方啟霞
(浙江寶業住宅產業化有限公司,浙江 紹興 312030)
砌體結構其建筑材料分布廣,容易就地取材,且較水泥鋼材和木材的價格便宜,具有良好的耐火性和較好的耐久性能,使用期限較長,因此得到廣泛運用。但是,砌體結構也存在許多缺點,其抗拉、彎、剪的強度又較其抗壓強度低,抗震性能差,在多層砌體結構建筑物中,墻體裂縫多有發生,裂縫出現時間因不同的建筑物而異。對于多層砌體建筑來說,砌體裂縫影響建筑的整體性,降低結構強度、剛度和穩定性,影響建筑合理使用壽命。因此如何防治砌體結構裂縫已是工程技術人員不可忽視的重要課題。
引起砌體結構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,一是溫度裂縫,二是干燥收縮裂縫,簡稱干縮裂縫,以及由溫度和干縮共同產生的裂縫。
2.1 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。最常見的裂縫是在砼平屋蓋房屋頂層兩端的墻體上,如在門窗洞邊的八字型裂縫,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)和垂直裂縫。
2.1.1 八字型裂縫:當外界溫度上升時,外縱墻本身沿長度方向將有所伸長,但屋蓋部分的伸長量比墻體的伸長量大的多,從而導致墻體產生裂縫。
2.1.2 水平裂縫和包角裂縫:平屋頂的房屋,有時在屋面板部或頂層圈梁附近出現沿外墻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的推力產生的。
2.1.3 女兒墻裂縫:由于屋面板和水泥砂漿面層發生過大溫度變形,使女兒墻跟部受到向外或向內的水平作用力而引起的女兒墻根部與平屋面交接處砌體外凸或女兒墻外傾所產生的。
2.1.4 垂直裂縫:當房屋的樓(屋)為現澆鋼筋混凝土結構時,由于收縮和降溫引起的樓(屋)面縮短受到了墻體的限制,使樓(屋)面構件處于受拉狀態。如果房屋過長,或設計時按采暖考慮而實際上未采暖,則可能在樓(屋)面上每隔一定距離發生貫通全寬的裂縫,在四個角發生八字型裂縫。當房屋有錯層時,錯層處地墻體容易產生局部的垂直裂縫。
2.2 干縮裂縫燒結粘土磚,包括其它材料的燒結制品,其干縮變形很小,且變形完成比較快。只要不使用新出窯的磚,一般不要考慮砌體本身的干縮變形引起的附加應力。但對這類砌體在潮濕情況下會產生較大的濕脹,而且這種濕脹是不可逆的變形。對于砌塊、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。
2.3 溫度、干縮及其它裂縫對于燒結類塊材的砌體最常見的為溫度裂縫,面對非燒結類塊體,如砌塊、灰砂磚、粉煤灰磚等砌體,也同時存在溫度和干縮共同作用下的裂縫,其在建筑物墻體上的分布一般可為這兩種裂縫的組合,或因具體條件不同而呈現出不同的裂縫現象,而其裂縫的后果往往較單一因素更嚴重。另外設計上的疏忽、無針對性防裂措施、材料質量不合格、施工質量差、違反設計施工規程、砌體強度達不到設計要求,以及缺乏經驗也是造成墻體裂縫的重要原因之一。如對砼砌塊、灰砂磚等新型墻體材料,沒有針對材料的特殊性,采用適合的砌筑砂漿、注芯材料和相應的構造措施,仍沿用粘土磚使用的砂漿和相應的抗裂措施,必然造成墻體出現較嚴重的裂縫。
目前,由于砌體房屋砌體開裂的成因的復雜性,根據目前的技術經濟水平,尚不能完全防止和杜絕由于鋼筋混凝土屋蓋的溫度變形和砌體干縮變形引起的墻體局部裂縫。只能通過一些合理的構造措施,使砌體房屋墻體的裂縫的產生和發展達到可接受的程度。
