砌體結(jié)構是由塊體和砂漿砌筑而成的墻、柱作為建筑物主要受力構件的結(jié)構。眾所周知,采用砌體結(jié)構建造房屋符合“因地制宜、就地取材”的原則。和鋼筋混凝土結(jié)構相比,可以節(jié)約水泥和鋼筋,降低造價。因此幾十年來砌體結(jié)構在新中國的發(fā)展建設中起到了不可替代的作用。
在砌體結(jié)構廣泛應用的同時,也發(fā)現(xiàn)了許多的質(zhì)量事故。砌體工程常見的質(zhì)量問題有以下四類:
一、 砌體強度不足
1、 設計截面太小,承載力不夠;
2、 水、電、暖、衛(wèi)設設備留洞留槽削弱墻截面太多;
3、 材料質(zhì)量不合格,如砌體用磚和砂漿強度等級不符合設計要求,采用不符合標準的水泥和摻和料等;
4、 施工質(zhì)量差,砂漿飽滿度嚴重不足,施工時磚沒有浸水,引起灰縫強度不足等。
二、 砌體錯位,變形
1、 砌體墻高厚比過大導致使用階段失穩(wěn)變形;
2、 施工質(zhì)量問題,如墻體出現(xiàn)豎向偏斜,使用后受力而增加變形,甚至錯動;
3、 施工順序不當,如縱橫墻不同時咬槎砌筑,導致新砌體墻平面外變形失穩(wěn);
4、 施工工藝不當,如灰砂磚砌筑,導致砌筑時失穩(wěn)。
三、 局部損傷或倒塌
1、墻體由于施工或使用中的碰撞沖擊而掉角、穿洞、甚至局部倒塌;
2、墻體在使用過程中受到酥堿腐蝕,使得部分墻體嚴重損傷;
3、冬季采用凍結(jié)法施工,解凍期無適當措施,導致砌體墻倒塌。
四、砌體裂縫
砌體的裂縫是質(zhì)量事故最常見的現(xiàn)象,砌體的強度不足、變形失穩(wěn)損傷和可能出現(xiàn)的局部倒塌等情況也可通過出現(xiàn)的裂縫形態(tài)來分析和判別。現(xiàn)將砌體的裂縫類型及原因總結(jié)如下:
1、溫度變形
(1)、因日照及氣溫變化,不同材料及不同結(jié)構部位的變形不一致,同時又存在較強大的約束。如平頂磚混結(jié)構頂層磚墻因日照及氣溫變化和兩種材料的溫度線膨脹系數(shù)不同,造成屋蓋與磚墻變形不一致所產(chǎn)生的裂縫,位置多在兩端頂層墻體上。
(2)、溫度或環(huán)境溫度溫差太大。如房屋長度太長,又不設置伸縮縫,造成貫穿房屋全高的豎向裂縫,位置常在縱墻中部。
(3)、磚墻溫度變形受地基約束。如北方地區(qū)施工期不采暖,磚墻收縮受到地基約束而造成窗臺及其以下砌體中產(chǎn)生斜向或豎向裂縫。
(4)、砌體中的混凝土收縮(溫度與干縮)較大。如較長的現(xiàn)澆雨蓬梁兩端墻面產(chǎn)生的斜裂縫。
2、地基不均勻沉降
(1)、地基沉降差較大。如長高比較大的磚混結(jié)構房屋中,中部地基沉降大于兩端時產(chǎn)生八字裂縫;地基兩端沉降大于中間時,產(chǎn)生倒八字裂縫;地基突變,一端沉降較大時,產(chǎn)生豎向裂縫。
(2)、地基局部塌陷。如位于防空洞、古井上的砌體,因地基局部塌陷而裂縫。
(3)、地基凍脹。如北方地區(qū)房屋基礎埋深不足,地基土又具有凍脹性,導致砌體裂縫。
(4)、地基浸水。如填土地基或濕陷黃土地基局部浸水后產(chǎn)生不均勻沉降使縱墻開裂。
(5)、地下水位降低。如地下水位較高的軟土地基,因人工降低地下水位引起附加沉降導致砌體開裂。
(6)、相鄰建筑物影響。如原有建筑物附近新建高大建筑物造成原有建筑產(chǎn)生附加沉降而裂縫
3、結(jié)構荷載過大或砌體截面過小
(1)、抗壓、抗彎、抗剪、抗拉強度不足。如中心受壓磚注的豎向裂縫;磚砌平拱抗彎強度不足產(chǎn)生豎向或斜向裂縫;擋土墻抗剪強度不足而產(chǎn)生水平裂縫;磚砌水池池壁沿灰縫的裂縫。
(2)、局部承壓強度不足。如大梁或梁墊下的斜向或豎向裂縫。
4、設計構造不當
(1)、沉降縫設置不當。如沉降縫位置不設在沉降差最大處;沉降縫太窄,高層房屋沉降變形后,低層房屋隨之下沉砌體受擠壓而開裂。
(2)、建筑結(jié)構整體性差。如混合結(jié)構建筑中,樓梯間磚墻的鋼筋混凝土圈梁不閉合而引起的裂縫。
(3)、墻內(nèi)留洞。如住宅內(nèi)外墻交接處留煙囪孔影響內(nèi)外墻連接。使用后因溫度變化而開裂。
(4)、不同結(jié)構混合使用,又無適當措施。如鋼筋混凝土墻梁撓度過大引起墻體裂縫。
(5)、新舊建筑連接不當。如原有建筑擴建時,基礎分離而新舊磚墻砌成整體,使結(jié)合處產(chǎn)生墻體裂縫。
(6)、留大窗洞的墻體構造不當。如大窗臺墻下,上寬下窄的豎向裂縫。
5、材料質(zhì)量不良
(1)、砂漿體積不穩(wěn)定。如水泥安全性不合格,用含硫量超標的硫鐵礦渣代砂引起砂漿開裂
(2)、磚體積不穩(wěn)定。如使用出廠不久的灰砂磚砌墻,因收縮不一致較易引起裂縫。
6、施工質(zhì)量低劣
(1)、組砌方法不合理,漏放構造鋼筋。如內(nèi)外墻不同時砌筑,又不留踏步式接茬,或不放拉接鋼筋,導致內(nèi)外墻連接處產(chǎn)生通長豎向裂縫。
(2)、砌體用斷磚,墻中通縫、重縫較多。如某單層廠房圍護外墻因集中使用斷磚而裂縫。
(3)、留洞或留槽不當。如某辦公樓在500mm寬窗間墻留腳手眼,而導致砌體開裂縫。
7、地震和工程振動
(1)、地震。如多層磚混結(jié)構宿舍在強烈地震下產(chǎn)生的斜向或交叉裂縫。
(2)、無下弦人字木屋架。如頂層人字木無下弦屋架,在地震時產(chǎn)生水平推力,頂部墻體出現(xiàn)縱向水平裂縫頂層墻角在地震時出現(xiàn)角部V形裂縫。
(3)、不均勻震陷。如樓蓋有圈梁,地震時一側(cè)震陷較大窗間墻出現(xiàn)斜裂縫。
(4)、機械振動。如某工程附近爆破所造成的裂縫。
綜上所述,設計不當、材料不良、施工低劣和地震及機械振動造成的裂縫比較容易觀察和判別。砌體最常見的裂縫原因是溫度變形和地基不均勻沉降引起的,但也有因荷載過大或截面過小導致的裂縫,則其危害性往往嚴重。