【摘要】由于溫度變化、地基不均勻沉降等因素的影響,常使墻體產(chǎn)生一些形狀不規(guī)則、寬度不等的裂縫,這些裂縫不僅影響建筑外觀造型和使用功能,而且會影響到結(jié)構(gòu)的承載力。本文介紹了溫度應(yīng)力、地基不均勻沉降及結(jié)構(gòu)性問題引起的磚混結(jié)構(gòu)房屋墻體裂縫的表現(xiàn)形式及原因,并提出了防治措施。
【關(guān)鍵詞】磚混結(jié)構(gòu);墻體;裂縫;地基;溫度;結(jié)構(gòu)性
磚混結(jié)構(gòu)房屋由于造價低廉,經(jīng)濟實用,在我國中小城市和廣大農(nóng)村普遍采用,但磚混砌體的抗拉、抗剪力較低,容易產(chǎn)生裂縫,損害房屋的整體性和使用功能。且裂縫一旦產(chǎn)生,對裂縫進行“加固補強”困難較大,同時給居住者在感官上和心理上造成不良影響。隨著人們對居住環(huán)境和建筑質(zhì)量的要求不斷提高,墻體裂縫及滲漏等引起糾紛的增多,使得防止、控制砌體結(jié)構(gòu)裂縫顯得尤為必要,尤其是在地震區(qū)就更為重要。
1 地基不均勻下沉引起的墻體裂縫
1.1 現(xiàn)象
斜裂縫一般發(fā)生在縱墻的兩端,多數(shù)裂縫通過窗口的兩個對角,裂縫向沉降較大的方向發(fā)展,并由下向上發(fā)展。由于橫墻剛度較大(門窗沿口亦少),一般不會發(fā)生較大的相對變形,故很少出現(xiàn)這類裂縫。裂縫多在墻體下部,向上逐漸減少,裂縫寬度下大上小,常常在房屋建成后不久就出現(xiàn),其數(shù)量及寬度隨時間逐漸發(fā)展。
1.1.1 窗間墻水平裂縫。一般在窗間墻的上下對角處成對出現(xiàn),沉降大的一邊裂縫在下,沉降大的一邊裂縫在下,沉降小的一邊裂縫在上。
1.1.2 豎向裂縫發(fā)生在縱墻中央的頂部和底層窗臺處,裂縫上寬下窄。當縱墻頂層有鋼筋混凝土圈梁時,頂層中央頂部豎直裂縫較少。
1.2 原因分析
在高壓縮性的軟土地基上建造房屋或者土質(zhì)分布不均勻、上部結(jié)構(gòu)荷載差異較大以及新舊建筑物相鄰時,地基易產(chǎn)生不均勻沉降,下沉較大部分與下沉較小部分之間出現(xiàn)了相對位移,即基礎(chǔ)底的地基表面出現(xiàn)了局部凹陷,在局部凹陷處,基礎(chǔ)及上部結(jié)構(gòu)失去了支承,其重量只能由墻體承擔,房屋隨之發(fā)生彎曲和剪切變形,在墻體內(nèi)產(chǎn)生應(yīng)力,當應(yīng)力超過砌體強度時,即會在其相應(yīng)最薄弱處首先產(chǎn)生裂縫。
1.3 防治措施
1.3.1 預(yù)防沉降裂縫產(chǎn)生措施:在進行房屋設(shè)計時應(yīng)具備較詳細的工程地質(zhì)勘察資料,掌握各土層的主要物理特性,持力層應(yīng)盡量選取在地基承載力較高的天然地基上,對軟土地基應(yīng)采取適當?shù)奶幚泶胧,即在一定深度范圍?nèi)將軟土挖除,然后采用置換砂石作為持力層等方法。在適當?shù)奈恢迷O(shè)置沉降縫,沉降縫應(yīng)從建筑物的基礎(chǔ)至上部沿全高貫通分開。加強上部結(jié)構(gòu)及基礎(chǔ)的整體剛度,保證房屋沉降時能協(xié)調(diào)一致。
1.3.2 裂縫產(chǎn)生后的治理方法:房屋的不均勻沉降引起的墻體裂縫屬于不穩(wěn)定裂縫,房屋建成后相當長一段時間內(nèi)會有持續(xù)的發(fā)展趨勢。
。1)對地基沉降還未穩(wěn)定的房屋,應(yīng)及時進行地基加固處理。以阻止地基沉降的進一步發(fā)展,然后再對上部結(jié)構(gòu)進行裂縫處理。加固的方法有:灰土擠密樁加固、硅化法加固、石灰漿加固、旋噴樁加固、換土摯層法、強夯法、擴大基礎(chǔ)底面積加固、托底加固等。在軟弱地基上的建筑物,如基礎(chǔ)和上部結(jié)構(gòu)整體性較好,也可采取局部減載來控制沉降的發(fā)展,使其地基沉降趨于穩(wěn)定狀態(tài)。
。2)對于地基沉降已趨于穩(wěn)定的裂縫可采取如水泥砂漿灌縫、局部拆除重砌、配置鋼筋網(wǎng)片外澆細石混凝土等處理方法。
2 溫度變化引起的墻體裂縫
2.1 現(xiàn)象
溫差裂縫較典型和普遍的是房屋頂層兩端內(nèi)外縱墻上的斜裂縫,其形態(tài)是“八”字或“x”形,且顯對稱性,輕微者僅在兩端1個~2個開間內(nèi)出現(xiàn),嚴重者會發(fā)展至房屋兩端1/3縱長范圍內(nèi)并由頂層向下幾層發(fā)展。
2.2 原因分析
