【摘 要】本文分析了砌體結構工程中經(jīng)常出現(xiàn)的沉降裂縫、溫差脹縮裂縫產(chǎn)生原因,并針對其成因提出具體預防和治理方法。
【關鍵詞】裂縫;沉降裂縫;脹縮裂縫。
任何類型的房屋建筑工程,如果在砌體結構內(nèi)出現(xiàn)了裂縫,就標志著該建筑物某部位產(chǎn)生的內(nèi)應力已超過它所能承擔的極限強度,其建筑物的強度、剛度、穩(wěn)定性和整體性必將受到不同程度的削弱破壞。輕者影響其美觀和使用,重者造成建筑物的傾覆或倒塌事故。本文分析砌體中出現(xiàn)沉降裂縫與溫差裂縫的原因,并提出預防和治理方法。
一、裂縫產(chǎn)生的原因
1、由地基基礎不均勻沉降引起的沉降裂縫
地基礎的不均勻沉降,使砌體內(nèi)產(chǎn)生的附加應力超過極限強度時,在砌體薄弱處產(chǎn)生沉降裂縫。主要原因:地基處理不好;地下水位升降影響地基承載力;上、下水道漏水引起地基濕陷;基礎材質(zhì)不符合要求;基礎埋置深度不當;未考慮相鄰基礎附加應力疊加影響;地表水滲入地基以及基礎長期暴露;任意改變建筑物使用用途。
2、由溫差引起的脹縮裂縫。
磚混結構房屋,因磚砌體的線膨脹系數(shù)僅為混凝土的一半,再加上不利的溫差、干縮而使砌體與混凝土構件之間的差異增大,導致磚混結構體出現(xiàn)較多的溫度和干縮裂縫。
二、裂縫預防
1、建筑設計、結構構造方面
。1)建筑平面選型在滿足使用要求的前提下應力求簡單。“工”、“L、”“山”字形等平面形狀復雜的建筑物,在其縱橫單元相交處基礎密集,地基應力重疊,在軟弱地基上容易出現(xiàn)較大的不均勻的沉降,從而導致上部結構開裂。此外,平面形狀復雜的建筑物,容易產(chǎn)生扭曲等附加應力而造成磚墻裂縫。
。2)合理布置縱橫墻。磚墻承重結構在地基沉降時產(chǎn)生裂縫,主要是由于建筑物的撓曲過大。縱墻和橫墻是承受扭曲力的主要構件,它具有調(diào)整地基不均勻變形的能力,其布置合理與否,直接影響建筑物的剛度和整體性?v墻應盡量避免轉(zhuǎn)折。橫墻間距越小,建筑物的整體剛度越大。《建筑抗震設計規(guī)范》GB50011-2010規(guī)定;抗震設防為6度地區(qū),抗震橫墻最大間距為15m。
(3)控制建筑物的長高比。長高比越小,整體剛度越大,調(diào)整不均勻沉降的能力越強。有人曾經(jīng)對數(shù)十幢建筑在軟土地基上的房屋進行調(diào)查后發(fā)現(xiàn),長高比小于2.5或最大沉降量小于12cm的等高建筑物均未出現(xiàn)裂縫;長高比大于3.0、最大沉降量大于12cm的建筑物極易出現(xiàn)裂縫;長高比在2.5-3.0之間,多數(shù)建筑不出現(xiàn)縫,是否開裂決定于圈梁的設置、構造柱設置、縱橫墻的布置等因素。
。4)合理地調(diào)整各部分承重結構的受力情況,使荷載分布均勻,盡量防止受力過于集中。高差不同的單元,應采用不同的結構形式,以減輕高單元的重量,從而使基礎荷載盡量接近,或設置沉降縫將基礎斷開。
。5)減少地基不均勻沉降。除了前述措施外,在基礎設計中還可以采取調(diào)整基礎的埋置深度,對計算強度不同的地基采用不同的墊層厚度等方法,減少地基不均勻變形。
。6)適當加強基礎的剛度和強度。上部結構的剛度與強度應與基礎的剛度與強度相適應。只有增強結構的整體剛度,才能防止結構開裂。
。7)合理設置圈梁。在墻體內(nèi)設置圈梁,可以增加建筑物的整體性,提高砌體的抗剪、抗拉強度,防止或減少裂縫的出現(xiàn)。即使出現(xiàn)了裂縫,也能阻止其進一步發(fā)展。
。8)合現(xiàn)布置構造柱。構造柱應和圈梁連在一起,使結構上下、水平貫通、連成整體,增加其整體剛度,防止因局部不均勻沉降而造成的局部破壞。
