筋銹蝕裂縫
混凝土使用外加劑不當(dāng)(如使用了超量氯離子的外加劑),或混凝土結(jié)構(gòu)處于有腐蝕性氣體或液體的環(huán)境中,以及混凝土保護(hù)層過薄或露筋,使混凝土鋼筋銹蝕。鐵銹(氧化鐵)體積膨脹,一般膨脹2~4倍,致使混凝土產(chǎn)生裂縫。此外,當(dāng)混凝土碳化深度超過鋼筋保護(hù)層時,也會導(dǎo)致鋼筋銹蝕膨脹,使混凝土產(chǎn)生裂縫。這是因為混凝土中的氫氧化鈣與空氣中的二氧化碳產(chǎn)生化學(xué)反應(yīng),生成碳酸鈣,從而消耗了混凝土中的羥基離子,使混凝土堿性降低。一般混凝土的PH值不小于13,而碳化的混凝土PH值可降低到10以下,鋼筋表面的氧化鐵保護(hù)膜遭到破壞,從而加速了鋼筋銹蝕使混凝土出現(xiàn)裂縫。
因鋼筋銹蝕導(dǎo)致混凝土產(chǎn)生的裂縫,多為縱向順筋裂縫,且縫隙中夾有斑黃色銹邊,這種裂縫嚴(yán)重者,將破壞鋼筋與混凝土之間的粘結(jié)力。
③堿骨料裂縫
這種裂縫,是因混凝土中的水泥、外加劑、混合材料及水中的堿性物質(zhì)與骨料中的活性物質(zhì),發(fā)生膨脹性的化學(xué)反應(yīng)而成。堿骨料裂縫,通常在混凝土澆注成型若干年后出現(xiàn)?;瘜W(xué)反應(yīng)生成物吸水膨脹,使混凝土產(chǎn)生內(nèi)部應(yīng)力而開裂。當(dāng)混凝土處于較干燥的條件下,其堿骨料反應(yīng)是很緩慢的,一般在若干年后才出現(xiàn)。但處在潮濕環(huán)境或水中,則在較短的時間內(nèi),就會出現(xiàn)上述反應(yīng)。
由于活性骨料一般呈均勻分布,故混凝土發(fā)生堿骨料反應(yīng)后,混凝土各部分均產(chǎn)生膨脹應(yīng)力和變形,特別是混凝土在遇水的情況下,其體積膨脹約3~4倍,使混凝土產(chǎn)生膨脹性酥松狀崩裂,裂縫呈大網(wǎng)格狀,中心突起,向四周擴(kuò)散。
此外,水泥中游離氧化鈣過多,在混凝土硬化后,還繼續(xù)水化,發(fā)生固相體積增大,產(chǎn)生體積膨脹,使混凝土出現(xiàn)“出豆子”似的裂縫。小廠(生產(chǎn)的)水泥配制的混凝土常出現(xiàn)這種“出豆子”裂縫。
(5)不均勻沉陷裂縫
地基處理達(dá)不到規(guī)范要求,特別是在嚴(yán)重濕陷性黃土、凍脹土、膨脹土、鹽漬土、軟弱土等不良場地,時常產(chǎn)生地基沉陷(膨脹),致使混凝土產(chǎn)生裂縫。
地基沉陷裂縫具有底層重、上層輕,外墻重、內(nèi)墻輕,開洞墻重、實體墻輕等特點,且多數(shù)為斜向裂縫,少數(shù)為豎向和水平向裂縫。地基沉陷裂縫首先在混凝土梁上出現(xiàn),或在梁柱交界處發(fā)生,當(dāng)上部主體結(jié)構(gòu)剛度較大時,有時也在獨立基礎(chǔ)與柱根交接處出現(xiàn)裂縫。
2.2砌體裂縫
砌體裂縫與混凝土裂縫,產(chǎn)生的原因基本相同,大體上來說,可分為兩大類:荷載和變形變化(溫度、約束、凍脹、不均勻沉陷)。直觀地說,上部裂縫與屋面(溫度)有關(guān),中部裂縫與約束有關(guān),下部裂縫與地基(差異、沉降)有關(guān)。
1、荷載裂縫
