住宅墻體常見裂縫的判斷及處理

劉安銘 何 菲

1998年,我國開始了住房貨幣化改革,隨著經濟的飛速發展,城市建設日新月異,人們生活水平的大大提高,大量的住宅商品房在市場上涌現出來后,人們已不再只滿足住宅的數量和面積,對住宅房屋的安全性、適用性和耐久性也提出了更高的要求,特別是住宅房屋的質量問題越來越受到人們重視。而商品房在交付使用后,常常為一條墻體裂縫鬧上法院,經濟賠償糾紛麻煩,還耽誤時間精力。墻體裂縫確實對房屋質量有較大的危害。本文對住宅墻體裂縫進行判斷并提出處理方法,幫助設計施工人員控制和預防裂縫,提高住宅房屋的安全性、適用性和耐久性。

住宅墻體裂縫按結構受力體系的不同,分兩大類,即磚混結構的墻體裂縫和框剪結構的混凝土墻體裂縫。

1 磚混結構的墻體裂縫

1.1 溫差變形引發的磚混結構墻體裂縫

這類裂縫較典型和普遍的是住宅房屋頂層兩端內外縱墻上的斜裂縫,其形狀呈“八”字形或“X”形,且呈對稱性,但有時僅一端有,輕微者僅在兩端1個～2個開間內出現,嚴重者會發展至房屋兩端1/2縱長范圍內,并由頂層向下幾層發展。此類型縫在剛性屋面平屋頂、未設變形縫和隔熱層的房屋,更易發生。

1.2 磚混結構基礎不均勻沉降引起的裂縫

當基礎不均勻沉降時,住宅房屋局部產生不規則變形,基礎不足以調整因沉降差而產生應力時,便會使磚砌體的薄弱部位產生不同程度的拉應力和剪應力,當砌體的抗拉、抗剪強度不足以抵抗變形應力時,墻體便會產生裂縫。

1.3 磚混結構墻體其他裂縫

這些裂縫包括:混凝土構件變形導致的砌體裂縫,如當挑梁上填充墻、梁相繼同步施工致使撓度過大,其上砌體產生內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高度處出現的豎縫;砌體構造要求不良如施工洞留置和拉結筋放置不當造成的洞邊縫,施工質量差造成的裂縫。

1.4 磚混結構墻體裂縫防治措施

1.4.1 對于溫度裂縫的防治措施

1)屋蓋上設置良好的保溫層或隔熱層;2)適當加大屋面層圈梁和房屋四角構造柱的配筋和提高頂層砌體的砂漿標號;3)溫度伸縮縫嚴格控制在《砌體結構設計規范》允許范圍內;4)在女兒墻根部留一定空隙,使其能自由伸縮且有伸縮余地,或女兒墻設構造柱;5)在住宅房屋兩端的1個～2個開間內或總長1/4范圍內的屋面板底設置滑動支座,讓其自由伸縮;6)嚴格控制施工質量和材料質量。

1.4.2 對于基礎不均勻沉降引起的裂縫的防治措施

1)當房屋建于土質差別較大的地基上,或房屋相鄰部分的高度、荷重、結構剛度、地基基礎的處理方法等有顯著差別時,應在差異部位設置沉降縫,將其劃分成剛度較好、長度變化較小的幾個單元;2)盡量避免用軟弱土層做持力層,若無法避免,可調整上部結構剛度,或采用筏式基礎,以減少建筑的沉降;3)對于地基持力層不均勻的住宅房屋,應根據實際情況,將局部基礎適當加深或加寬,或局部設計成板帶基礎,降低基底應力,盡量達到地基均勻沉降;4)在施工過程中應盡量避免對地基土的擾動,做好排水處理,完工后住宅房屋四周做好散水坡及排水地溝,避免地表水浸泡基礎而引起局部下沉;5)加強門窗洞口外的剛度,將門窗洞口上的鋼筋混凝土過梁與內墻鋼筋連接起來,形成一個連續過梁,以增強房屋整體剛度;6)設計時嚴格按規范設置構造柱和圈梁,必要時可增加圈梁道數,以增加上部結構的剛度。

2 框剪結構的混凝土墻體裂縫

2.1 混凝土收縮裂縫

1)干縮。混凝土體積收縮,使混凝土產生內應力,當收縮快和收縮大時混凝土就會產生裂縫。2)混凝土內部溫度變化產生收縮裂縫。當框架柱混凝土內大量發熱膨脹時,墻體已開始降溫收縮,由于連接在一起的兩個構件之間產生溫差,變形不同步協調,在柱子附近和墻中間出現裂縫是符合規律的。3)強約束引起裂縫。約束是對結構構件活動和變形的制約,約束分為內部約束和外部約束。當墻體混凝土收縮變形產生內應力,若外約束很強,產生的內應力不能造成約束變形時,則墻體混凝土出現開裂,尤其是早期混凝土容易開裂,因為混凝土早期抗拉強度較低。墻體的最大外約束應力一般都產生在外約束的邊緣,即墻體與柱、筒體、基礎、底板、梁等交接處。但實際裂縫并非在墻與約束體的交接處,而是離開0.3 m～0.5 m,其理由是裂縫由約束產生,反過來約束又能推遲裂縫的出現和限制裂縫的擴展,這就是人們常說的“模箍作用”。