(9)正確設置沉降縫。沉降縫位置和縫寬的應選定合適、構造合理。
。10)限制伸縮間距。對體形復雜、地基不均勻沉降值大的建筑物更應嚴控。
。11)對于地質(zhì)條件不好的建筑物,尤其是在一座建筑物中有2種以上持力層的,應設置地梁。
(12)在建筑構造和結構方案選擇時,應采取適當措施,防止間距較小的鄰近建筑物的相互影響。
(13)部分窗臺砌體應加強。對寬大的窗臺下部宜設置鋼筋混凝土梁,以適應窗臺的變形,防止窗臺處產(chǎn)生豎直裂縫;多層房屋的底層窗臺可采取通長配筋,以防止產(chǎn)生裂縫;頂層兩端各兩個開間的內(nèi)外縱墻窗臺一皮磚下加3A8水平鋼筋等。
。14)當采用混凝土屋蓋時,應設保溫層或隔熱層。
2、施工方面
。1)加強地基的檢查與驗收工作。對較復雜的地基,在基坑開挖后應進行普遍探查。當探出軟弱部位時,必須待加固處理后,方可進行基礎施工。
。2)開挖淤泥及淤泥質(zhì)土的基槽時,要注意不擾動其原狀結構。如槽底土已被擾動,一般先鋪一層中、粗砂,然后再鋪碎磚、片石、塊石等進行處理,有時還要視擾動程度重新挖去部分土,或適當降低原設計采用的地基承載力。
。3)合理安排施工順序。如基礎施工中,當相鄰建筑物間距較近時,一般應先施工較深的基礎,防止基坑開挖破壞已建基礎的地基。當建筑物各部分荷載相差較大時,為減少其不均勻沉降,一般應先施工重、高部分,后施工較輕、低部分。
。4)磚及砂漿強度應達到設計要求。分析大量的磚砌體裂縫實例可以看到,大多數(shù)裂縫都出現(xiàn)在砂漿層中,因此尤應防止砂漿強度不足。為保證砂漿強度,要十分重視砌筑砂漿中的原材料使用、配合比計量和拌和等常見問題的糾正;禁止使用已開始凝結的砂漿砌筑。
。5)保證砌筑質(zhì)量。砌筑時組砌方法要合理,砂漿要飽滿,干磚不上墻,碎磚不集中使用,禁止違章接槎。
。6)合理組織施工進度,以減少溫差,防止裂縫。例如,某地區(qū)的最高溫度39.5℃,此時混凝土屋頂表面溫度達到57℃,考慮了爐渣保溫層的隔熱作用后,屋頂板內(nèi)表面最高計算溫度可達46℃,而該地區(qū)的最低氣溫為-9.5℃,這樣大的溫差難免引起磚墻裂縫。如能選擇合適的季節(jié)控制混凝土的施工溫度,或在施工中采取適當?shù)谋鼗蚪禍卮胧涂纱蠓鹊乜s小溫差,防止溫度裂縫。
三、裂縫的治理方法
1、對不影響結構安全使用且數(shù)年后不再發(fā)展的裂縫,用砂漿嵌縫法或塊體嵌補法處理。
2、對不影響承載力的表面裂縫及深進裂縫,可采用表面涂抹水泥砂漿或表面涂抹環(huán)氧膠泥或用環(huán)氧粘貼玻璃布的方法治理。
3、對整體性、承載能力有較大影響的深度縫及貫穿性裂縫,采用設鋼筋混凝土圍套,加鋼套箍,設預應力拉桿的辦法治理。
4、對因墻體原材料強度不足而發(fā)生的裂縫,可在墻體敷貼鋼筋網(wǎng)片,并配置穿墻拉筋加以固定,灌細石混凝土或分層抹M10砂漿,或滿噴混凝土。
5、對隨溫度變化而張閉的裂縫,宜采用密封法修補。
6、 裂縫左右的砌體錯位超過30mm時,墻面應配置A4@100-A6@200的鋼筋網(wǎng),用鋼夾板或鋼筋固定于墻面,再噴射50mm厚C20混凝土。
7、抽磚修補的部位應將四周碎磚及松散砂漿清除干凈,對未抽磚部位的裂縫作灌漿處理。凡更換新砌體的磚不小于MU7.5、砂漿不小于M5;鑲磚塊混凝土的強度等級不小于C15,砂漿不小于M10。
8、對單一的短裂縫、結構內(nèi)部缺陷及其裂縫,均可采用壓漿和灌漿的方法進行處理。
參考文獻:
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