劉 春
摘要:提高房屋建筑質量,是建筑業從業者的責任。雖然房屋墻體裂縫產生的原因復雜多樣,但只要在設計施工中認真考慮影響受力和應力的各種因素,加以預防和調整,就完全可以達到消除墻體裂縫的目的。
關鍵詞:墻體裂縫;溫度;沉降;應力
中圖分類號:TV746文獻標識碼:A
文章編號:1674-1145(2009)09-0123-02
墻體裂縫是嚴重影響建筑質量重要因素之一,因為墻體裂縫既造成了安全隱患,也影響建筑的美觀。因此,分析墻體裂縫產生的原因進而研究相應的預防措施,就成為人們關注的焦點。
一、房屋建筑墻體裂縫成因
(一)溫度變化應力引起墻體裂縫分析
房屋結構由于周圍溫度變化引起熱脹冷縮變形,稱為溫度變形。當房屋結構發生溫度變形時受到約束就會產生附加應力即溫度應力。由于在相同溫差下,鋼筋混凝土結構的伸縮值要比普通磚砌體大一倍左右。所以,在混合結構中,當溫度變化時,鋼筋混凝土屋蓋、樓蓋、圈梁等與磚墻伸縮不一。必然彼此相牽制而產生溫度應力,使房屋結構開裂破壞。
溫度應力引起墻體裂縫一般有以下幾種情況:
1.八字裂縫。當外界溫度上升時,外墻本身沿長度方向將有所伸長,但屋蓋部分的伸長對墻體產生附加水平推力,使墻體受到屋蓋推力而產生剪應力的分布大體是中間為零,兩端最大,因此八字形裂縫多發生在墻體兩端,且易發生在頂層墻面上。
2.水平裂縫和包角裂縫。平屋頂房屋,有時在屋面板底部附近或頂層圈梁附近易出現沿外墻頂部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推拉力而產生的,包角裂縫實際上是水平裂縫的一種形式,是外橫墻和縱墻的水平裂縫連接起來形成的。
3.女兒墻根部和豎向裂縫。女兒墻根部由于受到屋面伸長或縮短引起的向外或向內的推、拉力使女兒墻根部的砌體和屋面之間發生斷裂,形成水平裂縫。有時,由于鋼筋混凝土屋面的收縮,也可能使女兒墻體處于偏心受壓狀態,從而造成女兒墻上部沿豎向開裂。
(二)地基不均勻沉降引起墻體裂縫分析
房屋的全部荷載最終傳給地基,而地基在荷載作用下,其應力是隨深度而擴散,深度大,擴散愈大,應力愈小。同一深處應力中間最大,向兩端逐漸減小。也正是由于土壤這種應力的擴散作用,即使地基層非常均勻,房屋地基也會產生不均勻沉降,但當房屋修建在淤泥質土或軟塑狀態的黏性土上時。由于土的強度低、壓縮性大,房屋的絕對沉降量和相對不均勻降量都可能比較大。
如果房屋設計的長高比較大,整體剛度差,而對地基又未進行加固處理,那么墻體就可能出現嚴重的裂縫,裂縫對稱的發生在縱橫墻的兩端,向沉降較大的方向傾斜,沿著門窗洞口約成45度角,呈正八字形,且房屋的上部裂縫小,下部裂縫大。這種裂縫,必然是地基附加應力作用使地基產生不均勻沉降而形成的。
當房屋地基土層分布不均勻,土質差別較大時,則往往在不同土層交接處或同一土層厚薄不一處出現較明顯的不均勻沉降裂縫,造成墻體開裂,其裂縫上大下小,向土質軟或土層較厚的方向傾斜。
在房屋高差較大或荷載差異較大的情況下,當未留設沉降縫時,也容易在高低和輕重的交接部位產生較大的不均勻沉降裂縫。此時裂縫位于層數低的荷載輕的部位,并向上朝著層數高的荷載重的部位傾斜。
