基于地质雷达探测的墙体裂缝原因研究论文_刘建宙

中国建筑材料工业地质勘查中心陕西总队 710003

摘要:建筑墙体裂缝是建筑施工中较为常见的质量问题,对建筑物的使用和美观都造成极为严重的影响。本文作者针对建筑物墙体裂缝问题,阐述了工程中常见的墙面裂缝、分析出现裂缝的原因,分析地质雷达探测的含义,与地质雷达探测在建筑工程中的使用,同时针对出现的裂缝,提出解决的措施。

关键词:地质雷达;雷达图像;缺陷;墙体裂缝

建筑行业逐渐成为市场经济中重要的组成部分,在经济不断发展与进步的情况下发展建筑,需要以质量为基础更好在市场经济发展中立足。但是最近一段时间内建筑物出现裂缝,对人们的居住环境造成一定程度的影响,对建筑行业的发展而言,是非常不利的。建筑墙体出现裂缝之后除了造成外观上的不协调、影响美观之外,还严重影响建筑物本身的使用寿命。因此对裂缝检测同时还需对裂缝定性检测,提供科学合理的数据为相关的人员解决裂缝问题有很现实的意义。地质雷达检测是最近两年发展起来的一种检测技术,具有快速、无损、检测结果科学直观等特点,这种方式已经被广泛使用与建筑行业的各个领域,同时为解决裂缝等问题提供了良好的技术条件。

1.墙体裂缝

工程中常见的外墙裂缝多种多样,以梁底水平通缝与柱边竖向通缝为例,这种类型的裂缝主要发生在混凝土构件与砌体构件的结合部位,常见的表现形式是混凝土的梁、板、柱与砌体,在交接的位置产生一条裂缝,有的裂缝直接贯穿楼层,斜向通缝,在不同楼层的同一个位置、或者是相反的方向出现斜向通缝。裂缝还出现在门窗等洞口、角落,常常以倒八字形、对称的八字形等,小孔洞周围的裂缝,长度较短、宽度比较细的特点。在外墙根部出现的裂缝,常常处于不规则裂缝状态下,这种裂缝在现实的生活中非常明显,也很普遍。总体来说裂缝的出现,不仅仅影响建筑物的美观,还影响建筑物的使用寿命,在一定的条件下,造成人们的恐慌,对社会意识造成负面的影响。所以研究裂缝出现的原因然后对裂缝定性进而提出有针对性的解决措施有很现实的意义[1]。

2.工程墙体裂缝

2.1工程墙体裂缝分析

某项工程主体结构,地下两层建筑,地上25层框架剪力墙结构,使用混凝土柱、梁与剪力墙承重,楼层与屋面外现浇板,该房屋在使用过程中出现散水上部外墙面处,存在水平向裂缝。为分析墙体出现裂缝的原因,现场使用地质雷达仪对散水下方进行探测寻找其根本原因。在施工现场,由于考虑到现场环境因素,需要探测建筑物的深度和目标类型、探测部位,于是使用地质雷达仪配置为6000MHz天线,以此来进行探测,在散水上方,布置两条纵向测线。

2.2地质雷达探测

地质雷达的组成是:主机、天线、相关系统,根据电磁波在有耗介质中的传播特性向草坪下方发射高频脉冲电磁波,电磁波在传播过程中,受到介质的影响,如传播路径与电磁强度、波形根据介质出现变化。地质雷达主机将此反应适合接受,将接收到的数据进行一系列处理,在处理之后得到雷达图像,工作人员和专业人员针对雷达图像,探测散水下土体的分布于特征。电磁波在介质中的传播,当遇到电性差异介质,如空洞与分界面等,电磁波发生反射,返回到地面,系统接收数据,将接收到的雷达波进行处理与分析。现场数据采集的过程中,使用连接电缆,连接雷达主机的DAD控制单元,天线与笔记本电脑,电池等等,手动设置IP地址之后使用笔记本对雷达主机进行数据交换。检查主机与天线、运行设备让其运行状态处于正常情况下,启动数据采集软件选择驱动程度,设置采集参数。

图1 地质雷达图像

2.3 雷达探测结果

对采集后的数据进行处理,经过滤波和背景去除,过滤多余电波、处理时差与位置偏移等,从而得到雷达灰度剖面图。灰度剖面图是解释地质雷达资料的基础,只要建筑物下方介质存在电性差异,利用雷达灰度剖面图找到反射波,与灰度剖面图对应,根据相邻的反射波对比,把不在同样一条道上的反射波,但处于相同相位的反射波连接在一起,称为同相轴。雷达剖面图识别的部位,是指具有相同特征的反射波的同相轴。洞穴的反映波形是经过很多细小的抛物线形成大块面积的区域,同别的区域形状有明显的区别。经过探测发现,散水下方土体中存在洞穴[2]。对于地质雷达探测出的散水下方洞穴,施工现场进行开挖证实存在洞穴,与雷达探测相吻合。

