摘要:眾所周知,砌體工程中常見的墻體裂縫對建筑物有著多方面的影響。墻體裂縫不僅影響建筑外觀的美觀性,而且影響使用要求,降低了建筑安全性。墻體裂縫會降低結構強度、剛度和穩定性,從而破壞砌體的整體性。不僅如此,在風雨及溫度等外界條件下,裂縫還可以加快砌體材料的破壞,影響建筑物的耐久性。裂縫的種類有時很難判別,需要綜合多種因素進行分析。開裂的原因往往也不是唯一的,因此不能簡單肯定某一方面的原因而忽視了另一方面,應該針對具體的情況分清主次。本文根據形成原因將墻體裂縫分為溫度裂縫、沉降裂縫及荷載裂縫三類,分別指出其顯著特征并進行形成原因分析,在此基礎上提出相應的解決辦法。
關鍵詞:墻體裂縫 原因對策
1 墻體裂縫
1.1 溫度裂縫
磚墻的溫度變形受到約束時會產生溫度應力從而導致開裂,其裂縫稱為溫度裂縫。磚墻的溫度裂縫會影響房屋的使用和耐久性,進而削弱墻體的整體承載能力。
1.1.1 裂縫特征
溫度裂縫的出現部位多在房屋的頂部附近,又以兩端最為常見。在縱墻和橫墻上溫度裂縫都有可能出現。在某些冬季特別寒冷的地區,未采暖的房屋下部也可能形成冷縮裂縫。除此之外,溫度裂縫還有可能表現為位于房屋中部附近的豎向裂縫。大多數情況下,溫度裂縫形成于夏季或冬季之后。它隨環境溫度變化,在溫度極高或極低時,溫度裂縫數量最多,長度、寬度最大。但是通常情況下溫度裂縫不會無限制地擴展惡化。
1.1.2 原因分析
溫度裂縫的原因有很多,比如砌體所在地溫差大;屋蓋對氣體的約束大;屋蓋的保溫、隔熱差;建筑物過長又無變形縫等因素都可能導致溫度裂縫。一般來說溫度裂縫與建筑物的橫向變形有關,與建筑物的豎向變形沒有關系。
①平屋面房屋頂層縱墻或橫墻兩端,出現向中部傾斜的斜裂縫,形如“八”字,說明房屋的伸縮間距過大,鋼筋混凝土屋面受氣溫影響導致磚墻開裂。
②房屋整個墻面幾乎均勻發布著發絲狀裂縫,這種裂縫在渡過冬天時出現,出現后不再繼續發展。說明房屋伸縮縫間距過大,墻體本身受溫度變化而干縮開裂。
③屋面設置伸縮縫而墻身未相應設置伸縮縫時,墻身被拉裂,屋面伸縮縫處的墻裂縫。
當房屋兩部分樓板或屋面標高不同時,由于屋面或樓板漲縮或由于其他原因發生推擠作用導致樓板錯層處出現水平裂縫。
1.2 沉降裂縫
所謂沉降裂縫是指地基不均勻沉降導致的裂縫。
1.2.1 裂縫特征
沉降裂縫有諸多特征。首先是沉降裂縫多在沉降變化劇烈處附近出現,等高的長方形房屋,裂縫位置通常在兩端附近。其次是沉降裂縫多出現在房屋的下部,少數可發展到2-3層。第三,沉降裂縫一般出現在縱墻上,橫墻上較少見。第四,沉降裂縫隨地基變形和時間增長增大、增多。第五,地形變形穩定后,沉降裂縫通常就不再變化。只有極個別的地基產生剪切破壞,沉降裂縫繼續發展最終導致建筑物倒塌。
1.2.2 原因分析
地基圖的壓縮性有明顯差異處,尤其是存在著局部軟弱地基,易產生沉降裂縫;房屋高度或荷載差異大,又沒有設置沉降縫;房屋剛度差;地表水大量浸入地基,如浸入有濕陷性黃土地基引起的不均勻沉降,或浸入膨脹土地基引起的不均勻變形;在已有建筑物附近新建高大建筑物;在房屋周圍大量堆載或開挖土方;建筑平面的轉角部位;房屋結構或檢出類型不同處。沉降裂縫最有可能出現的地方是沉降曲線曲率較大處。
1.3 荷載裂縫
所謂荷載裂縫,是指由于承載能力不足引起的裂縫。由于磚石砌體的抗拉強度較小,機構脆性較大,裂縫荷載比較接近或幾乎等同與破壞荷載。因此,磚石砌體的荷載裂縫往往是砌體破壞的先兆,應及時分析處理。
1.3.1 裂縫特征
通常來說砌體應力較大部分比較容易出現荷載裂縫。砌體裂縫在多層建筑的底層較為多見,其他各層也有發生。梁或梁墊下砌體的裂縫多數是局部承壓能力不足造成的。軸心受壓柱的裂縫出現在柱上、下端的較少,往往在柱下部1、3高度附近。當受壓構件斷斷續續出現細裂縫后,隨著作用時間或荷載增加,荷載裂縫貫通、寬度加大而導致破壞。
1.3.2 原因分析
