高大義
(黑龍江,哈爾濱,150000)
砌體裂縫的原因及控制
高大義
(黑龍江,哈爾濱,150000)
隨著我國墻改、住房商品化的進展,人們對居住環境和建筑質量的要求不斷提高,對建筑物墻體裂縫的控制的要求更為嚴格。由于建筑物的質量低劣,如墻體裂縫、滲漏等涉及的糾紛或官司也越來越多,建筑物的裂縫已成為住戶評判建筑物安全的一個非常直觀、敏感和首要的質量標準。因此加強砌體結構,特別是新材料砌體結構的抗裂措施,已成為工程量、國家行政主管部門,以及房屋開發商共同關注的課題。
裂縫的性質;砌體裂縫的控制;控制裂縫的原則和措施;防止墻體開裂的具體構造措施建議
引起砌體結構墻體裂縫的因素很多,既有地基、溫度、干縮,也有設計上的疏忽、施工質量、材料不合格及缺乏經驗等。根據工程實踐和統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,一是溫度裂縫,二是干燥收縮裂縫,簡稱干縮裂縫,以及由溫度和干縮共同產生的裂縫。
1、溫度裂縫
溫度的變化會引起材料的熱脹、冷縮,當約束條件下溫度變形引起的溫度應力足夠大時,墻體就會產生溫度裂縫。
2、干縮裂縫
燒結粘土磚,包括其它材料的燒結制品,其干縮變形很小,且變形完成比較快。
3、溫度、干縮及其它裂縫
對于燒結類塊材的砌體最常見的為溫度裂縫,面對非燒結類塊體,如砌塊、灰砂磚、粉煤 灰磚等砌體,也同時存在溫度和干縮共同作用下的裂縫,其在建筑物墻體上的分布一般可為這兩種裂縫的組合,或因具體條件不同而呈現出不同的裂縫現象,而其裂縫的后果往往較單一因素〖KG-*2〗如砼砌塊的干縮率為0.3~0.45mm/m,它相當于25~40℃的溫度變形,可見干縮變形的影響很大。輕骨料塊體砌體的干縮變形更大。另外設計上的疏忽、無針對性防裂措施、材料質量不合格、施工質量差、違反設計施工規程、砌體強度達不到設計要求,以及缺乏經驗也是造成墻體裂縫的重要原因之一。如對砼砌塊、灰砂磚等新型墻體材料,沒有針對材料的特殊性,采用適合的砌筑砂漿、注芯材料和相應的構造措施,仍沿用粘土磚使用的砂漿和相應的抗裂措施,必然造成墻體出現較嚴重的裂縫。
1、裂縫的危害和防裂的迫切性
砌體屬于脆性材料,裂縫的存在降低了墻體的質量,如整體性、耐久性和抗震性能,同時墻體的裂縫給居住者在感觀上和心理上造成不良影響。特別是隨著我國墻改、住房商品化的進展,人們對居住環境和建筑質量的要求不斷提高,對建筑物墻體裂縫的控制的要求更為嚴格。由于建筑物的質量低劣,如墻體裂縫、滲漏等涉及的糾紛或官司也越來越多,建筑物的裂縫已成為住戶評判建筑物安全的一個非常直觀、敏感和首要的質量標準。因此加強砌體結構,特別是新材料砌體結構的抗裂措施,已成為工程量、國家行政主管部門,以及房屋開發商共同關注的課題。因為這涉及到新型墻體材料的順利推廣問題。
2、裂縫寬度的標準問題
實際上建筑物的裂縫是不可避免的。此處提到的墻體裂縫寬度的標準(限值),是一個宏觀的標準,即肉眼明顯可見的裂縫,砌體結構尚無這種標準。但對鋼筋砼結構其最大裂縫寬度限值主要是考慮結構的耐久性,如裂縫寬度對鋼筋腐蝕,以及外部構件在濕度和抗凍融方面的耐久性影響。我國到現在為止對外部構件(墻體)最危險的裂縫寬度尚未作過調查和評定。但根據德國資料,當裂縫寬度≤0.2mm時,對外部構件(墻體)的耐久性是不危險的。
長期以來人們一直在尋求控制砌體結構裂縫的實用方法,并根據裂縫的性質及影響因素有針對性的提出一些預防和控制裂縫的措施。從防止裂縫的概念上,形象地引出“防”、“放”、“抗”相結合的構想,這些構想、措施有的已運用到工程實踐中,一些措施也引入到《砌體規范》中,也收到了一定的效果,但總的來說,我國砌體結構裂縫仍較嚴重,糾其原因有以下幾種。
