墻體出現(xiàn)裂縫的原因及預(yù)防措施

廖寒冬

隨著我國住房商品化的進展,人們對居住環(huán)境和建筑質(zhì)量的要求不斷提高,對建筑物墻體裂縫的控制要求更為嚴(yán)格。由于建筑物的質(zhì)量低劣,如墻體裂縫、滲漏等涉及的糾紛與官司越來越多,建筑物的裂縫已成為住戶評判建筑物安全與否的一個非常直觀、敏感和首要的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)。因此加強砌體結(jié)構(gòu)的抗裂措施,已成為我們共同關(guān)注的課題。

1 墻體裂縫產(chǎn)生的原因

引起墻體裂縫的因素很多,既有地基、溫度、干縮,也有設(shè)計上的疏忽、施工質(zhì)量、材料不合格及設(shè)計施工人員缺乏經(jīng)驗等。根據(jù)工程實踐和統(tǒng)計資料,這類裂縫幾乎占全部可遇裂縫的80%以上。而最為常見的裂縫有兩大類:1)溫度裂縫;2)干燥伸縮裂縫,簡稱干縮裂縫,還有一些是由溫度和干縮共同產(chǎn)生的裂縫。

1.1 地基不均勻下沉引起的墻體裂縫

地基不均勻下沉引起的墻體裂縫一般發(fā)生在縱墻的兩端,多數(shù)裂縫通過窗口的兩個對角向沉降較大的方向傾斜,并由下向上發(fā)展。由于橫墻剛度較大,一般不會產(chǎn)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)量及寬度隨時間而逐漸發(fā)展。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,沉降小的一邊裂縫在上,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。

斜裂縫主要發(fā)生在軟土地基上,由于地基不均勻下沉,使墻體承受較大的剪切力,當(dāng)結(jié)構(gòu)剛度較差、施工質(zhì)量和材料強度不能滿足要求時,導(dǎo)致墻體開裂。

1.2 溫度裂縫

溫度的變化會引起材料的熱脹冷縮,當(dāng)約束條件下溫度變形引起的溫度應(yīng)力足夠大時,墻體就會產(chǎn)生溫度裂縫。最常見的裂縫是在房屋頂層兩端的墻體上,如在門窗洞邊的正八字斜裂縫,平屋頂下或屋頂圈梁下沿磚(塊)灰縫的水平裂縫,以及水平包角裂縫(包括女兒墻)。同時導(dǎo)致平屋頂溫度裂縫的原因,是頂板的溫度比其下的墻體高得多,而混凝土頂板的線膨脹系數(shù)又比磚砌體大得多,故頂板和墻體之間的變形差在墻體中產(chǎn)生很大的拉力和剪力。剪應(yīng)力在墻體內(nèi)的分布為兩端附近較大,中間漸小,頂層大,下部小。溫度裂縫是造成墻體早期裂縫的主要原因。這些裂縫一般經(jīng)過一個冬夏之后才逐漸穩(wěn)定,不再繼續(xù)發(fā)展,裂縫的寬度隨著溫度變化而略有變化。

八字裂縫一般發(fā)生在平屋頂房屋頂層縱墻面上,這種裂縫往往發(fā)生在夏季屋頂圈梁、挑檐混凝土澆筑后,而保溫層未施工前。由于混凝土和磚砌體兩種材料膨脹系數(shù)不同,在較大溫差情況下,縱墻因不能自由縮短而在兩端產(chǎn)生八字斜裂縫,無保溫屋蓋的房屋,經(jīng)過冬夏氣溫的變化也容易產(chǎn)生八字裂縫。檐口下水平裂縫、包角裂縫以及在較長的多層房屋樓梯間處的豎直裂縫,產(chǎn)生的原因與上述原因相同。對于一些長度較大的房屋,在縱墻中間部位可能出現(xiàn)豎向裂縫,裂縫寬度中間大,兩端小。

