淺談砌體結(jié)構(gòu)常見裂縫的原因及防治
關(guān)鍵詞:砌體結(jié)構(gòu),裂縫,原因,防治
在砌體結(jié)構(gòu)建筑物中,墻體裂縫多有發(fā)生,裂縫出現(xiàn)的時間因不同的建筑物而異,有的出現(xiàn)早,有的出現(xiàn)晚,但多發(fā)生在新建房屋的1-3年內(nèi);縫寬不等,較寬者有,嚴重者形成貫穿性裂縫。砌體結(jié)構(gòu)裂縫問題已經(jīng)是一個普遍性的問題,它不僅影響了建筑物的正常使用,降低了建筑功能,縮短了使用年限,而且對抗震也是極為不利的,因此,如何控制砌體結(jié)構(gòu)裂縫問題是擺在工程技術(shù)人員面前的新課題。本文就砌體結(jié)構(gòu)常見裂縫的原因及防治談一些體會。
一、砌體常見裂縫的類型與原因
1、受力裂縫
受力裂縫的產(chǎn)生主要是砌體結(jié)構(gòu)設(shè)計中墻體在外荷載作用下的承載力沒達到規(guī)范所要求的強度,墻體由于外荷載產(chǎn)生的內(nèi)應(yīng)力超過了墻體自身可承受的極限而開裂。受力裂縫破壞基本上分為受壓、受拉、受彎和受剪破壞:
。1)受拉破壞時裂縫成豎向平行分布。
(2)受拉破壞時可分為沿齒縫開裂和沿墻面垂直開裂。當磚塊的強度等級較高而砂漿的強度較低時,磚體的抗拉強度大于該切向的粘結(jié)強度,砌體沿著與砂漿的交接面處處形成齒狀裂縫,墻體開裂破壞。反之,磚體的抗拉強度小于交接面處的粘結(jié)強度,易形成自上而下貫穿墻體的垂直裂縫,墻體開裂。
(3)受彎裂縫破壞與受拉相似。
。4)砌體局部受壓是常見的一種受力狀態(tài),如基礎(chǔ)頂面的墻、柱的支撐處,梁或屋架端部的支撐處。
2、溫度變形
裂縫位置往往出現(xiàn)在房屋頂部附近,以兩端為最常見;裂縫在縱墻和橫墻上都可能出現(xiàn),在寒冷地區(qū)越冬又未采暖的房屋有可能在下部出現(xiàn)冷縮裂縫。位于房屋長度中部附近的豎向裂縫也可能屬于此類裂縫。裂縫形態(tài)最常見的是斜裂縫,形狀有一端寬,另一端細和中間寬兩端細兩種;其次是水平裂縫,多數(shù)呈斷續(xù)狀,中間寬兩端細,在廠房與生活間連接處的裂縫與屋面形狀有關(guān),接近水平狀較多,裂縫一般是連續(xù)的,縫寬變化不大;第三是豎向裂縫,多因縱向收縮產(chǎn)生,縫寬變化不大。裂縫出現(xiàn)的時間大多數(shù)在經(jīng)過夏季或冬季后形成。裂縫的發(fā)展變化隨氣溫或環(huán)境溫度變化,在溫度最高或最低時,裂縫寬度、長度最大,數(shù)量最多,但不會無限制地擴展惡化。出現(xiàn)此類裂縫的建筑物特征是屋蓋的保溫隔熱差,屋蓋對砌體的約束大;當?shù)販夭畲蠼ㄖ镞^長有無變形縫。建筑物的變形往往與建筑物的橫向變形有關(guān),與建筑物的豎向變形無關(guān)。
3、地基不均勻沉降