1、設計者重視強度設計而忽略抗裂構造措施
2、我國《砌體規范》抗裂措施的局限性
我認為這是最為重要的原因。《砌體規范》GBJ3-88的抗裂措施主要有兩條,一是第5.3.1條:對鋼砼屋蓋的溫度變化和砌體的干縮變形引起的墻體開裂,可采取設置保溫層或隔熱層;采用有檁屋蓋或瓦材屋蓋;控制硅酸鹽磚和砌塊出廠到砌筑的時間和防止雨淋。未考慮我國幅原遼闊、不同地區的氣候、溫度、濕度的巨大差異和相同措施的適應性。二是第5.3.2條:防止房屋在正常使用條件下,由溫差和墻體干縮引起的墻體豎向裂縫,應在墻體中設置伸縮縫。由此可見,《砌體規范》的抗裂措施,如溫度區段限值,主要是針對干縮小、塊體小的粘土磚砌體結構的,而對干縮大、塊體尺寸比粘土磚大得多的砼砌塊和硅酸鹽砌體房屋,基本是不適用的。因為如果按照砼砌塊、硅酸鹽塊體砌體的干縮率0.2~0.4mm/m,無筋砌體的溫度區段不能越過10m;對配筋砌體也不能大于30m。在這方面,國外已有比較成熟的預防和控制墻體開裂的經驗,值得借鑒:一是在較長的墻上設置控制縫(變形縫),這種控制縫和我國的雙墻伸縮縫不同,而是在單墻上設置的縫。該縫的構造既能允許建筑物墻體的伸縮變形,又能隔聲和防風雨,當需要承受平面外水平力時,可通過設置附加鋼筋達到。這種控制縫的間距要比我國規范的伸縮縫區段小得多。如英國規范對粘土磚為 10-15m,對砼砌塊及硅酸鹽磚一般不應大于 6m;美國砼協會(ACI)規定,無筋砌體的最大控制縫間距為 12-18m,配筋砌體控制縫間距不超過30m。二是在砌體中根據材料的干縮性能,配置一定數量的抗裂鋼筋,其配筋率各國不盡相同,從0.03%~0.2%,或將砌體設計成配筋砌體,如美國配筋砌體的最小含鋼率為0.07%,該配筋率又抗裂,又能保證砌體具有一定的延性。
關于在砌體內配置抗裂鋼筋的數量(含鋼率)和效果,是普遍比較關注的問題。因為它涉及到用鋼量和造價的增幅問題。
本文在綜合了國內外砌體結構抗裂研究成果的基礎上,結合我國當前的具體情況,提出的更具體的抗裂構造措施。它是對“防”、“放”、“抗”的具體體現。筆者認為這些措施可根據具體條件選擇或綜合應用。
1、防止混凝土屋蓋的溫度變化與砌體的干縮變形引起的墻體開裂,宜采取下列措施
(1)屋蓋上設置保溫層或隔熱層;
(2)在屋蓋的適當部位設置控制縫,控制縫的間距不大于30m;
(3)當采用現澆混凝土挑檐的長度大于12m時,宜設置分隔縫,分隔縫的寬度不應小于20mm,縫內用彈性油膏嵌縫;
(4)建筑物溫度伸縮縫的間距除應滿足《砌體結構設計規范》BGJ3-88第5.3.2條的規定外,宜在建筑物墻體的適當部位設置控制縫,控制縫的間距不宜大于30m。
2、防止主要由墻體材料的干縮引起的裂縫可采用下列措施之一:
(1)設置控制縫控制縫的設置位置
(2)設置灰縫鋼筋
(3)在建筑物墻體中設置配筋帶
3、也可根據建筑物的具體情況,如場地土及地震設防裂度、基礎結構布置型式、建筑物平面、外形等,綜合采用上述抗裂措施。
總之,只要堅持對國家和人民極端負責的態度,認真,切實查明原因,磚砌體裂縫問題也是不難處理的。近年來,各種輕質砌塊等新型墻體材料得到廣泛使用,但由于設計與施工對砌塊性能的了解不夠以及生產監管力度不到位,致使墻體開裂滲漏問題較多。為此,有必要對新型墻體材料的特性進行研究分析,并采取合適的設計和施工方法加以防治,確保工程質量。
TU875
1674-3954(2011)03-0031-01