2.2 住宅房屋的形體及結構構件斷面對混凝土墻體裂縫的影響

框架柱斷面大,墻板厚度小,柱墻連接斷面變化大,不利于防止墻體裂縫,其原因除了柱墻混凝土水化熱產生溫差收縮變化和大柱子給墻板增加約束造成墻體裂縫以外,還因框架柱是高層建筑主要傳力構件,基礎以上的所有荷重全部由柱子、筒體傳給基礎、基巖,當地基出現沉降或基礎壓縮下沉時,墻體在基礎邊際部位產生剪力,導致裂縫出現。

2.3 外力作用引起混凝土墻體裂縫

墻體兩側模板未同時拆除,先拆一邊,未拆的一邊模板支撐給新澆混凝土墻體一個側向壓力,若模板支撐較緊,則混凝土墻體產生裂縫。

2.4 混凝土墻體裂縫防治措施

2.4.1 原材料的控制

由于在剪力墻中配筋很多、很密,為了保證混凝土在結構中的最緊密填充,應當控制石子的最大粒徑和粗細集料級配。砂石料的含泥量必須嚴格控制,當砂石料含泥量超過規定,不僅增加了混凝土的收縮,同時又降低了混凝土的抗拉強度,容易引起裂縫。由于墻板結構施工中的水化熱及收縮很可觀,所以應盡可能選用低水化熱、低收縮的水泥。

2.4.2 從施工組織來控制

采用科學合理的施工組織設計,根據混凝土的凝結時間對混凝土的澆筑施工及混凝土攪拌站的混凝土供應做合理的協調,使上層混凝土在下層混凝土澆筑后3 h～5 h內澆筑?；炷恋某跄龝r間并不是混凝土不致出現冷縫的終凝時間,實際上在此時澆筑混凝土,上下層混凝土的結合已經很弱,如在混凝土接近初凝之時,對混凝土進行振動,同樣也會在新舊混凝土之間形成一層薄弱層,影響結構的整體性,形成冷縫。為防止產生分層縫,在澆筑上層混凝土時,搗棒應插入下層混凝土5cm～10cm,以利于兩層混凝土充分結合。同樣,分層縫的出現也將使混凝土的整體性能降低。

2.4.3 從結構設計來控制

為防止墻板結構的裂縫,在結構設計方面主要應考慮好溫度鋼筋的設計,充分利用構造鋼筋的作用以減小墻板結構的溫度應力和收縮應力。由于引起墻板裂縫的主要因素是水化熱及降溫引起的拉應力,所以必須盡可能減少入模溫度,應分層散熱澆灌,預防激烈的溫、濕度變化,為混凝土創造充分應力松弛的條件。

應避免結構突變(或斷面突變),產生應力集中,導致應力集中裂縫。當不能避免斷面突變時,應作局部處理,做成逐漸變化的過渡形式,同時加配鋼筋。“適當”的構造配筋能夠提高混凝土的極限拉伸,對控制混凝土的溫度收縮裂縫及收縮裂縫有積極的作用。在墻板結構中,采取增配構造鋼筋的措施,使構造鋼筋起到溫度筋的作用,能有效地提高混凝土的抗裂性能。

3 裂縫處理方法

1)加大截面加固法。加大截面加固法是采用與原有構件同類的材料,通過增大截面的面積,提高構件的承載能力和剛度,達到對原構件進行加固的目的。2)外包鋼加固法。外包鋼加固法是把型鋼或鋼板等材料包在被加固(鋼筋混凝土)構件的外側,通過外包鋼與原有構件的共同作用,提高構件的承載能力和剛度,達到加固的目的。3)外加預應力加固法。外加預應力加固法是采用外設預應力拉桿或撐桿對結構構件或整體進行加固的方法。它通過改變原結構的內力分布、降低結構原有應力水平來間接提高結構的承載能力。4)改變受力體系加固法。改變受力體系加固法是以減小結構的計算跨度和變形,間接提高承載能力的一種加固方法。為了減小構件的計算跨度,常采用增設支點(包括柱支座和彈性支座)和采用托梁技術,從而改變結構的受力體系,使承載能力得以提高。5)粘鋼加固法。粘鋼加固法是將鋼板用結構膠粘貼在混凝土構件的外部,以提高結構承載能力的一種方法。6)粘貼纖維復合材料法。粘貼纖維復合材料加固方法與貼鋼加固法相似,只是加固用的材料是纖維復合材料。

4 結語

影響住宅房屋出現裂縫的原因很多而且還很復雜,以上所述的僅是一些常見的情況。通過對住宅房屋常見裂縫的分析研究和實踐證實,墻體裂縫雖然不可避免,但只要設計合理,確保施工質量,選用材料得當,建筑物的裂縫是可以從根本上得到控制的。

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