2.4检测外墙裂缝

现场检测外墙裂缝,现场对散水上部墙体开裂的位置将表面粉刷层清除干净,检查外墙上的裂缝,经过检查之后,确认外墙粉刷层开裂,但是混凝土剪力墙并不存在开裂情况。现场沿着外墙面粉刷层,对存在裂缝位置全面凿除,将墙面散水上方与裂缝下方之间的区域,填满混凝土粉刷层后填塞混凝土粉刷层和上方混凝土粉刷层之间存在的天然冷缝。

3.出现墙面裂缝的原因以及解决措施

3.1裂缝原因分析

在探测完成之后,现场人员检查,裂缝的出现是由于后填混凝土粉刷层,在建筑过程中,与上方的混凝土粉刷层之间存在天然的冷缝,同时与散水下方存在空穴有一定的关系,所以这类裂缝的出现并非是建筑物建设质量出现的原因,属于非结构裂缝。

3.2外墙裂缝措施分析

面对上述裂缝问题,可以针对施工方面提出几点措施,①在建筑过程中,粉刷混凝土粉刷层的时候要确保无死角,在外墙部位、根部位置和散水交界的部位尤其要注意。粉刷的时候应该采取从上往下打底的方式,注意检查其中是否存在空鼓的情况,如果存在空鼓现象,应该要返工重新粉刷,将原本粉刷好的墙壁剔凿之后粉刷,确保质量之后再进行下一道工序。②在混凝土粉刷层粉刷的时候要注意施工工艺,分层方式和间歇粉刷的方式,单次粉刷层厚度要按照规范与要求进行,如果在施工中,粉刷层厚度超过规范要求,粉刷层会下坠开裂,对于建筑质量极为不利。③建筑周边的土体要回填严实,回填之前将回填区域内的垃圾等杂质清除干净,排除积水等物体,回填土中的杂质、草皮、树根、垃圾等物质都要清除干净。回填土要分层回填、夯实,控制好碾压机械的行驶速度,如果机械回填存在困难的地方,需要人工推土进行,依靠人工来完成。

4其余裂缝的解决措施

4.1墙面抹灰裂缝

墙面抹灰裂缝是指在墙面出现大面积的裂纹,起初并不严重,后期出现脱落,返工重做之后很难恢复原本的样貌。预防出现裂缝的方式有,严格配置砂浆,抹灰的工艺合理方式得当。砌体施工控制好施工质量,可以减少出现裂缝的几率。

4.2不同材料间出现的裂缝

由于材料之间的膨胀系数差异以及配置差异出现的裂缝,对于这种裂缝,解决的主要方式是,在砌体施工的时候,确保建材质量防止建材受潮,避免接触到水引起建材的膨胀。如粉煤灰砌块,分有底和无敌,在选择的时候最大可能选择有底的砌块[3]。

4.3门窗洞口的裂缝

出现的原因是有温差变化、钢筋砼的膨胀等,导致结构的变形,给建筑物本身施加压力,压力超过墙体承受力之后,墙体就会开裂。针对这方面的原因,首先是加强设计,如屋内的保温性、隔热性能等。同时还可以多层混合结构增加构造柱,提升抗剪强度等。

结语

综上,运用地质雷达检测建筑物出现裂缝的主要原因,对出现的裂缝找出了合理的解决措施。这项技术具备良好的科学性、合理性、节省了大量成本,降低了检测投入费用,所以地质雷达检测在建筑行业的使用有很现实的意义。

参考文献:

[1]杨雪娟.地质雷达探测技术在地基空洞探测中的应用[J].住宅与房地产,2017(33):206.

[2]王宪伟,薛倬昆,高珍国,et al.中条山隧道二衬裂缝成因分析及加固补强措施研究[J].冶金丛刊,2017(5):60-61.

[3]谢建林,许家林.地质雷达探测顶板离层的数值与物理模拟研究[J].采矿与安全工程学报,2017,34(2):317-322.

[4]叶英,王晓亮,祁曚.瞬变电磁雷达探测不同材质地下管线[J].测绘通报,2019(S1):211-216.

[5]张开伟,吴园平,王世淼,聂庆科,雒斌涛.基于探地雷达技术的水下沉积地形探测应用研究[J].人民长江,2019,50(07):117-122.

[6]唐银海,刘晓云.地质雷达点测法在桥梁桩基岩溶检测中的应用[J].中国标准化,2019(12):176-177.

[7]刘振宇,邹仁辉.高密度电法与地质雷达联作在岩溶及土洞探测中的应用[J].云南地质,2019,38(02):256-261.

论文作者:刘建宙

论文发表刊物:《基层建设》2019年第24期

论文发表时间:2019/11/22

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