1、前言
由磚、石或各種砌塊等塊體通過(guò)砂漿鋪縫砌筑而成的結(jié)構(gòu)稱(chēng)為砌體結(jié)構(gòu)。由于砌體結(jié)構(gòu)的材料來(lái)源廣泛,施工設(shè)備和施工工藝較簡(jiǎn)單,可以不用大型機(jī)械,能較好地連續(xù)施工,還可以大量地節(jié)約木材、水泥和鋼材,相對(duì)造價(jià)低廉,因而得到廣泛應(yīng)用。許多住宅、辦公樓、學(xué)校、醫(yī)院等單層或多層建筑就是采用磚、石或砌塊墻體和鋼筋混凝土樓蓋組成的混合結(jié)構(gòu)體系。
但是由于砌體的抗拉、抗彎、抗剪性能較差,并且由于設(shè)計(jì)、施工以及建筑材料等多方面原因引發(fā)的砌體結(jié)構(gòu)的質(zhì)量事故也較多,其中砌體出現(xiàn)裂縫是非常普遍的質(zhì)量事故之一。砌體中出現(xiàn)的裂縫不僅影響建筑物的美觀,而且還造成房屋滲漏,甚至?xí)绊懙浇ㄖ锏慕Y(jié)構(gòu)強(qiáng)度、剛度、穩(wěn)定性和耐久性,也會(huì)給房屋使用者造成較大的心理壓力和負(fù)擔(dān)。在很多情況下,裂縫的發(fā)生與發(fā)展還是大事故的先兆,對(duì)此必須認(rèn)真分析,妥善處理。
2、砌體結(jié)構(gòu)裂縫產(chǎn)生的原因及防治措施
引起砌體結(jié)構(gòu)墻體裂縫的因素很多,大體上有地基的不均勻沉降,收縮和溫度的變化,設(shè)計(jì)上對(duì)房屋的構(gòu)造處理不當(dāng),施工質(zhì)量不合格、使用的建筑材料不合格等。
2.1 地基不均勻沉降引起的裂縫
當(dāng)?shù)鼗l(fā)生不均勻沉降后,沉降大的部分砌體與沉降小的部分砌體會(huì)產(chǎn)生相對(duì)位移,從而使砌體中產(chǎn)生附加的拉力或剪力,當(dāng)這種附加內(nèi)力超過(guò)砌體的強(qiáng)度時(shí),砌體中便產(chǎn)生相對(duì)裂縫。這中裂縫一般都是斜向的,且多發(fā)生在門(mén)窗洞口上下。這種裂縫的特點(diǎn)是:(1)裂縫一般呈傾斜狀,說(shuō)明系因砌體內(nèi)主拉應(yīng)力過(guò)大而使墻體開(kāi)裂;(2)裂縫較多出現(xiàn)在縱墻上,較少出現(xiàn)在橫墻上,說(shuō)明縱墻的抗彎剛度相對(duì)較?。唬?)在房屋空間剛度被削弱的部位,裂縫比較集中。
為防止地基不均勻沉降在墻體上產(chǎn)生的各種裂縫而采取的措施有:
(1)合理設(shè)置沉降縫將房屋劃分成若干個(gè)剛度較好的單元,或?qū)⒊两挡煌牟糠指糸_(kāi)一定距離,其間可設(shè)置能自由沉降的懸挑結(jié)構(gòu)。
?。?)合理地布置承重墻體,應(yīng)盡量將縱墻拉通,盡量做到不轉(zhuǎn)折或少轉(zhuǎn)折。避免在中間或某些部位斷開(kāi),使它能起到調(diào)整不均勻沉降的作用,同時(shí)每隔一定距離設(shè)置一道橫墻,與內(nèi)外縱墻連接,以加強(qiáng)房屋的空間剛度,進(jìn)一步調(diào)整沿縱向的不均勻沉降。
(3)加強(qiáng)上部結(jié)構(gòu)的剛度和整體性,提高墻體的穩(wěn)定性和整體剛度,減少建筑物端部的門(mén)、窗洞口,設(shè)置鋼筋混凝土圈梁,尤其是要加強(qiáng)地圈梁的剛度。
?。?)加強(qiáng)對(duì)地基的檢測(cè),發(fā)現(xiàn)有不良地基應(yīng)及時(shí)妥善處理,然后才能進(jìn)行基礎(chǔ)施工。