界面削弱嚴重或結構構件受力較大的部位容易出現荷載裂縫。而是產生附加內力或超載,比如受壓構件中出現附加彎矩等易產生荷載裂縫。荷載裂縫往往與橫向或豎向變形無明顯的關系。
①如果長條形墻壁的中間部分,從墻角到窗臺出現水平或斜裂縫,縫口下寬上窄,裂縫開始出現的速度很快,說明房屋中部地基軟弱,沉陷較大,造成整個地基沉降不均勻,使得房屋墻身向下彎曲。如果裂縫口上寬下窄,說明兩端的沉陷比中部大。
②由于砌體局部抗壓強度不足導致大梁端部下面的墻身產生豎向裂縫。
2 墻體裂縫預防
2.1 防止裂縫的基本原則
防止裂縫的基本原則歸結起來有以下幾點:
①工程設計前需弄清建筑物場所的地質條件,進行詳盡地勘察,同時妥善處理在施工過程中發現的不良填土。
②避免立面高低起伏,平面凹凸曲折,換句話說,房屋的體型應力求簡單,盡可能減少房屋分段長度與高度壁紙。
③避免受力過分集中于某一部分,在設計結構布置時,保證各部分荷載均勻傳遞到基礎上。
④遵守設計規范的有關規定進行基礎設計,做必要的沉降量計算,適當選擇基礎形式。
⑤施工過程中,較重的部分建設在先,較輕的部分建設在后。而對于沉降速度較慢的軟土地基,可以在軟土地基打砂樁、頂壓等加速沉降的其他措施作為輔助。
⑥保證施工質量,遵守施工操作規范,嚴格按圖施工,加強材料配置方面的管理。
⑦采取防裂措施時,應明確各房間不同的要求,具體情況具體分析,防止片面性。
2.2 防止裂縫的建筑措施
為達到防止磚混結構的房屋出現墻體裂縫,我們在房屋總體布置時應考慮以下因素:
①在寬度10-15m的群體建筑或多層房屋總體布置中插建時,應該以10-12m作為低小房屋與高大房屋的最佳距離。如果不能滿足這個距離要求,應輔以其他措施。
②如果低小房屋與高大房屋相距較近,高大房屋的相鄰邊應該和低小房屋的長邊平行。
③高大房屋與低小房屋相距較近,剛度又比較差,如果無法較好安排施工,兼之高大房屋相鄰邊與其長邊垂直,可以考慮分段處理低小房屋。
2.3 在結構措施方面應考慮的因素
2.3.1 設置沉降縫的條件
①為將荷載或高度不同部分分開,荷載差別較大或房屋高低差別較大時,應設置沉降縫。
②當房屋平面的形狀比較復雜,不論高低都要分開。
③當機構類型、地基均勻度、地基處理方法均不同時,分期建造時應分開處理房屋部分有地下室或部分無地下室。
2.3.2 為減少高低或輕重單元之間的差異沉降,在荷載差別大或存在高低差別的單元組合房屋中,如果設置地下室,應該設置在較重或較高的單元下。
2.3.3 在單元或分段單元內,避免中斷、轉折,合理布置重承重墻,盡量拉直、拉通縱墻,使之貫穿房屋全長。同時橫墻間距不應超過20m或房屋寬度的1.5倍。
2.3.4 在磚墻中設置鋼筋混凝土圈梁。圈梁高應不小于180mm,配置的縱向鋼筋應不小于4?覫10,必要時梁高和鋼筋還需加強。
2.3.5 圈梁布置應沿房屋外墻四周封閉,內縱墻上亦應有圈梁拉通,有關間距應按有關規范設置。
2.3.6 適當控制開窗面積。如果削弱墻身局部開孔過大,應采用鋼筋混凝土框、梁等進行構造補強。
2.3.7 對防裂有特殊要求的房屋,不宜采用四周為承重磚墻、中間設置柱子的內框架結構形式。
2.3.8 用油氈將屋面板與墻頂分隔開,做成滑動面。為了保證滑動面平整,鋪油氈前用砂漿嚴格找平,油氈以鋪兩皮為宜。
2.3.9 必要時可在頂層裂縫敏感區的墻兩側加鋼筋網片,以減少平面房屋頂層兩端“八”字型裂縫。
2.3.10 平屋面隔熱層宜做在屋面結構層上面。
2.3.11 溫度伸縮縫和沉降縫的寬度,一般不得小于5cm,縫內需保持通暢,不得填塞。
2.3.12 屋面保溫層與整澆層與女兒墻側面脫開。
2.3.13 可在底層窗臺墻中配置通長的細鋼筋,或把窗臺線做成小型鋼筋混凝土過梁,火災窗臺墻下做反拱,以防止底層窗臺上出現裂縫。
2.3.14 大梁擱置在墻上時,在大梁支座下應設置鋼筋混凝土梁墊。