裂縫位置多數(shù)出現(xiàn)在房屋下部,少數(shù)可發(fā)展到2-3層;對等高的長條形房屋,裂縫大多出現(xiàn)在兩端附近;其他形狀的房屋,裂縫都在沉降變化劇烈處附近;一般都出現(xiàn)在縱墻上,橫墻上較少見。當?shù)鼗再|(zhì)突變時,也可能在房屋頂部出現(xiàn)裂縫,并向下延伸,嚴重時可貫穿房屋全高。裂縫形態(tài)特征較長見的是斜裂縫,通過門窗口的洞口處裂縫較寬;其次是豎向裂縫,不論是房屋上部,或窗臺下,或貫穿房屋全高的裂縫,其形狀一般是上寬下細;水平裂縫較少見,有的出現(xiàn)在窗角,靠窗口一端裂縫較寬;有的水平裂縫是地基局部塌陷而造成的,縫寬往往較大。裂縫出現(xiàn)的時間大多數(shù)在房屋建成后不久,也有少數(shù)工程在施工期間明顯開裂,嚴重的不能竣工。裂縫的發(fā)展變化隨地基變形和時間增長增長裂縫加大加多。一般在地基變形穩(wěn)定后裂縫不再變化,極個別的地基產(chǎn)生剪切破壞,裂縫發(fā)展導(dǎo)致建筑物倒塌。建筑物特征往往是房屋長而不高,且地基變形量大;房屋剛度差;房屋高度或荷載差異大,又不設(shè)沉降縫;地基浸水或軟土地基中地下水位降低;在房屋周圍開挖土方或大量堆載;在已有建筑物附近新建高大建筑物。建筑物的變形用精確的測量手段測出沉降曲線,在該曲線曲率較大處出現(xiàn)的裂縫,可能是沉降裂縫。
二、裂縫的控制措施
1、設(shè)計過程中對砌體裂縫的主動控制
砌體結(jié)構(gòu)裂縫一旦產(chǎn)生,就會降低建筑物的使用功能,嚴重裂縫還會影響結(jié)構(gòu)安全,同時對裂縫進行“加固補強”困難較大,因此防止、控制砌體結(jié)構(gòu)產(chǎn)生裂縫是十分重要的,尤其是在地震區(qū)更為重要,否則將產(chǎn)生嚴重后果。
。1)從計算角度控制。由于砌體裂縫主要是由間接作用引起的,而溫度變化與材料脹縮系數(shù)不同等間接作用引起的砌體附加應(yīng)力的定量計算目前尚無統(tǒng)一的規(guī)范,因此設(shè)計人員應(yīng)根據(jù)當?shù)氐膶嶋H情況,對間接作用可能引起的附加應(yīng)力給予充分考慮和計算,并對砌體強度進行分析計算,以減少在通常溫差下變形裂縫的產(chǎn)生。
(2)規(guī)范結(jié)構(gòu)控制。為控制裂縫的產(chǎn)生,在建筑物的平面布置設(shè)計中,結(jié)構(gòu)的平面形狀應(yīng)力求規(guī)則對稱,如平面形狀不規(guī)則,應(yīng)盡量采用“伸縮縫”將其分成若干獨立規(guī)則單無,“以放為主,抗放兼施”,以避免由于墻體溫度變化產(chǎn)生豎向開裂。對伸縮縫的設(shè)置,設(shè)計規(guī)范的規(guī)定一般較靈活,沒有嚴格和明確規(guī)定,設(shè)計方法均由設(shè)計人員自行處理。根據(jù)多年實際經(jīng)驗,只要按規(guī)范每隔一定距離留一條“伸縮縫”,按“留縫就不裂”的簡單方法,在一般情況即可得到基本控制。在建筑物的豎向設(shè)計時,應(yīng)力求按豎向規(guī)范規(guī)則,盡可能不出現(xiàn)錯層,以避免由于溫度變化產(chǎn)生的水平裂縫。
。3)構(gòu)造控制。
、偌訌娫O(shè)置鋼筋砼圈梁,提高墻體的整體性。在建筑頂層每個開間、在錯層處及屋面不等高處必須設(shè)置圈梁;頂層外圈應(yīng)設(shè)計為暗圈梁,不應(yīng)外漏,這樣可使外圈梁免受陽光直接照射或大氣影響;無論“女兒墻”高低,均要設(shè)置鋼筋混凝土壓頂圈梁,并與“構(gòu)造柱”連為整體,以抵抗裂縫的產(chǎn)生。