此類裂縫對那種剛性屋面、平屋頂,未設(shè)變形縫、隔熱層的房屋更易產(chǎn)生,產(chǎn)生的原因是混凝土與磚砌體二者的線膨脹系數(shù)不同,其數(shù)值大小相差一倍,在環(huán)境溫差影響下,混凝土屋蓋產(chǎn)生的熱脹冷縮變形比較大,而磚墻的變形則小得多,二者之間有產(chǎn)生相對位移的趨勢,致使房屋端部磚墻內(nèi)產(chǎn)生拉力和剪力,使截面突變,應(yīng)力集中等薄弱部位的墻體被剪,拉應(yīng)力剪斷,拉裂,產(chǎn)生裂縫。
2.3 防治措施
2.3.1 屋面加設(shè)保溫層,以有效減小屋蓋與墻體問的溫差,保溫層必須有一定的厚度,且應(yīng)設(shè)隔氣層、保護層和透氣孔等。
2.3.2 當房屋較長、體型較復(fù)雜時,應(yīng)合理設(shè)置伸縮縫。
2.3.3 當縱墻兩端開問內(nèi)設(shè)有較大洞口時,可在洞口兩側(cè)設(shè)置混凝土構(gòu)造柱,并與上、下圈梁拉結(jié),這樣,既可加強該開問的剛度,又可阻止裂縫的發(fā)展。
2.3.4 提高頂層砌體強度,以加強墻體抗溫度應(yīng)力的能力。在頂層端部1個~2個開間砌體水平灰縫內(nèi),鋪設(shè)適量的通長鋼筋,減少頂層端部墻上門窗洞口寬度,加大頂層窗間墻及邊垛的寬度。
2.3.5 切實保證頂層砌體施工質(zhì)量,砌體施工質(zhì)量是防止裂縫的內(nèi)因,嚴格執(zhí)行砌體施工規(guī)范,黏土磚在砌筑前應(yīng)充分濕水,盡量采用整磚砌筑,灰縫砂漿飽滿,上下搭砌,外墻轉(zhuǎn)角處必須同時砌筑,確保砌體施工質(zhì)量。
3 結(jié)構(gòu)性裂縫
3.1 現(xiàn)象
結(jié)構(gòu)性裂縫是危險裂縫。一般產(chǎn)生在荷載較大的底層截面尺寸較小的空間墻,洞邊墻,磚柱等處,以及大梁屋架支座等集中荷載作用的部位,因荷載過大或砌體承載力低,局部承受不足,砌體受壓破壞而產(chǎn)生豎向粉碎性裂縫?p口上寬下窄,上段有不規(guī)則破碎裂縫。
3.2 原因
其引發(fā)原因有結(jié)構(gòu)設(shè)計差錯,砌體內(nèi)埋設(shè)管線過于集中,施工質(zhì)量低劣等原因,由于結(jié)構(gòu)荷載計算遺漏,設(shè)計差錯,構(gòu)造不合理,荷載過大而構(gòu)件截面尺寸偏小,砌體局部承壓不夠,造成結(jié)構(gòu)本身先天不足。砌體內(nèi)埋設(shè)各種管線穿過墻體,管線過于集中,破壞了砌體整體性,減少了砌體截面面積,削弱了砌體承載能力,砌體施工質(zhì)量低劣,砌筑用磚及砂漿強度等級低,水平灰縫砂漿不飽滿,組砌不符合要求,降低了砌體承載能力
3.3 防治措施
3.3.1 正確進行結(jié)構(gòu)計算和設(shè)計。設(shè)計資料要經(jīng)設(shè)計核對,并由審核人員層層把關(guān)。當荷載較大而構(gòu)件截面尺寸受到限制時應(yīng)提高磚和砂漿強度等級,采用配筋砌體提高強度,或加大墻體厚度,設(shè)置附壁柱,在大梁,屋架支座處設(shè)置鋼筋混凝土墊塊。
3.3.2 對由于荷載過大,砌體強度低,已經(jīng)產(chǎn)生裂縫的墻體,可采取減輕上層結(jié)構(gòu)自重與使用荷載,或在其頂部砌體內(nèi)增設(shè)鋼筋混凝土梁,承擔上部傳來的荷載,保護已開裂的砌體。
3.3.3 對結(jié)構(gòu)加強補強。對由于荷載較大,砌體截面尺寸較小,承載力不足,并已產(chǎn)生裂縫的墻體,可采用加大截面尺寸,如將門窗洞口全部或部分用磚堵砌,增設(shè)附壁柱,在已裂砌體外灌注鋼筋混凝土夾板,將已經(jīng)裂縫的磚墻改為鋼筋混凝土墻、柱,提高其承載能力。
除此之外,要注意合理安排施工程序,采用分期施工,在相鄰的高層和低層房屋施工時,先建荷載較重的單元,后建荷載較輕的單元。埋置較深的基礎(chǔ)先施工,易受相鄰建筑物影響的房屋后施工,以減少房屋各部分的不均勻沉降。對于荷載較大的建筑物,荷載宜均勻地逐步增加。
總之,磚混結(jié)構(gòu)房屋墻身開裂原因通常是多方面的,裂縫的出現(xiàn)既與房屋體型、結(jié)構(gòu)類型、構(gòu)件布置、材料性能有關(guān),也與場地地質(zhì)條件、氣溫變化及設(shè)計、施工、使用等因素有關(guān)。所以應(yīng)針對具體情況具體分析,查明原因,采取措施,減少和防止裂縫的產(chǎn)生。
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