摘要:分析了框架結(jié)構(gòu)填充墻裂縫產(chǎn)生機(jī)理,從設(shè)計(jì)和施工方面、墻體材料方面、環(huán)境方面有針對(duì)性地提出防治措施,對(duì)框架結(jié)構(gòu)填充墻裂縫進(jìn)行有效控制。
關(guān)鍵詞:裂縫;機(jī)理;措施;控制
0 前言
近年來(lái),隨著城市建設(shè)速度的日益加快,有關(guān)建筑物質(zhì)量問(wèn)題的投訴逐年增多。尤其是填充墻裂縫就是一個(gè)比較突出的問(wèn)題。這些裂縫,有的雖然不影響建筑物的正常使用功能,但影響著建筑物的美觀(guān);有的卻直接影響建筑物的正常使用功能,在裂縫貫通的地方容易出現(xiàn)滲漏和冷熱橋效應(yīng),影響防水和保溫隔熱效果,對(duì)墻體的耐久性也不利?蚣芙Y(jié)構(gòu)填充墻的裂縫問(wèn)題,引起了廣泛關(guān)注,如何認(rèn)識(shí)裂縫產(chǎn)生機(jī)理和控制方法成為一個(gè)迫切需要解決的課題。
1 框架結(jié)構(gòu)填充墻體裂縫機(jī)理分析
在分析框架結(jié)構(gòu)填充墻開(kāi)裂的機(jī)理時(shí),我們應(yīng)該把每一片墻所包含的梁、柱、填充墻、門(mén)窗洞口、抹灰層、墻面裝飾層等看作有機(jī)結(jié)合的“整體墻”。在這片“整體墻”中,由于墻體材料干縮變形、環(huán)境溫度、濕度變化、砌體沉縮、建筑設(shè)計(jì)構(gòu)造不合理、墻體中應(yīng)力集中等因素的影響,形成多種形式的內(nèi)應(yīng)力,這些內(nèi)應(yīng)力在墻體中不斷演變、聚集,當(dāng)它們集中在墻體的某一部位,而該處的抗拉強(qiáng)度又不足以抵抗該處的內(nèi)力時(shí),該處的集中內(nèi)應(yīng)力就逐步釋放出來(lái),從而導(dǎo)致墻體開(kāi)裂。一般地,墻體形成較大的裂縫都要經(jīng)過(guò)以下三個(gè)步驟[1]:
(1) “整體”墻內(nèi)聚集較大的內(nèi)應(yīng)力;
(2) 內(nèi)應(yīng)力在墻體的某一部位出現(xiàn)應(yīng)力集中;
(3) 內(nèi)應(yīng)力集中到一定大小時(shí),砌體的抗拉強(qiáng)度不足以抵抗集中應(yīng)力,這些集中應(yīng)力就以出現(xiàn)裂縫的形式逐步釋放出來(lái),集中應(yīng)力不斷釋放,就致使墻體的裂縫不斷發(fā)育,形成較寬、較深的裂縫,隨著時(shí)間的推移,最后趨于穩(wěn)定。
框架結(jié)構(gòu)填充墻裂縫成因非常復(fù)雜,參考已有的研究成果[2-4],通過(guò)大量的調(diào)查總結(jié),總結(jié)出以下幾方面主要原因:
1.1 墻體材料
常用墻體材料,比如各種混凝土砌塊、空心磚,它們都有一個(gè)顯著的特點(diǎn):干燥收縮變形大,吸水率大。隨著環(huán)境溫度、濕度變化和墻體材料含水率的降低,墻體干燥收縮變形逐漸增大,增大到一定極限時(shí)就可能導(dǎo)致墻體開(kāi)裂。砌筑墻體常直接采用水泥砂漿,由于其保水性及和易性較差、干燥收縮值大,砂漿抗壓強(qiáng)度離散性也較大,嚴(yán)重影響砌塊與砂漿的粘結(jié),使粘結(jié)強(qiáng)度降低。它也存在干縮變形的問(wèn)題,這些因素都直接影響著墻體的裂縫。
1.2 環(huán)境因素
