建筑磚砌體裂縫不僅種類繁多,而且較為普遍,輕微者影響建筑物美觀,造成滲漏,嚴(yán)重者降低建筑結(jié)構(gòu)的承載力、剛度、穩(wěn)定和整體性、耐久性,甚至還會導(dǎo)致整體倒塌的重大質(zhì)量事故。因此,正確分析其成因、切實加以防治十分必要。筆者現(xiàn)就多年從事施工現(xiàn)場技術(shù)管理的實踐談幾點本地區(qū)工程之常見建筑磚砌體裂縫的原因及防治措施。
一、裂縫的種類及形成的原因
1.溫差變形引發(fā)的磚砌體裂縫
這類裂縫較普遍地表現(xiàn)為建筑物(特別是那些縱向較長的)頂層兩端內(nèi)外縱墻上的斜裂縫,其形態(tài)呈“八”字或“X”型,且顯對稱性,但有時僅一端有,輕微者僅在兩面端一至兩個開間內(nèi)出現(xiàn),嚴(yán)重者會發(fā)展至房屋兩端1/3縱長范圍內(nèi),并由頂層向下幾層發(fā)展。
此類裂縫更易發(fā)生在那種剛性屋面平屋頂、未設(shè)變形縫、隔熱層的房屋。產(chǎn)生的直接原因是混凝土結(jié)構(gòu)屋面的伸縮變形牽引其下磚砌體超過其材料抗拉強(qiáng)度。具體的機(jī)理可認(rèn)為是:在陽光照射下(特別是南方地區(qū))屋面板溫度可高達(dá)60度到70度,而在其下的磚砌體僅為30度到50度,如此大的溫差,加上混凝土線膨脹系數(shù)比磚砌體近似大一倍,則根據(jù)王鐵夢《建筑物的裂縫控制》一書中提出的計算理論和公式,可計算出砌體中的主拉應(yīng)力。設(shè)砂漿強(qiáng)度M5.0,磚強(qiáng)度Mu7.5時,則其沿灰縫截面積破壞時的軸心抗拉、抗剪強(qiáng)度設(shè)計值僅為0.14MPa和0.12MPa,而沿齒縫通縫的彎曲抗拉強(qiáng)度僅為0.25MPa和0.12MPa,則溫差引起的砌體主拉應(yīng)力大于砌體本身抵抗力的50%到300%不等。又加上房屋兩端為“自由端”,水平約束力小,上部砌體垂直壓力較小,如無相應(yīng)措施上述裂縫在所難免。
當(dāng)屋面向兩端熱脹時,致使下部砌體出現(xiàn)正“八”字縫,當(dāng)冷縮時,就出現(xiàn)倒“八”字縫,一脹一縮則易出現(xiàn)“X”字縫。其防治的主要方法,一是減緩消除熱脹冷縮動力源,如設(shè)隔熱層、變形縫;二是增強(qiáng)相關(guān)砌體抗力,如提高砂漿強(qiáng)度,提高飽滿度,空斗改實砌,加筋砌體,加設(shè)構(gòu)造柱;三是提高抹灰的抗裂能力(對于不影響結(jié)構(gòu)安全的縫)例如上海某住宅樓,磚混7層,面積4901平方米,建于1998年10月至2000年4月,縱長56米,未設(shè)變形縫,屋面為多孔板灌找平后加小青瓦坡屋面防水,兩側(cè)縱長為寬2米現(xiàn)澆屋面板并作排水檐溝使用,當(dāng)年夏季過后即發(fā)現(xiàn)東西兩端頂層邊套邊間縱墻出現(xiàn)約45度斜裂縫。為此,決定先做石膏試餅觀察,及至2001年夏季后裂縫加劇,并由邊間向內(nèi)二三間發(fā)展,頂層向六、五層發(fā)展。在查明施工、設(shè)計及現(xiàn)狀后采取了以下措施:以每套為獨立元,將屋面板間正對的每套之間的多孔板端縫,重新切開留縫;將相對此端縫的現(xiàn)澆檐溝板切縫分開(減緩了動力源);將其內(nèi)一道空斗縱墻干脆拆除改實砌;在不明顯影響結(jié)構(gòu)安全的縫部位,鏟除原抹灰后加鋼絲網(wǎng)片,再用高標(biāo)號水泥砂漿粉刷修補,一年后再檢查未見變化。
同理,溫差裂縫尚有屋面結(jié)構(gòu)與其下相應(yīng)砌體之間的水平縫,包角水平縫,沿窗上下角水平縫,女兒墻根部水平縫及出現(xiàn)在靠近外縱墻的橫墻上的內(nèi)高外低斜裂縫等等。這類斜裂縫一般表現(xiàn)為:上幾層多于下幾層,輕微者僅在靠外墻端約0.5米至1.0米位置上,有一至兩條縫而已,嚴(yán)重者可達(dá)橫墻1/3跨度及各層都有,尤其是那種層層設(shè)混凝土梁(如圈梁)和縱橫墻交角設(shè)混凝土柱(如構(gòu)造柱)的房屋。防治這類裂縫的有效措施是加設(shè)混凝土窗臺盤,它不僅可以防裂縫,還可有效地解決鋁合金等窗框安裝配合問題,防止窗周滲漏。
