墻體出現裂縫的原因及預防措施

廖寒冬

隨著我國住房商品化的進展,人們對居住環境和建筑質量的要求不斷提高,對建筑物墻體裂縫的控制要求更為嚴格。由于建筑物的質量低劣,如墻體裂縫、滲漏等涉及的糾紛與官司越來越多,建筑物的裂縫已成為住戶評判建筑物安全與否的一個非常直觀、敏感和首要的質量標準。因此加強砌體結構的抗裂措施,已成為我們共同關注的課題。

1 墻體裂縫產生的原因

引起墻體裂縫的因素很多,既有地基、溫度、干縮,也有設計上的疏忽、施工質量、材料不合格及設計施工人員缺乏經驗等。根據工程實踐和統計資料,這類裂縫幾乎占全部可遇裂縫的80%以上。而最為常見的裂縫有兩大類:1)溫度裂縫;2)干燥伸縮裂縫,簡稱干縮裂縫,還有一些是由溫度和干縮共同產生的裂縫。

1.1 地基不均勻下沉引起的墻體裂縫

地基不均勻下沉引起的墻體裂縫一般發生在縱墻的兩端,多數裂縫通過窗口的兩個對角向沉降較大的方向傾斜,并由下向上發展。由于橫墻剛度較大,一般不會產生較大的相對變形,故很少出現這類裂縫。裂縫多在墻體下部,向上逐漸減少,裂縫寬度下大上小,常常在房屋建成后不久就出現,其數量及寬度隨時間而逐漸發展。窗間墻水平裂縫,一般在窗間墻的上下對角處成對出現,沉降大的一邊裂縫在下,沉降小的一邊裂縫在上,豎向裂縫發生在縱墻中央的頂部和底層窗臺處,裂縫上寬下窄。

斜裂縫主要發生在軟土地基上,由于地基不均勻下沉,使墻體承受較大的剪切力,當結構剛度較差、施工質量和材料強度不能滿足要求時,導致墻體開裂。

1.2 溫度裂縫

溫度的變化會引起材料的熱脹冷縮,當約束條件下溫度變形引起的溫度應力足夠大時,墻體就會產生溫度裂縫。最常見的裂縫是在房屋頂層兩端的墻體上,如在門窗洞邊的正八字斜裂縫,平屋頂下或屋頂圈梁下沿磚(塊)灰縫的水平裂縫,以及水平包角裂縫(包括女兒墻)。同時導致平屋頂溫度裂縫的原因,是頂板的溫度比其下的墻體高得多,而混凝土頂板的線膨脹系數又比磚砌體大得多,故頂板和墻體之間的變形差在墻體中產生很大的拉力和剪力。剪應力在墻體內的分布為兩端附近較大,中間漸小,頂層大,下部小。溫度裂縫是造成墻體早期裂縫的主要原因。這些裂縫一般經過一個冬夏之后才逐漸穩定,不再繼續發展,裂縫的寬度隨著溫度變化而略有變化。

八字裂縫一般發生在平屋頂房屋頂層縱墻面上,這種裂縫往往發生在夏季屋頂圈梁、挑檐混凝土澆筑后,而保溫層未施工前。由于混凝土和磚砌體兩種材料膨脹系數不同,在較大溫差情況下,縱墻因不能自由縮短而在兩端產生八字斜裂縫,無保溫屋蓋的房屋,經過冬夏氣溫的變化也容易產生八字裂縫。檐口下水平裂縫、包角裂縫以及在較長的多層房屋樓梯間處的豎直裂縫,產生的原因與上述原因相同。對于一些長度較大的房屋,在縱墻中間部位可能出現豎向裂縫,裂縫寬度中間大,兩端小。

1.3 干縮裂縫

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,之后逐步變慢,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。

2 預防和控制措施

1)“防、放、抗”相結合對裂縫進行控制,目前設計中控制溫度裂縫開展的措施是采用“防”“放”“抗”相結合的原則。例如,滑模施工的墻壁應選擇適當的壁厚,盡可能雙層配筋,配細一些,密一些。亦可在兩根粗筋中間配置幾根細鋼筋以提高抗裂度,提高極限拉伸,是“防”的措施。在頂板與墻體間設置滑動層(利用瀝青油氈、滑石粉、白鐵皮等),再把圈梁設于滑動層下,如能控制圈梁與頂板之間可能微動但不能大動(有鋼筋拉結),既解決了裂縫問題,又不降低抗震能力,是“放”的方法。也可以將圈梁、頂板連接成一體,設框架立柱,其中作女兒墻,是“抗”的方法,在施工中,墻體的構造應盡量加強,但頂板與墻的連接應盡可能有“放”的余地,可謂“以放為主,抗放兼施”。