當房屋兩端土質壓縮性大,中部小時,沉降分布曲線將形成凸形,此時,往往除了在縱墻兩端出現向外傾斜裂縫外,也常在縱墻頂部出豎向裂縫。在多層房屋中,當底層窗臺過寬時。也往往容易在荷載由窗間墻集中傳遞,使地基不均勻沉降,致使窗臺在地基反力作用下產生反向彎曲,引起窗臺中部的豎向裂縫。
從以上分析可知,裂縫的分布與墻體的長高比有密切關系。長高比大的房屋因剛度差,抵抗變形能力差,故容易出現裂縫;因縱墻的長高比大于橫墻的長高比,所以大部分裂縫發生在縱墻上。
(三)工程設計不合理引起的墻體裂縫分析
設計時沒有認真按規范規程要求進行防裂縫設計。在許多工程中,設計雖有防裂縫措施,但與規程要求不完全相符,致使墻體防裂縫得不到有效保障,或保質年限大大縮短。還有一個較為重要的方面就是墻砌體材料強度偏低、不同砌體混合砌筑、砌體強度與砌筑砂漿強度相差過大或外墻批蕩砂漿強度與墻體強度差距過大等設計方面的不當都會導致墻體開裂。
(四)墻體施工質量控制不符合規范要求引起的墻體裂縫分析
墻體施工質量控制不符合規范要求,也會引起墻體開裂。
1.砌體強度低。施工過程中未認真做好材料質量的控制,磚砌體材料強度較設計要求低,或是抗壓強度雖達到要求,但因砌體長度較長,砌筑施工完成后,砌體從中間部位自行斷裂。
2.不同強度的砌體混合砌筑施工過程中,使用不同砌體材料作為配套砌塊,致使各種砌體組合砌筑,因不同砌體材料強度、熱脹冷縮、吸水率等不同引起墻開裂。
3.砌筑砂漿強度不符合要求。砂漿攪拌過程中,砂漿攪拌不均勻導致有的砂漿強度偏高、有的強度偏低,有的甚至因為粘結材料量太少強度特低。配料方面砂配多了砂漿強度偏低,水泥配多了砂漿強度偏高;水多了,砂漿稠度低影響砂漿強度,且砂漿干縮量增大,引起灰縫位置開裂。
4.砌筑用砂漿沒有按要求做到隨拌隨用。砂漿一次性攪拌量過多,存放時間過長,致使砂漿還沒有砌前就開始初凝結塊,使用時砂漿強度已大打折扣,嚴重影響墻體質量,引起裂縫。
二、墻體裂縫的控制措施
(一)防止溫度及干縮裂縫的措施
為了減少溫度應力的影響,可采取合理地設置伸縮縫;屋面用保溫、隔熱油氈夾滑石粉或鐵皮將屋面板和墻體隔離,并在女兒墻根部留一定空隙,使其能自由伸縮;女兒墻設構造柱;加強結構的薄弱環節,提高其抗拉強度等技術手段,具體措施如下:
1.在屋蓋的適當部位設置控制縫,其間距30mm;
2.屋蓋上設置保溫層或隔熱層;
3.當采用現澆砼挑檐的長度>12mm時,宜設置分隔縫,其寬度>20mm。
4.合理設置灰縫鋼筋,灰縫鋼筋應埋人砂漿中,其保護層上下應>3mm,外側<15mm;
5.在頂層圈梁上設置寬40~50mm的遮陽板,防止太陽直接照射鋼筋混凝土圈梁,減小因溫差產生的應力;
6.對于已經產生溫度裂縫的砌體應及時采取處理措施:對于數量較少且裂縫寬度不大的墻體裂縫可在消除裂縫表面灰塵、白灰、浮渣及松散層等污物后,采取壓力灌漿的辦法進行修補;對于數量較多、寬度較大的墻體裂縫宜先將墻面抹灰全部剔除,并在墻面橫豎灰縫剔除深度不小于10mm的砂漿,清掃墻面灰塵并澆水濕潤裂縫,用水泥稠漿封堵裂縫,在磚墻兩面分別掛雙向鋼筋網片,然后用高強度砂漿抹面。
