【摘要】住宅工程砌體結(jié)構(gòu)出現(xiàn)裂縫是一種常見(jiàn)的現(xiàn)象,且裂縫種類(lèi)繁多。其帶來(lái)的危害不容小覷,輕則影響建筑物的外觀,導(dǎo)致墻體滲漏,重則危及建筑物的安全,降低建筑物的承載能力、穩(wěn)定性、剛度、耐久性和整體性,甚至出現(xiàn)倒塌而釀成重大安全事故。文章介紹了住宅工程砌體結(jié)構(gòu)的裂縫產(chǎn)生幾種主要原因,并提出相應(yīng)預(yù)防和處理裂縫的措施。
【關(guān)鍵詞】住宅工程;砌體結(jié)構(gòu);裂縫;預(yù)防;處理
1 前言
砌體結(jié)構(gòu)的材料來(lái)源廣泛,施工設(shè)備和施工工藝較簡(jiǎn)單,可以不用大型機(jī)械,能較好地連續(xù)施工,還可以大量地節(jié)約木材、水泥和鋼材,相對(duì)造價(jià)低廉,因而得到廣泛應(yīng)用。許多住宅工程多層建筑就是采用磚混結(jié)構(gòu)。但是由于砌體的抗拉、抗彎、抗剪性能較差,并且由于設(shè)計(jì)、施工以及建筑材料等多方面原因引發(fā)的砌體結(jié)構(gòu)的質(zhì)量事故也較多,其中砌體出現(xiàn)裂縫是非常普遍的質(zhì)量事故之一。砌體中出現(xiàn)的裂縫不僅影響建筑物的美觀,而且還造成房屋滲漏,甚至?xí)绊懙浇ㄖ锏慕Y(jié)構(gòu)強(qiáng)度、剛度、穩(wěn)定性和耐久性,也會(huì)給房屋使用者造成較大的心理壓力和負(fù)擔(dān)。在很多情況下,裂縫的發(fā)生與發(fā)展還是重大事故的先兆,對(duì)此必須認(rèn)真分析,妥善處理。
2 裂縫產(chǎn)生的主要原因
砌體結(jié)構(gòu)的住宅房屋的裂縫一般是單因素典型裂縫,而這種裂縫的形態(tài)與產(chǎn)生的原因有較強(qiáng)的對(duì)應(yīng)關(guān)系。大致分為溫度的裂縫、承載力不足產(chǎn)生的裂縫、地基沉降差異裂縫及干縮裂縫等幾種類(lèi)型。
2.1 溫度變化引發(fā)的裂縫
外界溫度變化使組成房屋建筑的結(jié)構(gòu)構(gòu)件產(chǎn)生脹縮變形,當(dāng)這種變形受到其他構(gòu)件的約束時(shí),就會(huì)在構(gòu)件內(nèi)部或相互約束的不同材料構(gòu)件之間產(chǎn)生應(yīng)力(主要為拉應(yīng)力和剪應(yīng)力),當(dāng)應(yīng)力超過(guò)構(gòu)件材料的強(qiáng)度極限時(shí),就產(chǎn)生了溫度裂縫。
在使用兩種不同材料的屋面板與墻體之間,線膨脹系數(shù)a差異較大,通常鋼筋混凝土屋面板的線膨脹系數(shù)a1=(10~14)×10-6/℃,磚砌體的線膨脹系數(shù)a2(5~8)×l0-6/℃。當(dāng)兩者以相同的溫差升降時(shí),鋼筋混凝土構(gòu)件單位長(zhǎng)度的變形比磚砌體單位長(zhǎng)度的變形幾乎大一倍。由于線脹系數(shù)不同,在接觸面上將產(chǎn)生相對(duì)位移,而這位移受到限制,則產(chǎn)生剪應(yīng)力。由于屋面受到陽(yáng)光的直射,通常屋面板的溫度總是高于墻體的溫度變化,使得這種剪應(yīng)力更大。當(dāng)膨脹產(chǎn)生的應(yīng)力大于砌體的抗拉強(qiáng)度tmax>ftk時(shí)墻體就產(chǎn)生斜向溫度裂縫。當(dāng)溫度應(yīng)力超過(guò)墻體的抗剪強(qiáng)度tmax>fv時(shí)墻體就產(chǎn)生水平溫度裂縫。由于應(yīng)力集中的原因,就在門(mén)窗洞口四角產(chǎn)生豎向及斜向裂縫。而樓板的斜裂縫主要由于縱橫雙向框架梁受熱膨脹產(chǎn)生推力作用于端角樓板上,超過(guò)混凝土的抗拉能力,產(chǎn)生了斜裂縫。
2.2 因承載力不足產(chǎn)生的裂縫
