摘 要:用磚砌體、石砌體或砌塊砌體建造的結(jié)構(gòu),又稱磚石結(jié)構(gòu)。由于砌體的抗壓強(qiáng)度較高而抗拉強(qiáng)度很低,因此,砌體結(jié)構(gòu)構(gòu)件主要承受軸心或小偏心壓力,而很少受拉或受彎,一般民用和工業(yè)建筑的墻、柱和基礎(chǔ)都可采用砌體結(jié)構(gòu)。建筑裂縫有很多種類型,其中砌體裂縫是最常見的一種裂縫類型。建筑裂縫形成的原因是多樣的。本文對(duì)產(chǎn)生裂縫的類型及成因進(jìn)行了分析,并提出了加固與改造的技術(shù)。
關(guān)鍵詞:建筑;砌體結(jié)構(gòu);裂縫;加固
砌體結(jié)構(gòu)(masonry structure) 是由塊材和砂漿砌筑而成的墻,柱作為建筑物主要受力構(gòu)件的結(jié)構(gòu)。它包括磚結(jié)構(gòu)、石結(jié)構(gòu)和其它材料的砌塊結(jié)構(gòu)。砌體結(jié)構(gòu)分為無筋砌體結(jié)構(gòu)和配筋砌體結(jié)構(gòu)。砌體結(jié)構(gòu)在我國應(yīng)用很廣泛,這是因?yàn)樗梢跃偷厝〔,具有很好的耐久性及較好的化學(xué)穩(wěn)定性和大氣穩(wěn)定性,有較好的保溫隔熱性能。砌體結(jié)構(gòu)的缺點(diǎn)是自重大、體積大,砌筑工作繁重。由于磚、石、砌塊和砂漿間粘結(jié)力較弱,因此無筋砌體的抗拉、抗彎及抗剪強(qiáng)度都很低。由于其組成的基本材料和連接方式,決定了它的脆性性質(zhì),從而使其遭受地震時(shí)破壞較重,抗震性能很差,因此對(duì)多層砌體結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)需要采用構(gòu)造柱、圈梁及其它拉結(jié)等構(gòu)造措施以提高其延性和抗倒塌能力。
1 砌體房屋結(jié)構(gòu)抗震的加固準(zhǔn)則
1.1 加固的建筑必須具有完整的抗震性能,不影響建筑以前的構(gòu)造強(qiáng)度。
所謂的抗震整體性能就是所有零件一起承受重力,并且將地震對(duì)荷載的作用恰當(dāng)?shù)膫鬏敗<偃舴课莸恼w抗震性能良好,當(dāng)房屋因?yàn)槭艿酵獠康臎_擊,一些區(qū)域被損壞,如果房屋的整體抗震性能良好,就不容易發(fā)生倒塌。
1.2 建筑物的結(jié)構(gòu)與零件強(qiáng)度級(jí)別符合抗震需求。磚砌體的抗彎強(qiáng)度與抗剪強(qiáng)度一般是抗壓強(qiáng)度的十分之一,當(dāng)磚砌體組織對(duì)水平地震作用承受的過程中,抗彎強(qiáng)度和抗剪強(qiáng)度往往與需求不符,導(dǎo)致要對(duì)很多的磚砌體零件進(jìn)行加固,才能與抗震需求保持一致,亦或是增加建筑物中具有抗震能力的零件數(shù)量來提升房屋抗震能力。
1.3 謹(jǐn)慎選擇針對(duì)性的抗震加固方法。假若房屋的結(jié)構(gòu)體系是非剛性的,需要尤其謹(jǐn)慎挑選抗震加固方式。當(dāng)加固運(yùn)用了加固柱、墻垛、支撐架等原材料的時(shí)候,應(yīng)該格外注意層間位移,抵御變形的強(qiáng)度需要相應(yīng)增強(qiáng)。
2 產(chǎn)生裂縫的類型及成因
