論建筑物留置伸縮縫的必要性

王聰會   謝秋芝

 洛陽市建筑公司

1、前言

    當(dāng)結(jié)構(gòu)件處于無約束狀態(tài)時(shí)，伸縮縫的留置與否對結(jié)構(gòu)件的影響不大。當(dāng)結(jié)構(gòu)件受到周圍構(gòu)件約束時(shí)，在外界溫度變化較大時(shí)伸縮縫的作用就會顯示出其重要性，如何留置伸縮縫是建筑施工中一個(gè)不容忽視的問題。

2、工程事故案例分析

    (1)1999年6月31日，重慶市解放碑廣場，在重慶百貨公司與新潮商場之間數(shù)十米的花崗巖地面，隨著一聲沉悶的爆裂聲而拱起：地面斷裂、上鼓，經(jīng)過事故調(diào)查分析發(fā)現(xiàn)，出現(xiàn)該事故的主要原因是花崗巖地面施工采用密縫鋪貼，未按設(shè)計(jì)留置伸縮縫所致。

    (2)2001年7月2日，武漢市氣像局附近路面爆裂上鼓，炸開一道5mm～10mm寬，高約l0Omm的橫向通裂縫，經(jīng)過調(diào)查發(fā)現(xiàn)，造成路面爆裂事故的主要原因是由于伸縮縫寬度、數(shù)量設(shè)置不夠，當(dāng)路面在烈日下受熱膨脹，膨脹值超過了預(yù)留伸縮縫收縮極限而引起的。

   (3)2002年冬季，洛陽市某一跨度為24m、長度為90m的倉庫，室內(nèi)地面施工時(shí)，業(yè)主為了整體美觀，要求地面施工采用整體一次性澆注，隨澆注隨抹灰，一次成型。伸縮縫的施工采用2mm合金鋼切割機(jī)切割，伸縮縫寬3mm、深50mm，縱向設(shè)置3道，橫向設(shè)置5道伸縮縫間距均等，施工完工后，整體效果理想，業(yè)主非常滿意。然而，2003年夏季一個(gè)十分悶熱的下午，車間突然響起一聲悶雷似的爆裂聲．車間地面出現(xiàn)數(shù)道貫通裂縫，且局部地面地基上鼓100mm左右，經(jīng)過調(diào)查分析，產(chǎn)生這種現(xiàn)像的原因是由于伸縮縫設(shè)置過窄、過少所至。通過以上案例分析可以發(fā)現(xiàn)，伸縮縫在施工中是一個(gè)不容忽視的問題，如何合理留置伸縮縫是防止熱脹冷縮變化引起的體積改變對結(jié)構(gòu)件造成不利影響的關(guān)鍵。

3、影響伸縮縫留置的因素

    影響伸縮縫留置的因素與建筑結(jié)構(gòu)件的原材料，長短尺寸，外界溫度等有很大關(guān)系。

    (1)建筑結(jié)構(gòu)件原材料的線膨脹系數(shù)。當(dāng)建筑材料一定時(shí)，建筑材料受溫度變化影響的變化值亦固定下來。線膨脹系數(shù)通常用α表示，單位以l／°C表示，常用建筑材料的線膨脹系數(shù)僅值見表l。

表1    常用建筑材料的線膨脹系數(shù)

    (2)結(jié)構(gòu)件的長度：結(jié)構(gòu)件的長度是影響設(shè)置伸縮縫寬度的重要因素，熱脹冷縮變化引起的結(jié)構(gòu)件的伸長(或縮短)通常和結(jié)構(gòu)件的長度成正比，結(jié)構(gòu)件越長，伸縮縫的寬度會越寬。

    (3)溫差：結(jié)構(gòu)件的脹縮變化是由于外界的溫差引起的，當(dāng)建筑材料一定時(shí)，伸縮縫的寬度與溫差成正比。

4、伸縮縫的寬度設(shè)置與控制

    伸縮縫的寬度設(shè)置應(yīng)根據(jù)建筑結(jié)構(gòu)件的材料，長度及外界溫差綜合考慮。同種材料冬季施工時(shí)應(yīng)留置得寬些，夏季施工時(shí)應(yīng)留置得窄些。如何量化伸縮縫的寬度可根據(jù)下列公式計(jì)算：△L=aL△T式中，△L為伸縮縫所需的最小寬度；α為建筑材料的線膨脹系數(shù)；L為建筑結(jié)構(gòu)件的長度；△T為施工時(shí)的外界溫度與年最高溫度的溫差。

    例如，混凝土道路施工時(shí)，要求每6m設(shè)置一道伸縮縫，道路施工時(shí)的外界平均氣溫為l0℃，外界年最高氣溫為43°C。問伸縮縫的寬度留置3mm能滿足施工要求嗎?經(jīng)過表l可知：混凝土材料的線膨脹系數(shù)a為(10～14)×10-6×1／°C，取最不利值為14×10-6  ×1／°C，L=6000mm，△T=33°C。伸縮縫的最小寬度△L=aL△T=14×10-6× 6000×33=2.772mm故取伸縮縫的最小寬度為3mm能滿足施工要求。

    再如第三案例：洛陽市冬季平均氣溫為5℃左右，年最高氣溫為43℃其施工時(shí)氣溫與一年最高氣溫之差△T=38°C。車間總長90m，均分為6段，可求取：L=15000mm。通過表一可查得混凝土的線膨脹系數(shù)為a=14×10-6×1／°C，故夏季每段地面的伸長量為：△L=aL△T=14×10-6×l5000 ×38=7.8mm

    當(dāng)時(shí)業(yè)主要求留置3mm寬的伸縮縫，顯然小于7.8mm的膨脹伸長量。地面累計(jì)伸長量△L總=6×△L=6×7·98=47.8mm，而施工留置伸縮縫的總量為15mm遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于混凝土地面的總伸長量。故可斷定為事故發(fā)生的主要原因?yàn)樯炜s縫設(shè)置過少或過窄所至。

5、結(jié)語

    通過影響伸縮縫因素的分析，要求我們應(yīng)充分考慮外界因素對結(jié)構(gòu)件的影響，按要求留置伸縮縫是消除因結(jié)構(gòu)件熱脹玲縮產(chǎn)生體積變化所帶來的不利影響，應(yīng)引起工程技術(shù)人員的高度重視。

(本文來源：陜西省土木建筑學(xué)會  文徑網(wǎng)絡(luò)：溫紅娟  劉紅娟  尹維維 編輯 文徑 審核)