磚砌體墻垛或柱子,由于軸向力或偏心受壓,其受壓承載力不足,產(chǎn)生豎向裂縫;由于偏心受壓或彎曲,其受拉承載力不足,產(chǎn)生水平裂縫。
2、變形裂縫
(1)溫度裂縫
自然界中,因溫差存在,導(dǎo)致房屋屋面混凝土結(jié)構(gòu),發(fā)生脹縮現(xiàn)象。由于混凝土線膨脹系數(shù)(a=1.0×10-5),是砌體線膨脹系數(shù)(a=0.5×10-5)的兩倍,屋面板變形比砌體變形大。因此,在砌體內(nèi)產(chǎn)生拉應(yīng)力和剪應(yīng)力,使其開裂。具體表現(xiàn)有以下幾方面:
1)女兒墻裂縫
混凝土屋面板,受熱膨脹變形,必然推擠女兒墻,致使女兒墻承受剪力和偏心拉力,在變形區(qū)——墻角區(qū)引起豎向、斜向或水平開裂,同時產(chǎn)生明顯的側(cè)移。屋面面層和保溫層愈厚、愈密實,且直接頂接女兒墻側(cè)面時,開裂及外移愈加嚴(yán)重。一般裂縫寬度靠端部大,中部小,南、西向比東、北向嚴(yán)重。
2)砌體裂縫
①正八字形裂縫
在房屋兩端的頂層和次頂層,尤其是頂層,在窗口對角、窗間墻、窗臺墻、外墻及內(nèi)墻都可能產(chǎn)生斜裂縫(或有水平裂縫)。大多數(shù)情況下,頂層縱向墻兩端部或第一個門窗口出現(xiàn)裂縫的概率高,裂縫往往通過窗口的兩對角,且在窗口處縫寬較大,向兩邊逐漸縮小,縫寬通常在0.2mm以上。
頂層外縱墻,或者在室內(nèi)的橫隔墻和山墻上的斜裂縫,呈正八字形,這是屋面板熱脹冷縮引起的。
②倒八字形裂縫
在個別的建筑物上,也發(fā)現(xiàn)過倒八字形裂縫。這是因為,構(gòu)件受熱后,不是膨脹變形,是縮短,而引起倒八字形裂縫。研究表明,熱膨脹及收縮都有一個時間問題,收縮作用是一個延續(xù)時間較長的過程,當(dāng)受熱或由于混凝土材質(zhì)不良,養(yǎng)護(hù)條件不利時,都會加大收縮變形。所以,如遇溫差較小,膨脹變形不大,收縮變形就可能超過膨脹變形。也可能瞬時受熱膨脹,引起墻體正八字形裂縫,后期逐漸收縮使約束應(yīng)力松馳,如進(jìn)一步收縮,就能引起倒八字形裂縫。實踐表明,溫差往往是可逆,而收縮是不可逆的。
③X型裂縫
當(dāng)屋蓋熱脹冷縮的變形均較大時,在砌體的同一部位,可能同時產(chǎn)生正、倒八字形裂縫,兩者疊加成X形交叉裂縫,這種裂縫一般不多見,縫寬也不大。
④水平裂縫
水平裂縫有三種情況:
1>屋頂下的水平裂縫,這種情況最多見,是受屋面受熱膨脹引起的。其特征是:位于平屋頂下或屋頂圈梁下2~3皮磚的灰縫中,裂縫一般沿外墻頂部分布,兩端較為嚴(yán)重,有時形成水平包角縫,裂縫向中部逐漸減小,且成斷續(xù)狀態(tài)。
2>外縱墻窗口處的水平裂縫,在高大空曠的房屋中較多見,也是因屋蓋受熱伸展引起的。
3>單層廠房與多層生活用房連接處墻體的水平裂縫,有二種情形:當(dāng)生活用房高度低于車間時,在生活用房屋頂處的車間墻上,出現(xiàn)水平裂縫;當(dāng)生活用房高度超過車間屋頂時,在車間屋頂處的生活用房墻上,出現(xiàn)水平裂縫。這是因為,屋面結(jié)構(gòu)受熱變形而擠壓墻體,在墻體內(nèi)產(chǎn)生較高的剪應(yīng)力或彎曲拉應(yīng)力,而使受擠壓墻體產(chǎn)生水平裂縫
⑤豎向裂縫