2.1 溫度裂縫熱脹冷縮是物質(zhì)的同有特性,由于溫差的作用會(huì)產(chǎn)生不勻稱的伸張縮減,從而導(dǎo)致砌體構(gòu)造形成罅隙。①因?yàn)殇摻罨炷撩姘寮叭α号c磚墻伸縮大小的差異形成罅隙。我們居住的砼平屋蓋房中,常常會(huì)在最頂層的兩側(cè)墻體上看到一些罅隙。房屋周邊的罅隙最普遍的形狀是正“八”字斜裂縫,而平房屋頂下或者屋頂圈梁下沿磚(塊)灰縫形成罅隙形狀一般是水平狀的。當(dāng)建筑物頂板的熱度明顯比下部分的墻體溫度高,或者是砼頂板的線脹系數(shù)明顯大于磚砌體是平屋頂出現(xiàn)溫度裂縫的關(guān)鍵原因,因此頂板與墻體之間的變形會(huì)存在差異,對(duì)墻體形成的拉/剪力數(shù)值超大。②磚砌體本身發(fā)生的伸出縮進(jìn)而構(gòu)成的罅隙。磚砌體的伸出縮進(jìn)與其工作環(huán)境聯(lián)系密切,在土下埋藏的砌體具有恒定的地基,但是外部裸露區(qū)域,例如上部結(jié)構(gòu),溫差轉(zhuǎn)變大、伸縮力度大,在砌體的內(nèi)部就會(huì)形成拉應(yīng)力和剪應(yīng)力。罅隙就是由于拉裂與剪裂的作用而形成的。罅隙的詳細(xì)位置因?yàn)槭桥c建筑物的建造形式與具體的架構(gòu)狀況息息相關(guān),裂縫的級(jí)別是工程實(shí)施的季節(jié)相關(guān),裂縫越寬,氣溫也就越高。
2.2 干縮裂縫。
絕大部分的制造材料都有著干縮濕脹的特性。每種制造材料使用的材質(zhì)與內(nèi)部架構(gòu)都是獨(dú)一無二的,干濕變形數(shù)值也會(huì)存在差異,這就是干縮濕脹的特性表現(xiàn)。例如各式各樣的燒
結(jié)制品,這種產(chǎn)品的干縮變形能力相對(duì)較小,即使是發(fā)生了變形,持續(xù)的時(shí)間也很短暫。
2.3 溫度與材料干縮相互影響下形成的裂縫。
在很多情況下,溫度和干縮裂縫的形成是受到多種要素的相互影響,但是在建筑物上面展現(xiàn)出來的裂縫形態(tài)往往偏向于某一種。燒結(jié)制品產(chǎn)生裂縫的最主要是溫度原因?qū)е碌,非燒結(jié)制品形成的裂縫的形態(tài)主要是溫度與干縮兩種要素互相作用的結(jié)果,這類制品有砌塊、灰砂磚、粉煤灰磚等縫,這種相互結(jié)合的裂縫形態(tài)主要表現(xiàn)在房屋的墻面上,抑或是由于所處區(qū)域環(huán)境的差異使得裂縫出現(xiàn)差異,這樣的裂縫相對(duì)于簡單由一種要素導(dǎo)致的裂縫來說,損壞更為嚴(yán)重。
2.4 設(shè)計(jì)缺陷形成的裂縫。
大部分已經(jīng)完工的農(nóng)房,在建造之前都缺乏認(rèn)真的設(shè)計(jì),設(shè)計(jì)圖紙簡單、精確度不高,有很大部分的項(xiàng)目都是沿用以往的設(shè)計(jì)圖紙,在運(yùn)用的時(shí)候,并未嚴(yán)加考核;一些適當(dāng)?shù)慕梃b了設(shè)計(jì)方案,但是并沒有經(jīng)過精確的計(jì)算,毫無根據(jù)的增加荷載。還有一下即使實(shí)現(xiàn)統(tǒng)計(jì)了荷載的數(shù)值,但是統(tǒng)計(jì)的過程不夠認(rèn)真細(xì)致,導(dǎo)致荷載的不足,最終使得砌體的承載力還是不滿足要求,加入施工過程出現(xiàn)質(zhì)量問題,建筑物開裂與倒塌的危險(xiǎn)系數(shù)非常大。