?。?)房屋體形應(yīng)力求簡(jiǎn)單,橫墻間距不宜過(guò)大。
(6)合理安排施工順序,宜先建較重單元,后建較輕單元。
2.2 收縮和溫度變化引起的裂縫
熱脹冷縮是絕大多數(shù)物體的基本物理性能,砌體也不例外。由于屋蓋系統(tǒng)溫度變化出會(huì)使磚墻產(chǎn)生裂縫,由于溫度變化不均勻使砌體因不均勻收縮產(chǎn)生裂縫,或由于鋼筋混凝土圈梁與磚墻伸縮量不同也會(huì)產(chǎn)生裂縫。
?。?)屋蓋系統(tǒng)溫度變化時(shí)使墻體產(chǎn)生的裂縫:
這類(lèi)裂縫較典型和普遍的是建筑物(特別是縱向較長(zhǎng)的)頂層兩端內(nèi)外縱墻上的斜裂縫,其形態(tài)呈 “八”字或 “X”型,且顯對(duì)稱(chēng)性,但有時(shí)僅一端有輕微者僅在兩端1~2個(gè)開(kāi)間內(nèi)出現(xiàn),嚴(yán)重者會(huì)發(fā)展重房屋兩端1/3縱長(zhǎng)范圍內(nèi),并由頂層向下幾層發(fā)展。此類(lèi)裂縫對(duì)那種剛性屋面的平屋頂,未設(shè)變形縫、隔熱層的房屋就更易發(fā)生。產(chǎn)生的直接原因是混凝土結(jié)構(gòu)屋面的伸縮變形牽引其下磚砌體超過(guò)其材料抗拉強(qiáng)度的結(jié)果。一般來(lái)說(shuō),在陽(yáng)光照射下,屋面板溫度可高達(dá)60~70℃,而其下的砌體僅為30~35℃,溫差引起的砌體主拉應(yīng)力大于砌體本身的抵抗力的50%~300%不等。又加上房屋兩端為自由端,水平約束力小,上部砌體垂直壓力較小,如無(wú)相應(yīng)措施,則上述裂縫在所難免。當(dāng)屋面向兩端熱脹時(shí),會(huì)使下部砌體出現(xiàn)正“八”字裂縫,當(dāng)冷縮時(shí),就會(huì)出現(xiàn)倒 “八”字縫,一脹一縮則易出現(xiàn)“X”型縫?! 。?)由于溫度變化不均勻使砌體產(chǎn)生不均勻收縮產(chǎn)生的裂縫:
由于房屋過(guò)長(zhǎng),室內(nèi)外溫差過(guò)大,因鋼筋混凝土樓蓋和墻體溫度變形的差異,有可能使外縱墻在門(mén)窗洞口附近或樓梯間等薄弱部位發(fā)生向豎向貫通墻體全高的裂縫,這種裂縫有時(shí)會(huì)使樓蓋的相應(yīng)部位發(fā)生斷裂,形成內(nèi)外貫通的周圈裂縫。另外,當(dāng)房屋空間高大時(shí),墻體因受彎在截面薄弱處(如窗間墻)會(huì)出現(xiàn)水平裂縫。
?。?)由于鋼筋混凝土圈梁與磚墻伸縮量不同產(chǎn)生的裂縫:
當(dāng)材料隨時(shí)間發(fā)生收縮變形和自然界溫度發(fā)生變化時(shí),由于鋼筋混凝土和墻砌體材料收縮系數(shù)和線(xiàn)膨脹系數(shù)的不同,會(huì)在房屋的墻體及樓蓋結(jié)構(gòu)中引起因約束變形而產(chǎn)生的附加應(yīng)力,當(dāng)這種附加應(yīng)力過(guò)大時(shí)會(huì)在墻體上產(chǎn)生局部豎向裂縫。
防止收縮和溫度變化引起裂縫的主要措施有:
?。?)在墻體中設(shè)置伸縮縫。將過(guò)長(zhǎng)的房屋伸縮縫應(yīng)設(shè)在因溫度和收縮變形可能引起應(yīng)力集中、砌體產(chǎn)生裂縫可能性最大的地方。