2.基礎(chǔ)不均勻沉降引起的裂縫
一般在建筑物下部,由下往上發(fā)展,呈“八”字、倒“八字”、水平及豎縫。當(dāng)長條形的建筑物中部沉降過大,則在房屋兩端由下往上形成正“八”字縫。且首先在窗對角突破;反之,當(dāng)兩端沉降過大,則形成兩端由下往上的倒字縫,也首先在窗對角突破,還可在底層中部窗臺處突破形成由上至下豎縫;當(dāng)某一端下沉過大時,則在某端形成沉降端高的斜裂縫,當(dāng)縱橫墻交點處沉降過大,則在窗臺下角形成上寬下窄的豎縫,有時還有沿窗臺下角的水平縫;當(dāng)外縱墻凹凸設(shè)計時,由于一側(cè)的不均勻沉降,還可導(dǎo)致在此處產(chǎn)生水平推力而且組成力偶,從而導(dǎo)致交接處的豎縫。如某中學(xué)教學(xué)樓,局部地基為粉砂層,下挖一部分換土處理后采用混凝土柱下帶基施工,于2002年9月開工至2003年5月基本完工。粉刷之后,在中間檢查時發(fā)現(xiàn),一側(cè)外窗臺下角出現(xiàn)上寬下窄豎縫及窗間墻水平縫,共4層均有發(fā)現(xiàn),但下層比上層嚴(yán)重。調(diào)查后發(fā)現(xiàn),由于附近山澗水直接沖刷滲透,地基土層在縱橫交點處沉降過大,再加上墻外堆土過高(超過原設(shè)計室外標(biāo)高近2米)從而增加沉降,為此,立即采取攔截澗水和鏟除堆土的措施,近半年后觀測裂縫已無變化。
對于不均勻沉降導(dǎo)致的裂縫應(yīng)以預(yù)防為主,即無地質(zhì)勘察資料嚴(yán)禁做施工圖設(shè)計,嚴(yán)格按圖施工,不得擅自更改,任意處理。根據(jù)本地區(qū)通病,如能在那些開大窗洞的教學(xué)樓底層窗臺下設(shè)置構(gòu)造圈梁與地梁構(gòu)成剛度較大的復(fù)合墻梁結(jié)構(gòu),對防止上述裂縫有明顯效果。治理的原則是,觀測裂縫發(fā)展的速度、部位、程度、決定是表面處理還是上部加固或基礎(chǔ)加固處理。
3.特殊砌體材料產(chǎn)生的裂縫
如混凝土小型空心砌塊產(chǎn)生裂縫的主要原因是豎縫砂漿難以飽滿以及特殊的構(gòu)造要求未能跟上。
4.其他裂縫
這些裂縫包括:混凝土構(gòu)件變形導(dǎo)致的砌體裂縫,如當(dāng)挑梁上填充墻、梁相繼同步施工致使撓度過大,其上砌體產(chǎn)生內(nèi)低外高斜裂及與外縱墻之間的豎縫等;砌體本身承載力不足如磚柱承載不足時,在下部1/3高度處出現(xiàn)的豎縫;砌體構(gòu)造要求不良如施工洞留置和拉結(jié)筋放置不當(dāng)造成的洞邊縫(如某區(qū)2002年6月份完工的一幢綜合樓就是一例,其施工洞留在與內(nèi)縱墻交叉的橫墻上,結(jié)果自下到上各層在這點交角上均出現(xiàn)了豎直縫);施工質(zhì)量差造成的縫,如砌體通縫,灰縫砂漿不飽滿,含水率掌握不當(dāng),腳手眼設(shè)置不當(dāng),組砌不當(dāng)?shù)取_@些裂縫形態(tài)各異,必須對癥防治。
二、結(jié)論與體會
綜上分析,其他裂縫因溫差和磚的材質(zhì)因素產(chǎn)生的較普遍,而以沉降、超載致縫的危害較大,但其危害性和處理方法也不能一概而論,在具體處理時必須正確區(qū)分,對癥防治,且以防為主。治理的原則,凡已涉及結(jié)構(gòu)安全且變化劇烈的,應(yīng)當(dāng)機(jī)立斷,迅速采取相應(yīng)對策,排除動力源,加固補強(qiáng)或作拆除返工處理;反之,如變化趨緩,穩(wěn)定、僅與外觀和評定有關(guān),修復(fù)后不影響使用,則重點放在表面處理上?傊灰獔猿謱液腿嗣駱O端負(fù)責(zé)的態(tài)度,認(rèn)真查明原因,磚砌體裂縫問題也是不難防治的。