3 砌體結(jié)構(gòu)裂縫加固改造技術(shù)
3.1 溫差形成的裂縫一般的處置方式
3.1.1 覆貼鋼板網(wǎng)片法。首先順著裂縫的方面,將在墻體上殘留的抹灰層清理徹底,并且留下的寬度要超過30cm,將其清理干凈。首先將縫隙用水泥漿填滿,然后開始第一次的抹灰工作(用水泥砂漿),隨后鋪平釘牢鋼板網(wǎng),用第一次抹灰面層過程中使用的材料與經(jīng)過科學(xué)配比的砂漿在不同的層面涂抹平實(shí)。
3.1.2 皮磚縫將砂嵌錨拉鋼筋法。順著裂縫的水平方向,相隔5皮磚縫的距離將砂漿去除成長度、深度分別為1000mm、50mm,并且把一根6鋼筋(鋼筋端部加直鉤,直鉤伸人磚墻豎縫中)埋入其中,運(yùn)用比例是1:2.5,的水泥砂漿將其填嵌密實(shí)。不可忽略的是要避免因?yàn)檫^度的施工,會(huì)使得墻體安全度下降。
3.1.3 運(yùn)用壓力灌漿法。聚合物水泥漿液、化學(xué)漿液是壓力灌漿法之中最常使用的漿液,需要與專業(yè)的設(shè)備、機(jī)械相結(jié)合,達(dá)到漿液灌入縫隙的目的。在灌注之前,要用水泥砂漿對(duì)裂縫的內(nèi)外都進(jìn)行修補(bǔ),并且在上部與下部都要開一個(gè)小洞,將漿液從上部的小洞中灌入,直到下部的小洞流出了漿液,密封小孔。
3.1.4 假若環(huán)境許可,拆磚重砌法是最好的修復(fù)方法,也就是在產(chǎn)生裂縫的區(qū)域,拆除一些磚塊(約長500mm~1000mm),徹底的清除黏附的砂漿,并展開清洗,徹底清除殘留,重新砌筑比原有設(shè)計(jì)強(qiáng)度等級(jí)高一級(jí)的砂漿,新修筑的砌體與以往修筑的要緊密的聯(lián)系。
3.2 針對(duì)地基沉降的情況應(yīng)采用的應(yīng)對(duì)策略
3.2.1 密切關(guān)注建筑物下降的幅度,假若地基每天不平均沉降的幅度大于0.5mm,意味著地基此刻還處于下降的狀態(tài)之中。假若產(chǎn)生的縫隙大于1.5mm-2mm,并且縫隙的長度是建筑物整體高度的一半,或者超過三分之一且裂縫比較多時(shí),就視之為危險(xiǎn)建筑,這時(shí)一定要全部撤出,不能再次使用此建筑物,必須要及時(shí)分析,尋找補(bǔ)救方式。
3.2.2 假若因?yàn)橐徊糠滞翆榆浫醵斐沙两档那闆r,就要與建筑的構(gòu)造情態(tài)與軟土的位置與大小等相結(jié)合,設(shè)計(jì)恰當(dāng)?shù)募庸滩呗浴?nbsp;
3.2.3 在策劃磚混建筑過程中,要集合地基綜合分析房屋的體積、荷載、基本類型。簡單是對(duì)房屋平面的基本要求,盡量防止出現(xiàn)曲折變化的情況;內(nèi)墻與外墻要相互貫通,縱橫墻要進(jìn)行恰當(dāng)?shù)牟贾,橫墻之間的距離比建筑物寬度的1.5 倍還小。房屋的長度與高度之間的比例最好小于3:1 的比例。沉降縫要設(shè)置在恰當(dāng)?shù)膮^(qū)域,對(duì)圈梁進(jìn)行恰當(dāng)?shù)牟贾,與具體的情況相結(jié)合。挑選優(yōu)質(zhì)的基礎(chǔ)類別,使得強(qiáng)度與剛度都能夠得到強(qiáng)化。
參考文獻(xiàn)
[1]趙宏海,張皤.淺談砌體結(jié)構(gòu)裂縫的形成原因及其控制方法[J].科技促進(jìn)發(fā)展,2009,(3).