房屋長度過大,又不按規(guī)定設(shè)置伸縮縫,當(dāng)氣溫或環(huán)境溫度的溫差太大時,在樓(屋)蓋上,每隔一定距離就會產(chǎn)生貫通樓(屋)蓋全寬的裂縫,這種裂縫往往在墻體的門窗口邊或樓梯間等薄弱部位,產(chǎn)生貫通房屋全高的豎向裂縫。
(2)約束裂縫
1)窗臺裂縫
這種裂縫常出現(xiàn)在窗臺墻中間位置處,或窗孔的兩個下角處,上寬下窄,豎向。多數(shù)窗臺縫出現(xiàn)在底層,個別工程向上層延伸,有的延伸至四、五層窗臺上。
裂縫一般在施工后不久(1~3個月),就開始出現(xiàn),并隨時間而發(fā)展,延續(xù)至數(shù)月,有的數(shù)年方穩(wěn)定。
窗臺墻裂縫,產(chǎn)生原因有多種,如地基的變形,地基反壓力和窗間墻對窗臺墻的作用(窗臺墻兩端嵌固約束),即約束變形,使窗臺墻向上彎曲,在窗臺墻的1/2跨度附近,出現(xiàn)彎曲拉應(yīng)力,由此產(chǎn)生上寬下窄的豎向裂縫。同時,窗間墻給窗臺墻的壓力作用,在窗角處產(chǎn)生較大的剪應(yīng)力,且很集中,引起下窗角開裂。
2)過梁端(板端)墻裂縫
磚混結(jié)構(gòu)的門窗洞口上,常設(shè)置鋼筋混凝土過梁等構(gòu)件, 在梁端部的墻體上,常出現(xiàn)局部豎向或稍傾斜的裂縫。裂縫中間寬,上、下端小,有的還通到窗口下角附近。當(dāng)過梁不明露(暗梁)時,裂縫細(xì)微或不易發(fā)現(xiàn)。過梁外露時,裂縫都很明顯。過梁愈大,裂縫愈較寬、較長。
磚混結(jié)構(gòu)房屋中,往往有兩種、甚至有數(shù)種不同層數(shù)的結(jié)構(gòu),而且樓板相互錯開。在錯層處的砌體上,出現(xiàn)豎向裂縫,裂縫較寬,有的達(dá)數(shù)毫米,甚至十幾毫米。另外,在較長建筑物的樓梯間中,樓板在樓梯間處斷開,在樓板的端部砌體上,亦出現(xiàn)豎向裂縫。
過梁端部和錯層部位(樓梯間)砌體的裂縫,是組合結(jié)構(gòu)的變形差異引起的,如過梁的收縮和降溫變形在梁端達(dá)到值,錯層(梯間)的鋼筋混凝土樓板,在錯層處(樓板端處)的變形也達(dá)到值,而砌體在這些部位,卻沒有適應(yīng)梁板端部變形的余地,變形達(dá)到一定數(shù)值后,引起局部受拉而開裂。
3)承重墻裂縫
有些建筑物,在承重墻的中間部位出現(xiàn)豎向裂縫,上寬下窄。這是砌體承受負(fù)彎矩作用所致。
4)干縮裂縫
理論研究和工程實踐表明,矮而長的混凝土砌塊墻體,在剛度很大的混凝土樓蓋或地基約束下,其干縮變形,是從自由端向內(nèi)收縮,直到收縮應(yīng)力過大時,在砌體中間的頂部產(chǎn)生上大下小的裂縫。
隨著砌體長高比的減小,結(jié)構(gòu)受到基礎(chǔ)或樓蓋的約束也隨之減少。這時的砌體上干縮裂縫的分布則變?yōu)樯喜枯p下部重,底層最重,二層較輕,二層以上很少見。裂縫走向,是從底部的窗臺墻(或窗下角)垂直或斜向向下發(fā)展,上寬下窄,嚴(yán)重的直接近地面。
較長的實體墻,如山墻,在砌體的中部偏下范圍內(nèi),產(chǎn)生上、下小,中間大的棗核形裂縫。
(3)沉降裂縫
地基差異沉降有以下幾種情況:
一是不均勻地基,地基土為軟土、填土、填料、沖溝、古河道、暗渠等;
二是地基均勻,但荷載差別過大,結(jié)構(gòu)物剛度差別懸殊時,必然引起地基變形;