?。?)屋面設(shè)保溫隔熱層。屋面的保溫隔熱層或剛性面層及砂漿找平層應(yīng)設(shè)分隔縫,分隔縫的間距不宜大于6m,并與女兒墻隔開(kāi),其縫寬不小于30㎜。屋面施工宜避開(kāi)高溫季節(jié)。
?。?)樓(屋)面板下設(shè)置現(xiàn)澆鋼筋混凝土圈梁,并沿內(nèi)外墻拉通,房屋兩端圈梁下的墻體宜適當(dāng)設(shè)置水平鋼筋。
(4)遇有較長(zhǎng)的現(xiàn)澆屋面混凝土挑檐、圈梁時(shí),可分段施工,預(yù)留伸縮縫,以避免砼伸縮對(duì)墻體的不良影響。
2.3 設(shè)計(jì)上對(duì)房屋的設(shè)計(jì)和構(gòu)造處理不當(dāng)而引起的裂縫
有一些砌體結(jié)構(gòu)的房屋的設(shè)計(jì)是套用圖紙,應(yīng)用時(shí)未經(jīng)校核;有時(shí)參考了別的圖紙,但荷載增加了或截面減少了而未作計(jì)算;有的雖然作了計(jì)算,但因少算或漏算荷載,使實(shí)際設(shè)計(jì)的砌體承載力不足;有的雖然進(jìn)行了墻體總的承載力計(jì)算,但忽視了墻體高厚比和局部承壓的計(jì)算。如果砌體的承載力不足,則在荷載作用下將出現(xiàn)各種裂縫,以致出現(xiàn)壓碎、斷裂、倒塌等現(xiàn)象,這類(lèi)裂縫的出現(xiàn),很可能導(dǎo)致結(jié)構(gòu)的失效。
預(yù)防措施:
(1)細(xì)心認(rèn)真地設(shè)計(jì)。對(duì)擬建砌體結(jié)構(gòu)的房屋,要做到力學(xué)模型準(zhǔn)確,傳力清楚;荷載統(tǒng)計(jì)無(wú)誤;大梁下砌體要設(shè)墊塊并進(jìn)行驗(yàn)算;加強(qiáng)對(duì)圈梁的布置和構(gòu)造柱的設(shè)置,以提高砌體結(jié)構(gòu)的整體安全性。
?。?)裂縫一旦出現(xiàn),要注意觀測(cè)裂縫的寬度及長(zhǎng)度的發(fā)展情況,并及時(shí)采取相應(yīng)的有效措施,如灌縫,封閉等,必要時(shí)要進(jìn)行結(jié)構(gòu)加固。
2.4 施工質(zhì)量不合格、使用材料不合格而引起的裂縫
當(dāng)施工質(zhì)量出現(xiàn)問(wèn)題,砂漿稠度過(guò)大,吸水后干縮、砂漿不飽滿(mǎn)或砂漿稠度不夠時(shí),會(huì)在平拱磚過(guò)梁處產(chǎn)生沿磚縫斜向的裂縫。
磚的質(zhì)量不合格,砂漿強(qiáng)度不夠,這些都會(huì)造成整個(gè)砌體的強(qiáng)度不夠,而造成砂漿強(qiáng)度偏低的原因是使用了不合格的水泥,施工配合比不準(zhǔn)確,施工時(shí)不潤(rùn)濕磚等。當(dāng)砌體質(zhì)量較差,砌體灰縫飽滿(mǎn)度不當(dāng)時(shí)也會(huì)影響到砌體的強(qiáng)度。而這些都可能在砌體結(jié)構(gòu)中產(chǎn)生裂縫。
預(yù)防措施:
提高施工質(zhì)量,保證結(jié)構(gòu)所使用的材料,嚴(yán)格按照施工工藝進(jìn)行施工。
3、結(jié)束語(yǔ):
由于砌體的抗拉,抗剪強(qiáng)度較小,出現(xiàn)裂縫的原因很多,在很大的程度上只能預(yù)防。一旦出現(xiàn)裂縫則要注意觀察,必要時(shí)采取灌漿或加固措施以阻止裂縫的開(kāi)展。
裂縫 墻體 圈梁
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