1.3 干縮裂縫

干縮變形的特征是早期發(fā)展比較快,如砌塊出窯后放置28 d能完成50%左右的干縮變形,之后逐步變慢,幾年后材料才能停止干縮。但是干縮后的材料受濕后仍會發(fā)生膨脹,脫水后材料會再次發(fā)生干縮變形,但其干縮率有所減小,約為第一次的80%。這類干縮變形引起的裂縫在建筑上分布廣、數(shù)量多、裂縫的程度也比較嚴(yán)重。

2 預(yù)防和控制措施

1)“防、放、抗”相結(jié)合對裂縫進行控制,目前設(shè)計中控制溫度裂縫開展的措施是采用“防”“放”“抗”相結(jié)合的原則。例如,滑模施工的墻壁應(yīng)選擇適當(dāng)?shù)谋诤?盡可能雙層配筋,配細一些,密一些。亦可在兩根粗筋中間配置幾根細鋼筋以提高抗裂度,提高極限拉伸,是“防”的措施。在頂板與墻體間設(shè)置滑動層(利用瀝青油氈、滑石粉、白鐵皮等),再把圈梁設(shè)于滑動層下,如能控制圈梁與頂板之間可能微動但不能大動(有鋼筋拉結(jié)),既解決了裂縫問題,又不降低抗震能力,是“放”的方法。也可以將圈梁、頂板連接成一體,設(shè)框架立柱,其中作女兒墻,是“抗”的方法,在施工中,墻體的構(gòu)造應(yīng)盡量加強,但頂板與墻的連接應(yīng)盡可能有“放”的余地,可謂“以放為主,抗放兼施”。

2)深化設(shè)計,遏制裂縫的產(chǎn)生:a.對多層磚混結(jié)構(gòu)住宅樓底層窗臺下的裂縫,設(shè)計人員在進行設(shè)計時,盡可能減少地基不均勻沉降而引起的上部主體開裂,外墻窗臺下可能考慮增加一道腰梁,或采取加通長鋼筋混凝土窗臺壓頂板等措施。b.針對樓層頂部所出現(xiàn)的溫度裂縫,在設(shè)計中應(yīng)進行熱工計算,提出足以抵抗溫度變形的結(jié)構(gòu)措施和減少溫差的技術(shù)措施,例如增加錨拉,設(shè)置隔熱措施,按規(guī)范要求設(shè)置伸縮縫等。

3)嚴(yán)把施工質(zhì)量關(guān):a.對于窗臺下的裂縫,在施工時要合理安排施工工期,不能盲目求快,尤其經(jīng)人工處理過的地基,必須嚴(yán)格控制施工進度,進行必要的夯實和加固,以防止主體結(jié)構(gòu)完成后出現(xiàn)因地基不均勻沉降引起的裂縫。b.對于頂層及女兒墻的裂縫,在施工過程中都要嚴(yán)格把關(guān)。圈梁與女兒墻的裂縫,在施工過程中也要嚴(yán)格把關(guān)。圈梁與女兒墻砌體的結(jié)合面要掃干凈,人工鑿毛、灑水潤濕后再砌磚:澆筑短構(gòu)造柱混凝土?xí)r,要把主筋插入圈梁內(nèi)并與圈梁鋼筋焊接在一起,先砌墻壁后澆混凝土,砌墻時嚴(yán)禁干磚上墻,嚴(yán)格控制砂漿配合比、砂漿飽滿度,定期養(yǎng)護,確保砌筑質(zhì)量,進而提高抗裂能力,杜絕頂層及女兒墻產(chǎn)生溫度裂縫的隱患。