環(huán)境因素中,值得重點(diǎn)關(guān)注的是建筑物所處環(huán)境的濕度和溫度的變化狀況。溫度變化不僅直接影響墻體材料、砂漿的干縮變形,而且當(dāng)溫差達(dá)到一定值時(shí),產(chǎn)生的溫度應(yīng)力可能超過(guò)砌塊的抗拉強(qiáng)度和砂漿的粘結(jié)強(qiáng)度,使墻體中出現(xiàn)裂縫。所以,如果建筑物所處環(huán)境溫度變化頻繁、幅度大的話(huà),墻體很容易出現(xiàn)裂縫。相對(duì)濕度的變化使砌塊產(chǎn)生相應(yīng)的干縮濕脹,從而產(chǎn)生收縮應(yīng)力,而且砌塊表面和內(nèi)部在相對(duì)濕度變化時(shí)含水率存在較大的差異,變形也不一致,砌塊表層始終處于受拉狀態(tài),當(dāng)由變形差異產(chǎn)生的應(yīng)力超過(guò)砌塊的抗拉強(qiáng)度時(shí),勢(shì)必引起填充墻裂縫。
1.3 設(shè)計(jì)和施工
框架結(jié)構(gòu)在進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí),除了必須考慮的荷載和地震作用外,還應(yīng)充分考慮溫度應(yīng)力和各構(gòu)件的收縮應(yīng)力、各構(gòu)件之間的連接方式,尤其是填充墻與框架梁、柱、構(gòu)造柱的連接方式和連接強(qiáng)度,填充墻過(guò)長(zhǎng)過(guò)高時(shí),應(yīng)考慮設(shè)置構(gòu)造柱和鋼筋混凝土水平墻梁,將其分解為更小的收縮變形單元,有利于控制收縮變形,門(mén)窗洞口未采取恰當(dāng)?shù)臉?gòu)造措施。
施工中,多數(shù)施工單位并未嚴(yán)格按照相關(guān)規(guī)范和技術(shù)規(guī)程操作;對(duì)墻體材料的性能和特點(diǎn)認(rèn)識(shí)不足,常常出現(xiàn)搭接長(zhǎng)度不夠,日砌高度過(guò)高;砌塊砌筑前的含水率未依照相關(guān)規(guī)范嚴(yán)格控制,砌筑成墻體后收縮變形差異也就相應(yīng)變大;應(yīng)該埋設(shè)拉接鋼筋的地方,未嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)和規(guī)范恰當(dāng)設(shè)置;砌筑砂漿強(qiáng)度未達(dá)到設(shè)計(jì)要求,水平和豎直灰縫厚度不足、飽滿(mǎn)度不足,削弱了墻體的抗裂、抗剪強(qiáng)度;填充墻與梁、柱連接處和洞口填砌處理不當(dāng);以上僅僅是設(shè)計(jì)和施工中一些比較常見(jiàn)的問(wèn)題,這很多都是一些人為原因造成的,只要我們不斷提高設(shè)計(jì)人員、施工人員、管理人員的專(zhuān)業(yè)素質(zhì),不斷增強(qiáng)他們的責(zé)任意識(shí),嚴(yán)格按相關(guān)規(guī)范和技術(shù)規(guī)程設(shè)計(jì)、施工、管理,墻體的裂縫問(wèn)題也就必然能得到合理的控制。
2 框架結(jié)構(gòu)填充墻體裂縫的防治措施
框架結(jié)構(gòu)填充墻裂縫的控制措施[5,6]大體可分為兩種:一是填充墻在設(shè)計(jì)和施工階段的控制措施,即防裂措施;二是填充墻在施工與使用階段裂后的控制措施,即治裂措施。堅(jiān)持措施既要體現(xiàn)了“防”的意識(shí),又要提出“治”的方案,“防” 、“治”結(jié)合的原則,提高措施的可行性和有效性。根據(jù)影響填充墻裂縫的常見(jiàn)因素,得出了包括設(shè)計(jì)、施工、墻體材料、環(huán)境條件等方面的防治措施。
2.1 設(shè)計(jì)和施工方面的措施
