淺談砌塊墻體裂縫的成因及預防加固措施

王曉洪

1 非受力墻體裂縫產生的原因

1.1 溫度變形所引起的裂縫

混凝土小型砌塊砌體的線膨脹系數為10×10-6℃,比磚砌體的大一倍,因此,小型砌塊砌體對溫度的敏感性比磚砌體高,更容易因溫度變形引起裂縫。由溫度變形所引起的墻體裂縫,從形狀和部位來看砌塊房屋和磚砌體房屋是類似的,只是帶有砌塊的特點而已。溫度裂縫的程度和環境溫差成正比,溫差大時裂縫就嚴重,溫差小時裂縫就輕;屋面保溫隔熱效果好的裂縫輕,保溫隔熱差的裂縫較重。這類裂縫常在建筑物(特別是那些縱向較長的)兩端、與混凝土平屋蓋連接的內外縱墻上、門窗洞兩邊以及砌體女兒墻根部。溫度裂縫形態呈“八”字形或直線形,且顯對稱性,但有時又僅一端有。由于混凝土和砌塊的線膨脹系數不同,在環境溫差影響下,混凝土和砌體之間的變形差異導致構件中產生溫度應力,混凝土屋蓋變形大,墻體變形相對較小,導致砌塊和混凝土屋蓋之間產生約束應力。當外界溫度升高時,屋蓋受壓,墻體受拉、受剪,當約束條件下構件的溫度應力超過砌體的抗拉或抗剪強度時就產生了裂縫,這就是溫度裂縫產生的直接原因。

1.2 干縮變形所引起的裂縫

砌塊、灰砂磚、粉煤灰磚等砌體,隨著含水量的降低,材料會產生較大的干縮變形。如混凝土砌塊的干縮率為0.3 mm/m～0.45 mm/m,它相當于25℃～40℃的溫度變形,可見干縮變形的影響很大。輕骨料塊體砌體的干縮變形更大。干縮變形的特征是早期發展比較快,如砌塊出窯后放置28 d能完成50%左右的干縮變形,以后逐步變慢,幾年后材料才能停止干縮。但是干縮后的材料受濕后仍會發生膨脹,脫水后材料會再次發生干縮變形,但其干縮率有所減小,約為第一次的80%。這類干縮變形引起的裂縫在建筑上分布廣、數量多,裂縫的程度也比較嚴重。

1.3 構造裂縫

混凝土砌塊在切割過程中,表面會存在松散顆粒和灰塵附著物,抹灰時如不清理干凈,將很容易形成“兩層皮”,這樣日后會有空鼓開裂的隱患。如果混凝土砌塊表面凹凸不平,抹灰不均勻,產生收縮不均勻,也會成為空鼓開裂的原因。

2 受力墻體裂縫產生的原因

荷載作用下,結構構件必然產生變形。比如梁跨較大時,會產生較大撓度;建筑較高時,相鄰豎向受力構件的豎向壓縮變形必然存在差異;建筑物兩部分高差或地基變形模量差異過大,相鄰部位易產生較大沉降差。結構構件的差異變形,易導致填充墻變形不一致,使其內部產生剪切應力,當其主拉應力超過砌體抗拉極限強度時,填充墻砌體就會沿著主拉應力跡線產生拉裂縫。因埋設各種管線穿過墻體破壞了砌體整體性,減少了砌體截面面積,削弱了砌體承載力;由于砌筑用磚和砂漿強度等級低,水平灰縫砂漿不飽滿,組砌不符合要求,降低了砌體承載能力;使用不當。由于改變房屋用途,加大使用荷載或增加振動力,破壞墻體。

3 裂縫的防治措施

3.1 減少溫差,“抗”“放”結合

溫差產生裂縫主要在房屋頂層,溫度應力計算表明,提高砂漿強度難以抵抗溫差產生的拉、剪應力。所以考慮降低溫差的措施和采取“抗”“放”結合的策略才是較好的方案。增加房屋蓋保溫性能,這是建筑節能的需要,同時也可達到降低屋蓋結構層溫差的目的。增加頂層圈梁的平面布置密度,加強頂層內外縱墻端開間門窗洞口周邊的抗力。一句話:用配筋的方法來抵抗溫度應力,是“抗”的有效措施,在屋蓋承重板的適當位置設滑動支座,則是“放”的有效措施,但應在抗震構造允許的范圍內。

3.2 合理選擇墻體材料

應優先選用與框架結構混凝土的線膨脹系數相近、吸水率較小、材料強度較高的砌塊作為填充墻的砌體材料,如陶粒混凝土空心砌塊、加氣混凝土砌塊等。

3.3 加強施工質量控制

由于高層建筑砌塊體積較大、砌體又設置拉結筋,所以相應灰縫厚度也有所增加,當一面填充墻體砌筑完成時,墻體的自然沉降會逐漸展開,使墻體上部與主體結構的接觸處產生裂縫,因此當填充墻砌至梁、板底時,應留170 mm～200 mm的空隙,以便任由填充墻自由沉降變形。待墻砌完并間隔5 d～10 d后,墻體變形基本完成,再用同砌體同材料的實心磚斜砌擠緊,傾斜度控制在 45°～60°,使砌體與梁板底緊密結合。為保證柱與填充墻的連接,沿墻高每隔500 mm設置拉結筋,且砌筑前一定要排磚,調整好灰縫大小,避免在柱邊出現灰縫偏大或過窄,使柱墻連接不緊密。拉結筋必須放置在砂漿中,預埋在柱上的拉結筋如果與灰縫錯位時,應將鋼筋位置校正。

3.4 注重墻體抹灰控制

應嚴格控制抹灰時間,只有待填充墻砌筑完畢1個月后方能抹灰,這樣就不會因墻體收縮而引起抹灰層的開裂。墻體抹灰前,應將砌塊墻面的灰縫、孔洞、凹槽填補密實、整平、清除浮灰,并用1∶1水泥砂漿拉毛墻面。在砌塊墻身與混凝土梁、柱、剪力墻交接處、門窗洞邊框處和陰角處釘掛10 mm×10 mm孔眼的鋼絲網或者纖維網,每邊寬度不小于200 mm,在蒸壓灰砂磚與砌塊處每邊100 mm寬。將掛網展平,與梁、柱或墻體連接牢固,網材搭接做到平整、連續,搭接長度不小于100 mm,這樣可防止因收縮不均勻而出現的裂縫。抹灰前應對墻身隔夜淋水2次～3次,第二次進行基層處理,處理時先用摻107膠的水泥漿刷墻面,以保證抹灰層與基層粘結牢固,隨后進行抹灰。

3.5 裂縫的修復

已經產生的裂縫則必須設法予以修復,否則影響建筑物的觀感和使用功能。填充墻的裂縫一般不影響結構安全,因此在裂縫修復時不必強調強度方面的要求,但對溫度的反復性必須有充分的認識。對已趨于穩定的裂縫可采用手工直接將水泥砂漿進行修補,修補后注意澆水養護。對于因不均勻沉降而導致的較大裂縫則需與結構加固配合進行。通過修復可提高墻體裂縫部位的抗變形能力,在原裂縫位置一般不會再出現裂縫,如附近有較薄弱環節則可能再出現裂縫,裂縫修補時可將薄弱環節同時處理。

[1] 滕延民,任建峰,王永祥.現澆鋼筋混凝土樓板裂縫的成因及防治[J].青島理工大學學報,2006,27(6):39-40.

[2] 周建波.混凝土小型空心砌塊填充墻裂縫防治施工及控制措施[J].施工技術研究與應用,2003(12):53.