1.3.2地基不均匀沉降裂缝的产生机理
⑴ 墙体中下部区域的正八字裂缝
一般情况下,地基受到上部传递的压力,引起地基的沉降变形呈凹形,常称为“盆形沉降曲面”。这是由于中部压力相互影响高于边缘处相互影响,以及边缘处非受载区地基对受载区下沉有剪切阻力等共同作用的结果,导致地基反力在边缘区较高。这种沉降使建筑物形成中部沉降大、端部沉降小的弯曲,产生正弯距。结构中下部受拉,端部受剪,特别是由于端部地基反力梯度很大,端部的剪应力很大,墙体由于剪力形成的主拉应力破裂,裂缝呈正八字形。
由于墙体中上部受压并形成“拱”作用,墙体裂缝越靠近地基和门窗孔越严重。且中下部开裂区的墙体有自重下坠作用,造成垂直方向拉应力,可能形成水平裂缝。
⑵ 墙体斜向裂缝
当地基中部有回填砂、石,或中部地基坚硬而端部软弱,或由于荷载相差悬殊,建筑物端部沉降大于中部时,会形成负弯距。主拉应力将引起墙体的斜裂缝或倒八字裂缝。局部的沉降不均不仅可以引起斜裂缝,由于垂直沉降还可能引起砌体的水平裂缝。
1.3.3 影响地基沉降裂缝的因素
地基、基础、建筑物构成一个整体,共同工作。其内力和变形形态与土的性质、建筑物与地基的刚度、基础与建筑物的尺寸形状、材料的弹塑性性质、徐变等有关。
⑴ 地基与建筑物的相对刚度
为考虑地基与建筑物的共同工作,地基与建筑物的相对刚度可根据葛尔布诺夫方法确定,该法中弹性地基的柔性指数:
μ0—地基土的泊松比;
EJ—地基上梁、板或箱体刚度;
a,b-基础的半长和半宽。
在较好的地基上,地基的变形模量较高,而地基上基础的抗弯刚度较小,结构物的几何尺寸较长,则柔性指数相应增大。这时基础结构接近于柔性板,此时地基的沉降与荷载的分布有关。地基承受荷载大的地方,该处的沉降和变形较大,基础承受的弯矩较小。
⑵ 徐变
建筑物的下沉、水平位移、温度、湿度变化引起的变形,除了绝对数量外,变形速率是一个重要因素。只要变形是缓慢的,则多数建筑物能经受较大的变形而不破坏。其主要原因就是由于建筑材料都具有徐变特性,在变形过程中,其内应力会随着变形速度的下降而松弛。
⑶ 建筑物的形状
[8]。因此,遇不良地基时,在满足使用的情况下应尽量采用平面形状简单的建筑形式。
2 裂缝的预防措施
在目前的技术经济水平下,尚不能完全防止和杜绝由于钢筋混凝土屋盖的温度变形和砌体干缩变形引起的墙体局部裂缝。只能通过一些合理的构造措施,使砌体房屋墙体的裂缝的产生和发展达到可接受的程度[3]。
2.1 温度变化引起的墙体开裂
2.2墙体材料的干缩引起的开裂
2.3 地基沉降引起的开裂
3工程实例
0.887Mpa4 结论
⑴墙体的温度应力与温差成正比,随水平阻力系数和建筑物长度(或伸缩缝间距)非线性增加。
⑵墙体的收缩变形与墙体材料、砌块的含水率以及建筑物的长度有关。粘土和混凝土砌体对含水率变化的反应不同,当失去水分时混凝土砌块会收缩,而粘土砌块会随含水率的增大而膨胀。
⑶地基沉降裂缝的内力和变形形态与土的性质、建筑物与地基的刚度、基础与建筑物的尺寸形状、材料的弹塑性性质、徐变等有关。
⑷影响砌体结构裂缝的因素较多,有些裂缝是由多种因素引起的混合裂缝。设计时可通过构造措施来防止和减轻砌体结构裂缝的危害。