4)防止地基不均勻沉降引起的墻體開裂首先應(yīng)處理好不均勻地基,且應(yīng)將地基處理和上部結(jié)構(gòu)的處理結(jié)合起來考慮。從鉆探報告入手,鉆探報告是設(shè)計人員的主要設(shè)計依據(jù),必須提高地質(zhì)勘測人員的業(yè)務(wù)水平、政治素質(zhì)和職業(yè)道德素質(zhì),加強責(zé)任感,這樣才能使鉆探報告具有真實性和可靠性。從設(shè)計入手,采取多種措施,增強多層住宅的基礎(chǔ)剛度和整體剛度。建筑措施,多層住宅的平面形狀應(yīng)力求簡單,規(guī)則整齊,盡量避免形狀復(fù)雜,陰角太多;避免建筑物有顯著的高差或荷載差異。在軟土地區(qū)建筑物的裂縫事故,往往以有高度差異或荷載差異的建筑物為多見,尤其是高、低或輕、重單元連成一體未設(shè)置沉降縫時易發(fā)生。

5)其他措施。設(shè)置沉降縫,多層住宅的單位體長度應(yīng)控制在50 m以內(nèi),長度較大的住宅,考慮在適當(dāng)部位設(shè)置沉降縫;對于平面圖形復(fù)雜的,或有層高高差及荷載顯著不同的,要在其轉(zhuǎn)折處,層高高差處或荷載顯著不同的部位設(shè)置沉降縫;在地基土的壓縮性有顯著不同處或在地基處理方法不同處設(shè)置沉降縫。

結(jié)構(gòu)措施,控制建筑物的長高比。長高比是保證磚石承重結(jié)構(gòu)建筑物剛度的主要因素。長高比大的建筑物,調(diào)整地基不均勻變形的能力就差,相反,如將建筑物長高比限制在一定范圍內(nèi),合理布置縱橫墻。承重結(jié)構(gòu)的墻身是房屋撓曲的主要受力構(gòu)件,它具有調(diào)整地基不均勻變形的能力?？v、橫墻的布置合理與否,對建筑物的整體剛度影響很大。如縱墻貫通而橫墻密布,則猶如空脹多肋深梁,剛度很大,這時基礎(chǔ)沉降也較均勻。為了保證建筑物的整體剛度,對于磚石承重結(jié)構(gòu)的縱橫墻應(yīng)盡量貫通,橫隔墻的間距不宜過大。

設(shè)置圈梁。在建筑物的墻體設(shè)置鋼筋混凝土圈梁的主要作用是增強建筑物的整體性,它在一定程度上能防止或減少裂縫的出現(xiàn),即使出現(xiàn)了裂縫也能阻止裂縫的發(fā)展。

3 治理方法

1)因地基不均勻沉陷引起墻體開裂,在消除不均勻沉陷的因素后,墻體裂縫可采用高標(biāo)號的砂漿以壓力為灌漿法修補裂縫,只要施工方法得當(dāng),一般均可達到原設(shè)計的使用要求。

2)因溫度和應(yīng)力引起的墻體細致裂縫,只要砌體強度達到設(shè)計要求,一般應(yīng)視為無害裂縫,對結(jié)構(gòu)的安全沒有大的影響。對一般墻體裂縫的治理,待裂縫發(fā)展穩(wěn)定后,采用自動壓力的灌漿辦法予以修補,如用冶金工業(yè)部建筑研究院研究的壓力灌漿材料和技術(shù)修補后的墻體可達到比較滿意的效果。

對細微的裂縫,則由裝飾工程修補表面即可。

裂縫性質(zhì)較嚴(yán)重的,應(yīng)由設(shè)計單位提出處理意見。

4 結(jié)語

工程施工人員往往對荷載較大的結(jié)構(gòu)底層的施工質(zhì)量比較重視,對溫度作用較大的頂層的施工缺乏足夠的認識。因此,針對多層磚房墻體裂縫較為普遍的現(xiàn)象,建議對多層磚房頂層保溫層的施工質(zhì)量、保修措施也建立相應(yīng)的管理體系,只有足夠的重視和得力的措施才能切實解決這個困擾人們的問題。

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