(二)防止地基沉降引起裂縫的措施
為了防止地基不均勻沉降,但在擬定地基加固和處理方案時,又應將地基處理和上部結構處理結合起來考慮使其能共同
工作;不能單純從地基處理出發,否則,不僅費用大效果亦差。建議措施如下:
1.合理設置沉降縫。凡不同荷載(高差懸殊的房屋)、長度過大、平面形狀較為復雜、同一建筑物地基處理方法不同和有部分地下室的房屋,都應從基礎開始分成若干部分并設置沉降縫,使其各自沉降,以減少或防止裂縫產生。
2.加強上部結構的剛度,提高墻體抗剪強度。可在基礎(±0.00)處及各樓層門窗口上部設置圈梁,砌體操作過程中嚴格執行規范規定,如采取磚澆水潤濕,改善砂漿和易性,提高砂漿強度、飽滿度,增加磚層之間的黏結,施工臨時間斷處嚴禁留直搓等措施,都可大大提高墻體的抗剪強度。
3.大窗口下部應考慮設混凝土梁或反磚旋,以適應窗臺的變形,防止窗臺處產生豎直裂縫。為避免多層房屋底層窗臺下出現裂縫,除了加強基礎整體性外,也可采取通長配筋的方法。另外窗臺部位砌筑時不宜使用過多的半磚。在窗洞下增設厚40mm鋼筋混凝土帶,使山墻兩側1~2房間與山墻形成u字形鋼筋混凝土帶,以解決窗下角裂縫問題,并提高結構的整體陛。
4.砌塊結構的芯柱通常采用“暗芯柱”作法,混凝土澆筑時無法使用機械振搗,芯柱質量難以保證。為克服這一弊端,改用明構造柱代替“暗芯柱”,并按要求留置馬牙搓和拉結筋,以提高抗震能力,質量也便于檢查。
(三)從工程設計方面著手,有效預防墻體裂縫
強化墻體防裂縫設計的要領與理論,嚴格按規范要求進行墻體設計,確保墻體質量。
1.墻體抹灰砂漿中摻一定量纖維,增強抗裂能力。
2.外墻裝修有條件的全部增設鋼絲網。
3.砌體墻有窗臺的,全部改用混凝土窗臺。
4.墻體砌筑用的材料盡可能使用一種,避免多種材料混合使用。
5.盡可能保證墻體所用砌塊、砌筑砂漿、抹灰砂漿的強度、吸水率、熱脹冷縮等統一協調,基本一致。
6.在不同材料界面增設鋼絲網,管線預埋位置增設抗鋼網。
(四)墻體施工中防止裂縫的其他措施
1做好墻體裝修施工方案,做好平層、面層及各分項施工的技術交底工作。
2.砌體施工過程中,應嚴格做好各種原材料的質量控制,砂漿攪拌應嚴格按要求進行操作和配料。應提高墻體砌筑砂漿強度等級,以增加砌體的抗拉強度。
3.水泥砂漿和水泥混合砂漿的抹灰層應待前一層凝結后。方可涂抹后一層;石灰砂漿的抹灰層,應待前一層7~8成干后,方可涂抹后一層。
4.砌體在砌筑過程中嚴禁打鑿,特別是輕質砌體。砌體質量要嚴格控制好,砂漿要飽滿,拉結筋應按規范要求進行留設。
5.墻體抹灰層采用加鋼網來抗裂時,應采取有效措施確保鋼網處于批蕩層的中間位置,以利鋼網能充分發揮抗裂作用。
6.混凝土墻體澆筑前,必須搭設可靠的施工平臺、走道、施工中應派專人護理鋼筋,確保鋼筋位置符合施工規范及設計要求。
三、結語
房屋建筑墻體裂縫產生的原因復雜多樣、影響因素多、控制難度較大,但總體上不外乎以上幾種類型。只要采取全過程控制的方法,從設計到選材和施工都加強管理,嚴格遵守相關規范和操作規程,就能大大減少墻體裂縫產生的可能性,或將裂縫數量控制在最小程度,從而確保工程施工質量,提高人們的生活水平。