對(duì)于建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)來(lái)說(shuō),主要結(jié)合《砌體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》(GB50003-2001)和工程實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)對(duì)填充墻的薄弱區(qū)域與可能出現(xiàn)裂縫的部位從構(gòu)造上對(duì)其進(jìn)行加強(qiáng)和預(yù)防。
具體措施主要是:砌筑填充墻時(shí),一定要按樓層從上到下的順序,絕不能為了趕工期而不分先后同時(shí)砌筑;盡量避免在高溫下砌筑填充墻,嚴(yán)格控制日砌高度;改善砌筑砂漿的和易性和流動(dòng)性,確保水平和豎向灰縫的厚度和飽滿(mǎn)度。對(duì)于投入使用后出現(xiàn)裂縫問(wèn)題的填充墻,一般使向裂縫內(nèi)注入強(qiáng)度更高的水泥砂漿,再用具有一定柔性的墻面材料抹面;另外一種常見(jiàn)的方法是:對(duì)裂縫進(jìn)行填補(bǔ)處理以后,在裂縫處墻體兩側(cè)貼鋼絲網(wǎng)片,將基層鑿毛,然后用1:2.5的水泥砂漿抹面。
以上是一些常見(jiàn)的框架結(jié)構(gòu)填充墻裂縫防治措施,在具體的工程實(shí)踐中,應(yīng)根據(jù)工程的實(shí)際情況,制定符合工程實(shí)際的、行之有效的防治措施。
2.2 墻體材料方面的措施
對(duì)于填充墻砌塊,應(yīng)選擇干縮變形小、相對(duì)含水率略低于當(dāng)?shù)丨h(huán)境濕度、線(xiàn)膨脹系數(shù)相近(砌塊之間的線(xiàn)膨脹系數(shù)相當(dāng),砌塊與鋼筋混凝土、砂漿的線(xiàn)膨脹系數(shù)也應(yīng)相近)、出廠(chǎng)齡期大于28天、強(qiáng)度和外觀(guān)尺寸符合相應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)的砌塊。同一面墻盡量采用同種砌塊,避免干密度、強(qiáng)度、含水率、吸水率不同的砌塊混合砌筑。根據(jù)填充墻砌塊的性能特點(diǎn),選擇與砌塊相匹配、保水性好、粘結(jié)強(qiáng)度高的砌筑砂漿和抹灰砂漿。
2.3 環(huán)境方面的措施
由于環(huán)境條件方面的溫度、濕度變化情況是客觀(guān)自然條件因素,人為措施難以控制它們的變化,所以我們只有盡可能減少由于它們變化而帶來(lái)的危害。在施工過(guò)程中采取適當(dāng)?shù)谋、隔熱、防潮措施,將結(jié)構(gòu)各構(gòu)件各區(qū)域的溫度、濕度差異控制在一定的范圍內(nèi),從而減小它們的變形差異,有益于防治填充墻裂縫。
3 結(jié)束語(yǔ)
本文先對(duì)填充墻體裂縫產(chǎn)生機(jī)理進(jìn)行分析,然后從設(shè)計(jì)施工、材料自身性能特點(diǎn)、環(huán)境溫濕度變化等方面查找裂縫出現(xiàn)的可能原因。最后,根據(jù)查明的原因,“對(duì)癥下藥”制定防治措施。值得強(qiáng)調(diào)的是,實(shí)際工程情況是千變?nèi)f化的,我們?cè)谥贫ǚ乐未胧⿻r(shí),必須結(jié)合實(shí)際工程情況、因地制宜制定可行性強(qiáng)、行之有效的措施,切不可盲目采取措施,因?yàn)槿魏我环N有效的防治措施都是不能簡(jiǎn)單復(fù)制的。
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