三是舊建筑物旁建設(shè)體量大的新建筑物,因新建筑物沉降遠(yuǎn)大于舊建筑物,致使舊建筑物地基不均勻沉降;
四是工程附近有深基坑開挖、井點降水、沉井降水、大面積堆料、填土和打樁等,這些因素對工程產(chǎn)生附加沉降和水平位移,特別是在軟土條件下;
五是地基處理和結(jié)構(gòu)造型不當(dāng)。
1)正八字形裂縫(中部沉降)
這種裂縫發(fā)生在建筑物中下部砌體,有的居中,有的在墻角局部。
一般情況下,地基受到上部傳遞的壓力,引起地基的沉降變形呈“凹”形,稱為“盆形沉降曲面”,狀如倒置的雙曲扁殼。這是由于中部壓力相互影響,高于邊緣處相互影響,以及邊緣處非受載區(qū)地基對受載區(qū)下沉有剪切阻力等共同作用的結(jié)果,它使地基反壓力在邊緣區(qū)偏高。
這種沉降使建筑物形成中部沉降大、端部沉降小的彎曲,產(chǎn)生正彎矩。結(jié)構(gòu)中下部受拉,端部受剪。墻體由于剪力形成的主拉應(yīng)力而破裂,裂縫呈正八字形。
越靠近地基和門窗孔部位,墻體裂縫越嚴(yán)重。
因中上部受壓后有“拱”作用,中下部開裂區(qū)的墻體因自重下墜,造成垂直方向拉應(yīng)力,可能形成水平裂縫。
2)倒八字形(兩端部沉降)
地基中部有回填砂、石,或中部地基堅硬而端部軟弱,或由于荷載相差懸殊,建筑物兩端部沉降大于中部時,主拉應(yīng)力引起差異沉降及斜裂縫,即形成倒八字形裂縫。
局部的差異沉降不僅引起斜裂縫,而且由于垂直沉降引起砌體水平裂縫。這是砌體中存在垂直向下的下沉應(yīng)力。
3)半八字形裂縫(一端沉降)
①房屋地基一端軟弱,或建筑物一端樓層較高(荷重),造成房屋一端沉降量大而產(chǎn)生半八字形裂縫,其方向朝沉陷上方或高樓層方向延伸。
②相鄰建筑物間距較小,后建高大建筑物,造成原有房屋,產(chǎn)生新的不均勻沉降(一端沉降量大),而出現(xiàn)半八字形裂縫,其方向向高大房屋升高。
③建筑物平面為L形、山字形、工字形,在縱橫建筑物交接處基礎(chǔ)密集,地基應(yīng)力重疊,該部位的沉降量較大,使建筑物在此處出現(xiàn)半八字形裂縫。
④建筑物沉降縫寬度太小,當(dāng)發(fā)生不均勻沉降時,兩側(cè)建筑物均向沉降縫傾斜,因縫內(nèi)填塞的建筑垃圾,產(chǎn)生了水平擠壓力,在較低部分的墻體上出現(xiàn)半八字形裂縫。
(4)震害裂縫
地震后,砌體常常產(chǎn)生交叉剪切裂縫。這類裂縫寬度較大,長度較長。
地震作用,使地基產(chǎn)生動態(tài)變形,并通過基礎(chǔ)傳遞給結(jié)構(gòu)物,在結(jié)構(gòu)物上產(chǎn)生慣性力,包括垂直方向與水平方向分力。其中,水平慣性分力是主要的,并常常引起斜裂縫
地震力在地基與墻體結(jié)合面上引起剪應(yīng)力,因地震作用,地基反復(fù)的動態(tài)變形,就使剪應(yīng)力方向反復(fù)變化,從而引起交叉裂縫,房屋底層較為突出。
如果,軟土地基是非均勻分布的,那么,垂直慣性分力在垂直方向,引起差異沉降,將導(dǎo)致結(jié)構(gòu)物豎向開裂。
滑坡裂縫,當(dāng)?shù)鼗馏w或巖體沿某一滑動面滑動時,建筑物多出現(xiàn)水平剪力裂縫和主拉應(yīng)力斜裂縫。