2)深化設計,遏制裂縫的產生:a.對多層磚混結構住宅樓底層窗臺下的裂縫,設計人員在進行設計時,盡可能減少地基不均勻沉降而引起的上部主體開裂,外墻窗臺下可能考慮增加一道腰梁,或采取加通長鋼筋混凝土窗臺壓頂板等措施。b.針對樓層頂部所出現的溫度裂縫,在設計中應進行熱工計算,提出足以抵抗溫度變形的結構措施和減少溫差的技術措施,例如增加錨拉,設置隔熱措施,按規范要求設置伸縮縫等。

3)嚴把施工質量關:a.對于窗臺下的裂縫,在施工時要合理安排施工工期,不能盲目求快,尤其經人工處理過的地基,必須嚴格控制施工進度,進行必要的夯實和加固,以防止主體結構完成后出現因地基不均勻沉降引起的裂縫。b.對于頂層及女兒墻的裂縫,在施工過程中都要嚴格把關。圈梁與女兒墻的裂縫,在施工過程中也要嚴格把關。圈梁與女兒墻砌體的結合面要掃干凈,人工鑿毛、灑水潤濕后再砌磚:澆筑短構造柱混凝土時,要把主筋插入圈梁內并與圈梁鋼筋焊接在一起,先砌墻壁后澆混凝土,砌墻時嚴禁干磚上墻,嚴格控制砂漿配合比、砂漿飽滿度,定期養護,確保砌筑質量,進而提高抗裂能力,杜絕頂層及女兒墻產生溫度裂縫的隱患。

4)防止地基不均勻沉降引起的墻體開裂首先應處理好不均勻地基,且應將地基處理和上部結構的處理結合起來考慮。從鉆探報告入手,鉆探報告是設計人員的主要設計依據,必須提高地質勘測人員的業務水平、政治素質和職業道德素質,加強責任感,這樣才能使鉆探報告具有真實性和可靠性。從設計入手,采取多種措施,增強多層住宅的基礎剛度和整體剛度。建筑措施,多層住宅的平面形狀應力求簡單,規則整齊,盡量避免形狀復雜,陰角太多;避免建筑物有顯著的高差或荷載差異。在軟土地區建筑物的裂縫事故,往往以有高度差異或荷載差異的建筑物為多見,尤其是高、低或輕、重單元連成一體未設置沉降縫時易發生。

5)其他措施。設置沉降縫,多層住宅的單位體長度應控制在50 m以內,長度較大的住宅,考慮在適當部位設置沉降縫;對于平面圖形復雜的,或有層高高差及荷載顯著不同的,要在其轉折處,層高高差處或荷載顯著不同的部位設置沉降縫;在地基土的壓縮性有顯著不同處或在地基處理方法不同處設置沉降縫。

結構措施,控制建筑物的長高比。長高比是保證磚石承重結構建筑物剛度的主要因素。長高比大的建筑物,調整地基不均勻變形的能力就差,相反,如將建筑物長高比限制在一定范圍內,合理布置縱橫墻。承重結構的墻身是房屋撓曲的主要受力構件,它具有調整地基不均勻變形的能力。縱、橫墻的布置合理與否,對建筑物的整體剛度影響很大。如縱墻貫通而橫墻密布,則猶如空脹多肋深梁,剛度很大,這時基礎沉降也較均勻。為了保證建筑物的整體剛度,對于磚石承重結構的縱橫墻應盡量貫通,橫隔墻的間距不宜過大。

設置圈梁。在建筑物的墻體設置鋼筋混凝土圈梁的主要作用是增強建筑物的整體性,它在一定程度上能防止或減少裂縫的出現,即使出現了裂縫也能阻止裂縫的發展。

3 治理方法

1)因地基不均勻沉陷引起墻體開裂,在消除不均勻沉陷的因素后,墻體裂縫可采用高標號的砂漿以壓力為灌漿法修補裂縫,只要施工方法得當,一般均可達到原設計的使用要求。

2)因溫度和應力引起的墻體細致裂縫,只要砌體強度達到設計要求,一般應視為無害裂縫,對結構的安全沒有大的影響。對一般墻體裂縫的治理,待裂縫發展穩定后,采用自動壓力的灌漿辦法予以修補,如用冶金工業部建筑研究院研究的壓力灌漿材料和技術修補后的墻體可達到比較滿意的效果。

對細微的裂縫,則由裝飾工程修補表面即可。

裂縫性質較嚴重的,應由設計單位提出處理意見。

4 結語

工程施工人員往往對荷載較大的結構底層的施工質量比較重視,對溫度作用較大的頂層的施工缺乏足夠的認識。因此,針對多層磚房墻體裂縫較為普遍的現象,建議對多層磚房頂層保溫層的施工質量、保修措施也建立相應的管理體系,只有足夠的重視和得力的措施才能切實解決這個困擾人們的問題。

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