由于磚砌體是脆性材料,其抗拉強(qiáng)度較低,因承載力不足而產(chǎn)生的裂縫,很可能是結(jié)構(gòu)破壞的特征。因此,正確認(rèn)識(shí)這類(lèi)裂縫的形態(tài)特征是十分重要的,這類(lèi)裂縫主要產(chǎn)生原因有;柱、窗間墻高厚比較大的中心受壓和小偏心受壓;承載大梁的墻局部受壓;軸心受拉或偏心受拉;磚挑檐的豎向剪力:墻柱的大偏心受壓;磚平拱的豎向彎矩:磚過(guò)梁的彎矩和剪力共同作用。
2.3 地基沉降差異裂縫
地基沉降差異是引起砌體結(jié)構(gòu)建筑物裂縫的一個(gè)主要的因素。由于地基沉降差異引起的裂縫多為斜裂縫,此類(lèi)裂縫一般情況下裂而不鼓,往往貫通到基礎(chǔ)。尤其對(duì)于軟土地基和濕陷性黃土地基,當(dāng)?shù)鼗幚聿划?dāng)時(shí),很容易在底層墻體產(chǎn)生斜向裂縫和窗下墻豎向裂縫。在房屋縱橫墻地基不均勻沉降的情況下,將使墻體承受較大的剪切力,當(dāng)結(jié)構(gòu)剛度稍差、施工質(zhì)量和材料強(qiáng)度不能滿足要求時(shí),會(huì)導(dǎo)致墻體開(kāi)裂。另外,當(dāng)房屋層數(shù)相差較多而沒(méi)有設(shè)置沉降縫時(shí),容易在交接部位產(chǎn)生豎向裂縫,這類(lèi)裂縫常伴有較大的地基不均勻下沉。
2.4 干縮裂縫
砌體結(jié)構(gòu)中的混凝土相對(duì)于其他結(jié)構(gòu)更容易產(chǎn)生干縮裂縫。因?yàn)樵谄鲶w結(jié)構(gòu)當(dāng)中,混凝土在空氣中硬化時(shí),其中的水分更容易逐漸蒸發(fā),使毛細(xì)孔中形成負(fù)壓,隨著空氣濕度的降低,負(fù)壓逐漸增大產(chǎn)生收縮力,當(dāng)收縮受限制產(chǎn)生的拉應(yīng)力超過(guò)其本身的抗拉強(qiáng)度時(shí)混凝土就會(huì)開(kāi)裂而產(chǎn)生干縮裂縫此類(lèi)裂縫,無(wú)方向性,裂縫較細(xì)為0.1mm~0.3mm。
平常我們看到的有些面層空鼓的斜裂縫,往往也是由于墻體面層空鼓、水泥干縮引起的。陽(yáng)臺(tái)欄板與磚砌體接槎處裂縫多由于混凝土二次澆筑引起。施工時(shí)未能在構(gòu)造柱上留出鋼筋進(jìn)行搭接和焊接,導(dǎo)致鋼筋混凝土欄板由于溫度變化而使混凝土產(chǎn)生收縮,形成裂縫。
2.5 其他裂縫
當(dāng)然裂縫的產(chǎn)生還與材料、施工、環(huán)境及荷載等因素有關(guān),例如施工時(shí),鋼筋的是否調(diào)直就是現(xiàn)澆板產(chǎn)生裂縫的一個(gè)重要原因。鋼筋未調(diào)直就意味著鋼筋受力后達(dá)不到屈服強(qiáng)度,隨著混凝土內(nèi)部拉應(yīng)力的增大,應(yīng)變的增長(zhǎng)速度超過(guò)了應(yīng)力的增長(zhǎng)速度而在板中產(chǎn)生微裂縫,微裂縫隨荷載的增加而發(fā)展,混凝土塑性變形也逐漸增加最后形成比較明顯的裂縫。
3 砌體結(jié)構(gòu)裂縫的預(yù)防及處理
3.1 預(yù)防措施
3.1.1 首先要作好地基處理,嚴(yán)格控制地基不均勻沉降,尤其對(duì)松軟土、填土及濕陷性黃土地基進(jìn)行必要的夯實(shí)和加固處理,避免地基浸水引起不均勻沉降。
3.1.2 嚴(yán)格按規(guī)范規(guī)定在適當(dāng)?shù)奈恢迷O(shè)置沉降縫,盡量減小地基的不均勻沉降差,在抗震區(qū)適當(dāng)設(shè)置基礎(chǔ)梁,合理設(shè)置伸縮縫,最大間距不超過(guò)50米。
3.1.3 外墻轉(zhuǎn)角處構(gòu)造柱的截面積不應(yīng)大于240mm×240mm;與樓板同時(shí)澆筑的外墻圈梁,其截面積高度應(yīng)不大于300mm。
3.1.4 砌體工程的頂層和底層應(yīng)設(shè)置通長(zhǎng)現(xiàn)澆鋼筋混凝土窗臺(tái)梁,高度120mm,縱筋4φ10,箍筋6φ@200;其它層在窗臺(tái)標(biāo)高處,應(yīng)設(shè)置通長(zhǎng)現(xiàn)澆鋼筋混凝土板帶,板帶的厚度不小于60mm,混凝土強(qiáng)度等級(jí)不應(yīng)小于C20,縱向配筋不宜少于3φ8。
