【摘要】 分析了磚混結(jié)構(gòu)的墻體裂縫形成原因,給出了相應(yīng)的處理方法,并提出了針對各種原因的裂縫的預(yù)防措施。
【關(guān)鍵詞】 裂縫成因;處理方法;預(yù)防措施
目前,在一般民用建筑中,磚混結(jié)構(gòu)房屋因其造價相對較低,被廣泛采用。但其砌體強(qiáng)度較小,結(jié)構(gòu)自重大,砂漿和磚石之間粘結(jié)力較差,抗拉、抗彎和抗剪強(qiáng)度較低,嚴(yán)重的降低建筑結(jié)構(gòu)的承載力、剛度、穩(wěn)定和整體性、耐久性,甚至還會整體倒塌的重大質(zhì)量事故。因此,正確分析原因、切實加以防治十分必要,十分迫切。造成磚混結(jié)構(gòu)砌體開裂的原因很多,但其主原因有:磚混結(jié)構(gòu)墻體裂縫主要有溫差裂縫、地基不均勻沉降產(chǎn)生的裂縫以及結(jié)構(gòu)裂縫三類。為此,在進(jìn)行工程設(shè)計、施工及使用時應(yīng)采取相應(yīng)措施,防止裂縫的產(chǎn)生和發(fā)展。
1 磚混結(jié)構(gòu)建筑墻體裂縫產(chǎn)生的原因
1.1 溫差裂縫產(chǎn)生的原因剖析。當(dāng)溫度變化時,由于材料熱脹冷縮,房屋部分構(gòu)件將產(chǎn)生各自不同的變形,引起彼此制約產(chǎn)生應(yīng)力。因屋面混凝土與墻體的線膨脹系數(shù)(混凝土線膨脹系數(shù)為10×10,磚砌體線膨脹系數(shù)為5×10)不一致,在環(huán)境溫差影響下,屋面變形較大;當(dāng)屋蓋和墻體處理不當(dāng),會使墻體受拉,當(dāng)其剪力和拉應(yīng)力大于砌體的抗剪抗拉強(qiáng)度時,墻體便被拉裂。這類裂縫普遍是在建筑物的(特別是那些縱向較長的)頂層兩端內(nèi)外縱墻上,其形態(tài)呈“八”字型或“X”型,且顯對稱性,但有時僅一端有,輕微者僅在兩瑞1~2個開間內(nèi)出現(xiàn),嚴(yán)重者發(fā)展至全房屋端1/3縱長范圍內(nèi),并由頂層向下發(fā)展。溫差裂縫的輕重程度與屋頂保溫情況、室內(nèi)外溫差和施工質(zhì)量有關(guān),如屋面保溫隔熱效果好的裂縫輕,保溫隔熱差的裂縫較重。
1.2 地基不均勻沉降裂縫產(chǎn)生的原因剖析。當(dāng)建筑物的主體剛度較差,基礎(chǔ)不足以調(diào)整因沉降差而產(chǎn)生應(yīng)力時便會使磚砌體的薄弱部位產(chǎn)生不同程度的拉應(yīng)力和剪應(yīng)力,當(dāng)砌體的抗拉剪強(qiáng)度不足以抵抗變形應(yīng)力時,墻體會產(chǎn)生裂縫,基礎(chǔ)不均勻沉降引起的裂縫一般在建筑物下部,由下往上發(fā)展,呈“八”、倒“八”、水平及豎縫。當(dāng)長條型的建筑物中部沉降過大,則在房屋兩瑞由下往上成正“八”字縫,且首先在窗對角突破。反之,當(dāng)兩瑞沉降過大,則形成的兩瑞由下往上的倒“八”字縫,也首先在窗對角突破,還可在底層中部窗臺處突破形成由上至下豎縫。當(dāng)某一端下沉過大時,則在某端形成沉降端高的斜裂縫。當(dāng)縱橫墻交點處沉降過大,則在窗臺下角形成上寬下窄的豎縫,有時還有沿窗臺下角的水平縫。引起基礎(chǔ)不均勻沉降的原因有如下幾點:①房屋建于土質(zhì)差別較大的地基上。由于地基土質(zhì)軟弱或建筑地基局部土質(zhì)不均勻,存在暗溝,洞穴,基坑等,土質(zhì)軟硬差異大,受壓后必須產(chǎn)生過大的不均勻沉降。②房屋相鄰部分的高度、荷重、結(jié)構(gòu)剛度差別較大及地基處理不當(dāng)。③建筑物平面形狀復(fù)雜,立面變化過大,長度過大,也會產(chǎn)生不均勻沉降。④地基含水量變化不正常。因周圍環(huán)境某些變化,使建筑物場地地下水位升高,或上下管道滲漏,地表水滲入建筑地基,長期浸泡,土質(zhì)軟化甚至沖刷掏空,導(dǎo)致不均勻沉降。⑤建筑物使用不當(dāng)。隨意改變房屋用途,增大荷載,在室內(nèi)地面堆放超設(shè)計要求的大面積荷載,使地基附加應(yīng)力劇增,導(dǎo)致建筑物不均勻沉降,墻體開裂。
1.3 結(jié)構(gòu)裂縫產(chǎn)生的原因剖析。①結(jié)構(gòu)設(shè)計差錯。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,砌體受壓面積不夠原因,造成結(jié)構(gòu)本身先天不足。②因埋設(shè)各種管線穿過墻體破壞了砌體整體性,減少了砌體截面面積,削弱了砌體承載力。③砌體施工質(zhì)量低劣。由于砌筑用磚和砂漿強(qiáng)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。④使用不當(dāng)。由于改變房屋用途,加大使用荷載或增加振動力,破壞墻體。
2 裂縫的處理