防止主要由溫度變化引起的砌體結構開裂,宜采取下列措施:當采用整體式或裝配式的鋼筋混凝土屋蓋時,宜在屋蓋上設置保溫層或隔熱層;在屋蓋的適當部位設置控制縫,控制縫的間距不大于30m;當采用現澆混凝土挑檐的長度大于12m時,宜設置分隔縫,分隔縫的寬度不應小于20mm,縫內用彈性油膏嵌縫;建筑物溫度伸縮縫的間距應滿足現行《砌體結構設計規范》的規定,控制縫宜在建筑物墻體的適當部位設置,控制縫的間距不宜大于30m;非地震地區,在房屋頂層宜設鋼筋混凝土圈梁。
①設置控制縫:在墻的高度變化處、厚度變化處、在門、窗洞口的一側或兩側設置豎向控制縫;豎向控制縫,對3層以下的房屋,應沿房屋墻體的全高設置;對大于3層的房屋,可僅在建筑物層和頂層墻體的上述位置設置;控制縫在樓、屋蓋處可不貫通,在該部位宜做成假縫,以控制可預料的裂縫;對有規則洞口外墻不大于6m;對無洞墻體不大于8m及墻高的3倍;轉角的控制縫距墻轉角的距離不大于4.5m;②設置灰縫鋼筋:在墻洞口上、下的第1道和第2道灰縫,鋼筋伸人洞口每側長度不應小于600mm;在樓蓋標高以上,屋蓋標高以下的第2或第3道灰縫,和靠近墻頂的部位;灰縫鋼筋的間距不大于600mm;灰縫鋼筋距樓、屋蓋混凝土圈粱或配筋帶的距離不小于600mm;灰縫鋼筋宜采用小螺紋鋼筋焊接網片,網片的縱向鋼筋不小于25,橫筋間距不宜大于200mm;灰縫鋼筋宜通長設置,當不便通長設置時,允許搭接,搭接長度不應小于300mm;灰縫鋼筋兩端應錨人相交墻或轉角墻中,錨固長度不應小于300mm;灰縫鋼筋應埋人砂漿中,灰縫鋼筋砂漿保護層,上下不小于3 mm,外側小于15mm,灰縫鋼筋宣進行防腐處理;當利用灰縫鋼筋作砌體抗剪鋼筋時,其配筋量應按計算確定,其搭接和錨固長度尚不應小于300mm;設置灰縫鋼筋的房屋的控制縫的間距不宜大于30m。③ 在墻體中設置配筋帶:在樓蓋處和屋蓋處、墻體的頂部窗臺的下部設置配筋帶;配筋帶的間距不應大于2400mm,也不宜小于800mm;配筋帶的鋼筋,對190mm厚墻,不應小于2 l2,對250~300mm厚墻不應小于2 16,當配筋帶作為過梁時,其配筋應按計算確定;配筋帶鋼筋宜通長設置,當不能通長設置時,也可搭接,但搭接長度不應小于45 d和600mm;配筋帶鋼筋應彎過轉角墻錨固,錨固長度不應小于35d和400mm;當配筋帶僅用于控制墻體裂縫時,宜在控制縫處斷開,當設計考慮需要通過控制縫時,宜在該處的配筋帶表面做成虛縫,以控制可預料的裂縫位置;對地震設防裂度≥7o的地區,配筋帶的截面不應小于190mm×200mm,配筋不應小于4 10。
防止主要由地基沉降引起的裂縫,可采用下列措施:建筑物的體型力求簡單;合理設置沉降縫。在建筑物平面轉折處、建筑高度荷載突變處、結構類型不同處以及地基土軟硬交界處設置沉降縫;減輕結構自重;增強建筑物的剛度和強度。設置封閉圈梁和構造柱,特別是增強頂層和底層圈梁、合理布置縱橫墻、采用整體性好、剛度大的基礎形式等;減小或調整基底的附加應力。改變基礎地面尺寸,使不同荷載的基礎沉降量接近。
控制裂隙的產生和擴展,是建筑工程中必不可少的重要環節,應引起足夠重視,尤其在當前建筑物普通向高層、大型化發展的形勢下,制定一項統一的規范和技術標準已迫在眉捷.控制裂隙,重點在防,并需要從設計、施工上共同努刀,采取有針對性的防裂措施,加大主動控制的力度,才能提高新建房屋質量的可靠性,只要嚴格執行規范,做到設計與施工緊密配合。控制裂隙是完全可以做到的.
[1]唐岱新,龔紹熙,周炳章.砌體結構設計規范理解與應用[M].北京:中國建筑工業出版社,2002.
[2]王鐵夢.工程結構裂縫控制[M].北京:中國建筑工業出版社,1997.