【摘 要】荷載受力、地基沉降、溫度變化是引起砌體結構建筑墻體開裂的三大主要誘因,而地基不均勻沉降及溫度變化導致的墻體開裂通常又占到90%以上。砌體建筑墻體裂縫現象除不可抗力因素外,最主要的原因都可能出在建筑本身的設計和施工過程中,雖然在一定程度上無法避免裂縫的發生,但至少我們可以從砌體結構建筑墻體裂縫的原因中找到預防和補救的措施,從而杜絕或避免裂縫對于砌體結構建筑的的進一步損害。
【關鍵字】砌體結構;建筑;墻體裂縫;補救措施;地基沉降;荷載;溫度變化
砌體結構做為建筑工程的四大結構形式之一,其取材便利,價格便宜,施工設備和方法簡單,具有良好的耐火性和耐久性,使用范圍廣,使用量大,歷史悠久。但另一方面因材料和工藝的局限性也具有抗拉和抗剪強度低等缺點,這也使得砌體結構建筑在受到外力外因影響下很容易出現墻體開裂現象,裂縫的出現和擴大是建筑結構破壞的先兆,如不及時補救,很容易日積月累,對建筑結構造成嚴重影響,導致工程事故。砌體結構建筑裂縫成因多種多樣,但其基于外力或外因的因素是導致裂縫出現的最主要因素,危害性也不言而喻。
1 砌體結構建筑墻體裂縫的危害性
砌體結構建筑裂縫的危害性主要表現在結構持久承載力和正常使用功能兩方面。對于無筋砌體結構,受力裂縫的出現預示著結構承載力不足或存在嚴重問題;對于配筋砌體結構,裂縫的存在及超標會引起鋼筋銹蝕,降低結構耐久性;從建筑使用功能的角度而言,裂縫的出現會導致建筑的防水性能和氣密性降低,影響建筑美觀。墻體裂縫的危害性與裂縫性狀、建筑的功能要求、環境條件及結構抗蝕性有關,其主要變量是裂縫寬度,當裂縫寬度大到一定程度,必須進行修補處理;當裂縫寬度小于一定值,其不利影響可以忽略。國內基于裂縫的修補參數值通常為≥0.3mm,,而視基于環境因素的結構和墻體耐久性考慮、及建筑的防水性能二方面而言,必須修補與否的裂縫寬度限值可參考下表。
注釋:
“惡劣的”指處于干濕交替狀態、潮濕狀態結凍、海水及有害氣體腐蝕環境;
“中等的”指不受雨淋的一般地上結構、浸泡水中不結冰的地下結構和水下結構;
“優良的”指與外界及腐蝕物質隔絕的環境[1]。
2 引起砌體結構建筑墻體裂縫的主要成因
荷載受力、地基沉降、溫度變化是引起砌體結構建筑墻體開裂的三大主要誘因。砌體的沉降裂縫主要由地基不均勻沉降引起,通常為呈45ordm;的斜裂縫;多層房屋中,下部的裂縫較上部的裂縫大,有時甚至僅在底層出現裂縫。還有一個顯著特點是沉降縫向上指向哪里,那里下部的沉降量必然是較大的。
值得重視的是在砌體結構建筑設計和施工時要考慮建筑地基的地質、土層分布和沉降因素,要重點關注附加應力作用使地基產生不均勻沉降造成墻體開裂的可能性。為了避免地基不均勻沉降,首先應處理好不均勻地基和軟土地基,但在擬定地基加固和處理方案時,又應將地基處理和上部結構處理結合起來考慮,使其能共同工作;不能單純從地基處理出發,否則,不僅費用大,而效果亦差。在上部結構處理上要適時通過改變建筑物體型、簡化建筑物平面、合理設沉降縫、加強房屋整體結構剛性、采用輕型結構、柔性結構等設計方案取代原有方案達到控制地基不均勻沉降[2]的問題發生。另外一方面, 砌體做為建筑物理構件,擁有著熱脹冷縮的基本物理性能。墻體的溫度應力與溫差成正比,隨水平阻力系數和建筑物長度或伸縮縫間距非線性增加。溫度變化不均勻會使砌體因不均勻收縮或由于鋼筋混凝土圈梁與磚墻伸縮量不同產生裂縫。所以在施工材料選擇上面則要加強對砌筑材料的干燥收縮率、干縮時間等特性的了解和重視,防止因材料使用方法不當造成砌體結構建筑的施工質量下降引起的墻體開裂;
