王曉東
摘? ? 要:由于砌體的抗拉、抗彎、抗減性能差,而且由于設計、施工以及建筑材料等多方面原因引發的砌體結構質量事故也較多,其中砌體出現裂縫是非常普遍的現象,砌體中出現裂縫不僅影響建筑物的美觀,而且還造成房屋滲漏,甚至會影響到建筑物的結構強度、剛度、穩定性和耐久性,也會給房屋使用者造成較大的心理壓力和負擔。在很多情況下,裂縫的發生與發展也是大事故的先兆。
關鍵詞:溫度裂縫;干縮裂縫;控制措施
1? 前言
房屋建筑中常用的砌體有磚砌體、石砌體、混凝土小型空心磚砌體、蒸壓加氣混凝土砌塊等砌體。砌體結構的材料來源廣泛,施工設備和施工工藝簡單,相對造價低廉,是我國的傳統建筑,因而得到廣泛的應用。它是房屋建筑工程中的重要組成部分,舉足輕重。
由于砌體的抗拉、抗彎、抗減性能差,而且由于設計、施工以及建筑材料等多方面原因引發的砌體結構質量事故也較多,其中砌體出現裂縫是非常普遍的現象,砌體中出現裂縫不僅影響建筑物的美觀,而且還造成房屋滲漏,甚至會影響到建筑物的結構強度、剛度、穩定性和耐久性,也會給房屋使用者造成較大的心理壓力和負擔。在很多情況下,裂縫的發生與發展也是大事故的先兆。對此,必須引起足夠重視。
最為常見的裂縫分兩大類,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。
2? ?產生裂縫的原因
引起砌體結構墻體裂縫的原因很多,如地基、沉降、溫度變化、干縮,也有設計上的疏忽、施工質量、材料不合格、缺乏施工經驗等。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,墻體就會產生不規則裂縫。最常見的裂縫是在砼平屋頂房屋頂層兩端的墻體上,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)和垂直裂縫。
①八字裂縫:當基礎沉降不均勻時,門窗口邊產生了型裂縫,當外界溫度上升時,外縱墻本身沿長度方向將有所伸長,但屋蓋部分的伸長量比墻體的伸長量大得多,從而對墻體產生附加水平推力墻體受到屋蓋的推力而產生剪應力。
②水平裂縫和包角裂縫:平屋頂的房屋,有時在屋面板部或頂層圈梁附近出現沿外墻的縱向水平裂縫和包角裂縫。這是由于屋面伸長或縮短引起的向外或向內的推力產生的。
③女兒墻裂縫:由于屋面板和水泥砂漿面層發生過大溫度變形,砌塊、灰砂磚等新型墻體材料,施工時缺乏對材料的用途和了解,使用砂漿不適合,沒有采取注芯材料和相應的構造措施,使用黏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。
(2)干燥收縮裂縫對于燒結制品材料,其干縮變形很小,且變形完成比較快。只要不使用新出窯的磚,一般不用考慮本身的干縮變形引起的附加應力。但對這類砌體在潮濕情況下會產生較大的濕脹,而且這種濕脹是不可逆的變形。對于砌塊、灰砂磚、粉煤灰磚等砌體,隨著含水量的降低,材料會產生較大的干縮變形。但是干縮后的材料受濕后仍會發生膨脹,脫水后材料會再次發生干縮變形,但其干縮率有所減小,約為第一次的80%左右。這類干縮變形引起的裂縫在建筑上分布廣、數量多、裂縫的程度也比較嚴重。
(3)溫度、干縮共同產生的裂縫,對于燒結類塊材最為常見,如砌塊、灰砂磚、粉煤灰磚等砌體。其在建筑物墻體上的分布一般可以分為這兩種裂縫的組合,或因具體條件的不同而呈現不同的裂縫現象,而其裂縫的后果往往較單一因素更為嚴重。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。
3? 砌體裂縫的控制措施
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,也收到了一些效果,但總的來說,我國砌體結構裂縫仍較嚴重,其原因有以下幾種:
3.1? 設計者重視強度設計而忽略抗裂構造措施。
長期以來大多數人居住的是單位福利房,公共建筑,對砌體結構的各種裂縫習以為常,都不重視,設計者一般認為多層砌體房屋比較簡單,在強度方面作必要的計算后,針對構造措施,絕大部分引用國家標準或設計規范,很少單獨提出有關防裂措施和要求,更沒有對這些措施的可行性進行調查或總結。因為裂縫的危險僅為潛在的,尚無結構安全問題,不涉及到責任問題。因此,首先設計人員在施工圖設計時,因明確指出容易忽略的地方,以引起監理、施工現場操作人員的高度重視。
3.2? 防治溫度裂縫的措施
(1)屋面設置保溫層,減少溫度變形,屋蓋施工盡量做好保溫層。
(2)屋面、挑檐可采取分塊預制,或留置伸縮縫,或在屋面與磚墻設置滑動面,以減少屋面伸縮對墻體的影響。
(3)對房屋較長、平面形狀較復雜、構造和剛度不同的房屋,可每隔一定的距離將屋蓋、樓蓋、墻體或其他有關構件斷開,形成若干個較小的單元,每個單元因溫度變形和收縮產生的拉力大大減小,從而防止女兒墻根部與平屋面交接處受到的向外或向內的水平作用力所產生的裂縫。
(4)垂直裂縫:當房屋的樓(屋)面為現澆鋼筋混凝土結構時,由于收縮和降溫引起的屋面縮短受到墻體的限制,使樓(屋)面構件處于受拉狀態。如果房屋過長或設計時按采暖考慮而實際上未采暖,則可能在樓(屋)面上每個一定距離發生貫通全寬的裂縫,在四個角發生八字型裂縫。當房屋有錯層時,錯層處的墻體容易產生局部的垂直裂縫。
3.3? 砌體干縮變形引起墻體開裂應采取的措施
(1)提高砂漿強度,保證砌體質量。砌筑用砂漿的種類、強度等級應符合設計要求,不同品種的水泥不得混合使用,砂漿用砂不得含有雜物,灰縫應飽滿。在易開裂處設置水平鋼筋承受拉力。
(2)砌筑的組砌方法應正確,嚴格按照規范要求施工。砌體轉角處和交接處和交接處應同時砌筑,嚴禁無可靠措施的內外墻分砌施工。對不能同時砌筑而又必須留置的臨時斷處應砌成斜搓,斜搓的水平投影長度不應小于高度的2/3。
(3)在屋蓋的適當部位設置控制縫,控制縫的間距不大于30m。
(4)在較長房屋墻體中設置伸縮縫。將伸縮縫設在因溫度和收縮變形可能引起應力集中、砌體產生裂縫可能性最大的地方。
(5)在現澆混凝土挑檐的長度大于12m內,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。
(6)樓(屋)面板下設置現澆鋼筋混凝土圈梁,并沿內外墻拉通,房屋兩端圈梁下的墻體宜適當設置水平鋼筋。