2.1 表面修補(bǔ)法。適用于對寬度較小,不影響建筑的安全使用的裂縫的處理。
2.2 局部修復(fù)法。將開裂部位鑿開,清理干凈,并用水濕潤,再用水泥砂漿或樹脂砂漿等材料將裂縫填實。
2.3 水泥灌漿法。水泥灌漿法分為壓力灌漿和重力灌漿兩種。
2.4 鋼筋拉結(jié)法。適用于墻體兩面開裂的情況,在裂縫的兩側(cè)每間隔0.8m左右的地方將墻體鑿開,加入鋼筋進(jìn)行拉結(jié),并用水泥砂漿將裂縫填實。
2.5 鋼筋水泥夾板墻。適用于墻面裂縫較多,且墻體裂通情況。在墻體兩面加鋼筋網(wǎng)并用穿墻鋼筋拉結(jié)固定后,在表面涂上水泥砂漿加固。
2.6 增加鋼筋混凝土構(gòu)造柱。用于加強(qiáng)內(nèi)外墻體的聯(lián)系,提高墻身的承載能力或剛度。
2.7 整體加固。當(dāng)裂縫較寬且墻身變形明顯,或內(nèi)外拉結(jié)不良,并且只用灌漿等措施處理無法取得理想效果時,可設(shè)置拉桿,有時還設(shè)置封閉的預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土圈對墻體進(jìn)行整體的加固。
2.8 改變結(jié)構(gòu)類型。常用于由荷載原因造成的裂縫,一般是將柱承重改為墻承重。
2.9 轉(zhuǎn)化裂縫。常用于外界溫度變化引起的裂縫。當(dāng)墻體上出現(xiàn)了隨環(huán)境溫度周期性變化的裂縫,且使用充填等方法處理效果不好時,可將裂縫改為伸縮縫。
2.10 其他方法。如整體拆除重建,局部拆除重建等。
3 裂縫的預(yù)防措施
3.1 對外界溫度變化引起的裂縫的預(yù)防。①合理的安排屋面施工時間和施工工序,盡量避免高溫和寒冷季節(jié)施工。加強(qiáng)屋面養(yǎng)護(hù),解決屋面混凝土施工中的內(nèi)應(yīng)力問題,盡可能使用熱膨脹系數(shù)小的材料。②適當(dāng)加大屋面層圈梁和房屋四角構(gòu)造柱的配筋和提高頂層砌體的砂漿標(biāo)號。③在建筑物的兩端的1~2個開間內(nèi)或總長1/4范圍內(nèi)合理設(shè)置伸縮縫。④合理的設(shè)置屋面分隔縫。⑤做好屋面保溫隔熱層,這是最關(guān)鍵的一點。傳統(tǒng)的做法是設(shè)一道空隔熱板,而現(xiàn)有學(xué)者建議采用種植屋面和儲水屋面,或者使用屋面做成太陽能集熱器,把太陽能轉(zhuǎn)換化為電能或其他能量,這樣既符合可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略,又能取得非常的隔熱效果。
3.2 對地基不均勻沉降引起的裂縫的預(yù)防。在建筑設(shè)計和施工過程中,應(yīng)結(jié)合地基基礎(chǔ)的具體情況,做好以下預(yù)防措施:①當(dāng)房屋建設(shè)于土質(zhì)差別較大的地基上,或房屋相鄰部分的高度、荷重、結(jié)構(gòu)剛度、土基基礎(chǔ)的處理方法等有顯著差別時,應(yīng)在差異部位設(shè)置沉降縫,將其劃分剛度較好、長度變化較小的幾個單元,可以減少基礎(chǔ)不均勻沉降在樣體內(nèi)的應(yīng)力,避免墻體裂縫。②將門窗洞口外的剛度,將門窗洞口上的鋼筋混凝土過梁與內(nèi)墻連接起來,形成一個連續(xù)過梁,以增強(qiáng)房屋整體剛度。③做好地質(zhì)勘察工作,準(zhǔn)確的辨別土層成分以及計算出地基的承載能力。盡量避免用軟弱土做持力層,若無法避免,可調(diào)整上部結(jié)構(gòu)剛度,或采用筏式基礎(chǔ),以減少建筑的沉降。④房屋的縱墻宜貫通,橫墻的間距不宜過大,一般小于建筑寬度的1.5倍左右。⑤對于地基持力層不均勻的建筑物,應(yīng)根據(jù)實際情況,將局部基礎(chǔ)適當(dāng)加深或加寬,或局部設(shè)計成板帶基礎(chǔ),降低基底應(yīng)力,盡量達(dá)到地基均勻沉降。⑥施工過程中應(yīng)盡量避免對地基土的擾動,做好排水處理,完工后建筑物四周做散水坡及排水地溝,避免地表水浸泡基礎(chǔ)而局部下沉。⑦設(shè)計時嚴(yán)格按規(guī)范設(shè)置構(gòu)造柱和圈梁,必要時可增加圈梁道數(shù),以增加上部結(jié)構(gòu)的剛度,當(dāng)建筑物屋層較高且大時,在窗頂增設(shè)一道圈梁,效果更好。
4 結(jié)束語
在房屋建設(shè)中,除施工時嚴(yán)格按設(shè)計和規(guī)范操作外,設(shè)計人員應(yīng)根據(jù)建筑的特點、當(dāng)?shù)氐牡刭|(zhì)條件和氣候特征做好設(shè)計工作,嚴(yán)把設(shè)計關(guān),就一定能夠降低和防止磚混結(jié)構(gòu)墻體開裂的現(xiàn)象發(fā)生。
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