3.1.5 嚴(yán)禁在墻體上交叉埋設(shè)和開(kāi)鑿水平槽;豎向槽須在砂漿強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計(jì)要求后,用機(jī)械開(kāi)鑿,且在粉刷前,加貼鋼絲網(wǎng)片等抗裂材料。
3.1.6 頂層及女兒墻砌筑砂漿的強(qiáng)度等級(jí)不應(yīng)小于M7.5。粉刷砂漿中宜摻入抗裂纖維或采用預(yù)拌混凝土砂漿。
3.1.7 蒸壓加氣混凝土砌塊等輕質(zhì)墻體,當(dāng)墻長(zhǎng)大于5m時(shí),應(yīng)增設(shè)間距不大于3m的構(gòu)造柱;每層墻高的中部應(yīng)增設(shè)高度為120mm,與墻體同寬的混凝土腰梁,砌體無(wú)約束的端部必須增設(shè)構(gòu)造柱,預(yù)留的門(mén)窗洞口應(yīng)采取鋼筋混凝土框加強(qiáng)。
3.1.8 寬度大于300mm的預(yù)留洞口應(yīng)設(shè)鋼筋混凝土過(guò)梁,并且伸入每邊墻體的長(zhǎng)度應(yīng)不小于250mm。
3.1.9 屋面女兒墻不應(yīng)采用輕質(zhì)墻體材料砌筑。當(dāng)采用砌體結(jié)構(gòu)時(shí),應(yīng)設(shè)置間距不大于3 m的構(gòu)造柱和厚度不少于120mm的鋼筋混凝土壓頂。
3.1.10 洞口寬度大于2m時(shí),兩邊應(yīng)設(shè)置構(gòu)造柱。
3.2 出現(xiàn)裂縫后的處理措施
3.2.1 嵌縫填補(bǔ)法。將裂縫兩側(cè)抹灰鑿掉,并清理干凈,采用M10聚合水泥砂漿(摻入901膠),用勾縫刀、抹子、刮刀等工具將砂漿填入縫內(nèi),然后重新抹灰,經(jīng)過(guò)一段時(shí)間后,填嚴(yán)的裂縫還會(huì)開(kāi)裂,但一般要比原來(lái)小許多,可用白膠泥填補(bǔ),最終可以從外觀上消除裂縫。此法對(duì)微型小裂縫最適宜。
3.2.2 在墻體單側(cè)或兩側(cè)加鋼筋網(wǎng)加固法。先將墻體的抹灰鏟去,刷洗干凈,用U形鋼筋按一定的間距釘入磚縫,以固定鋼筋網(wǎng),再用M10水泥砂漿分層抹平。這種方法通常用于對(duì)裂縫大于1mm的貫通裂縫的處理。
3.2.3 剔縫埋入鋼筋法。在裂縫處每隔5皮磚剔開(kāi)一道磚縫,每邊長(zhǎng)50cm,深5cm,各埋入1Φ6鋼筋,鋼筋端部加直鉤,鉤子深入磚墻裂縫中,用M10水泥砂漿灌縫。
采用此法應(yīng)注意不要在墻體的兩側(cè)剔同一條縫,且必須在加固好一面、砂漿達(dá)到一定強(qiáng)度后再處理另一面,防止因擾動(dòng)而降低砂漿強(qiáng)度,另應(yīng)注意澆水養(yǎng)護(hù)。
3.2.4 鋼筋混凝土聯(lián)結(jié)法。在裂縫處,每隔8~10皮磚,抽磚嵌入預(yù)制鋼筋混凝土塊,四周要清掃干凈,潤(rùn)水以M10水泥砂漿砌筑,保證四周密實(shí)且按原磚墻砌法及裂縫走向而定,混凝土標(biāo)號(hào)C15,內(nèi)配Φ4鋼筋,其他部位以M10水泥砂漿填補(bǔ)密實(shí)。
3.2.5 加設(shè)拉條法。沿裂縫每隔5皮磚鉆孔4個(gè),分別埋入Φ10螺栓和Φ6 S形鋼筋拉桿將裂縫兩側(cè)螺栓焊接,然后以M10水泥砂漿將磚洞及裂縫補(bǔ)抹。
3.2.6 拆磚重砌法。裂縫處拆除50~100cm長(zhǎng)磚墻,用比原設(shè)計(jì)標(biāo)號(hào)高一級(jí)且不低于M5的砂漿重新按原砌體走向進(jìn)行砌筑,新老砌體結(jié)合密實(shí)。處理時(shí)要注意拆除一處修補(bǔ)一處并注意安全。
4 結(jié)束語(yǔ)
綜上所述,砌體結(jié)構(gòu)出現(xiàn)裂縫是一種較為普遍的現(xiàn)象,但只要設(shè)計(jì)合理,確保施工質(zhì)量,選用材料得當(dāng),建筑物的墻體裂縫是可以從根本上得到控制的。如果遇到建筑物出現(xiàn)裂縫,首先要查明并分析裂縫和變形產(chǎn)生的原因,評(píng)估其對(duì)結(jié)構(gòu)的危害程度,確定有效的補(bǔ)強(qiáng)加固措施。