、谔岣呶菝姘宓恼w性。屋面板最好采用現(xiàn)澆板,或在預(yù)制屋面板上增加現(xiàn)澆層;在預(yù)制屋面板與外縱墻間設(shè)備現(xiàn)澆板帶,預(yù)制屋面板間設(shè)備現(xiàn)澆板縫梁,使屋面成整體式裝配。
、墼诜课蓓攲佣瞬1-2開間范圍內(nèi)的墻體采用配筋砌體,即每隔8皮磚在水平灰縫內(nèi)加配2φ6鋼筋,并在1-2開間范圍內(nèi)拉通,與“構(gòu)造柱”鋼筋結(jié)合。頂層用磚不應(yīng)低于MU7.5,砌筑砂漿強度不應(yīng)低于MS,以提高墻體抗裂力。
④屋面“挑檐”為外露結(jié)構(gòu),在一天內(nèi)的溫度變化較大,不僅本身容易開裂,而且對墻體開裂也有一定的影響,故應(yīng)適當增加“挑檐”縱向配筋并增設(shè)“變形縫”或“后澆帶”,以減少收縮。“后澆帶”的做法是在其縱向受力較小的中間適當部位,預(yù)留300mm寬的“后澆帶”,用鋼筋貫通,在施工40-60天后再二次澆筑,以起到先放后抗的控制作用。
、葜匾曃菝姹。選擇屋面保溫層時,適當加厚或選用保溫隔熱性能好良好的材料。對屋面保溫層必須按建筑節(jié)能標準進行熱工計算,進一步提高屋面保溫層的保溫隔熱性能。屋面保溫不好是屋面板產(chǎn)生溫度應(yīng)力的直接原因,嚴重時會導(dǎo)致頂層墻體開裂或屋面漏水。保溫層應(yīng)做至“挑檐”或檐溝處,以防止混凝土結(jié)構(gòu)外漏,有條件者必須增設(shè)、架空隔熱層。
三、砌體裂縫的加固處理
1、當屋面保溫層未達到熱工要求和節(jié)能標準時,應(yīng)重做屋面保溫層,使裂縫穩(wěn)定,因為對溫度裂縫僅做一般性的回固補強是無濟于事的,必須從減少溫度應(yīng)力入手。保溫層使用的絕熱材料要滿足表觀密度、粒經(jīng)、導(dǎo)熱系數(shù)與含水率等各頂技術(shù)指標的要求,在施工中要嚴格按照設(shè)計和現(xiàn)行施工規(guī)范的要求施工,力求達到設(shè)計的保溫效果。
2、對地基不均勻沉降引起的砌體裂縫,應(yīng)先加固地基,等沉降量達到穩(wěn)定標準(平均日沉量0.02-0.03以內(nèi))后,再加固墻體。
3、對外縱墻、橫墻、內(nèi)縱墻的裂縫采用鋼筋網(wǎng)水泥砂漿抹面加固法,剔灰縫深12cm,必脹錨栓@500,呈梅花型分布。掛鋼筋網(wǎng)φ6@250,M10水泥砂漿40mL厚,3道成活,施工完后,要注意噴水養(yǎng)護預(yù)防空鼓。
4、對于輕微裂縫可用水泥砂漿加107膠嵌補即可。
四、結(jié)束語
控制裂縫的產(chǎn)生和擴展,是建筑工程中必不可少的一個重要環(huán)節(jié),應(yīng)引起足夠重視?刂屏芽p,重點在防,并需要從設(shè)計、施工上共同努力,采取有針對性的防裂措施,加大主動控制的力度,才能提高新建房屋質(zhì)量的可靠性。只要嚴格執(zhí)行規(guī)定,做到設(shè)計與施工緊密配合,控制裂縫是完全可以做到的。