3 砌體建筑墻體裂縫的補救措施
地基不均勻沉降及溫度變化導致的墻體開裂是砌體結構建筑墻體開裂的主要原因,通常這兩種情況引起的開裂占到90%以上。對于沉降裂縫的處理原則是要在裂縫變化基本穩定后,作封閉堵塞或修復處理,對長期不穩定結構建筑應先加固地基,再修補裂縫 。而溫度裂縫,通常起于房屋的頂層,偶爾向下發展,一般在一年后即可穩定,不再擴展。溫度裂縫一般不影響結構安全,其處理原則是經過一段時間的觀測后找出裂縫最寬的時間,采用封閉或局部修復的方法處理。荷載導致的裂縫,后果通常都較為嚴重,一般會危及結構安全,應及時采取卸荷或加固補強等方法處理,并應立即采取應急防護措施。
由以上三種原因引起的裂縫我們要視開裂程度采取針對性的補救措施。
3.1 對未影響承重及安全的墻體,可將破裂墻體局部拆除,并按提高砂漿強度一級用整磚填砌。
3.2 對于開裂嚴重的墻體,則說明墻體結構承載力已嚴重不足,在修復過程中,必須首先考慮增加建筑的整體剛性,可在砌體建筑的墻體一側或兩側增設鋼筋混凝土圈梁。圈梁用的凝土強度等級、截面、配筋、鋼筋則要依據建筑的體量和規模決定,每隔一定距離,通常為1.5m~2.5m,用牛腿或螺栓錨固件等伸進墻內與墻拉結好,并承受圈梁自重。澆筑圈梁時應將墻面鑿毛、潤水,以加強粘結。
3.3 對于細小裂縫則要根據砌體[3]構件的受力狀態和裂縫的特征等因素,確定具體的開裂原因,并提供針對性的修補和加固措施。通常首要的修復工作是利用鋼結構加固阻止裂縫擴張。鋼結構加固的主要方法包括:減輕荷載、改變結構計算圖形、加大原結構構件截面和連接強度、阻止裂紋擴展等。其次清理裂縫,使裂的通道貫通無堵塞,用加有促凝劑的1:2水泥砂漿嵌縫,以避免灌漿時,漿體外溢;用電鉆或手錘在裂縫偏上端制成灌漿嘴;然后再用1:10的稀水泥漿;沖洗裂縫一遍,并檢查裂縫通道的流通情況 ,同時將裂縫周邊的砌體潤濕;灌入 3:7或 2:8的純水泥漿,將裂縫補強處局部養護[4]。
4 砌體結構建筑墻體開裂預防措施
砌體結構建筑墻體開裂可以出現在建筑工程的各個階段,包括工程建設階段以及建筑使用階段。其原因也多種多樣。根據筆者多年的實踐總結,砌體結構建筑墻體開裂較為嚴重的引發原因大多發生或隱藏于設計施工階段,一般都是因為為施工方法、施工質量及原材料選用的問題,有的裂縫雖發生在施工階段,但責任卻與設計有關,如施工縫設置,原材料限定,施工荷載驗算等[5]。基于設計和施工的原因造成的墻體開裂現象必須未雨綢繆,防患大于發現。這一方面主要的應對措施就是加強設計和施工監管,加強質量檢查工作,做到嚴格的按國家工程質量相關標準和規范執行。一旦在施工和設計階段發現問題(在設計階段)或出現問題(施工階段),一定要對設計和施工工作進行重新操作,將問題及時消除和解決,否則其帶來的安全隱患和后果要遠遠大于建筑在使用階段出現的問題。
綜述,本文通過對于砌體結構建筑裂縫形成的主要外因,闡述了其危害性,并提出了基于各種外因形成的砌體結構建筑裂縫的針對性處理原則、補救和預防措施,但防患大于補救,做為最普遍的居民住用的建筑結構形式,其安全性涉及到住戶的切身利益,在以人為本,安全第一的原則下我們一定要加強建筑的設計和施工作業,做好砌筑材料的檢測和選擇,通過管理、質量監督、技術控制將一切安全隱患消彌于萌芽狀態。安全和質量是建筑的生命線,保護好民眾的財產生命安全是每個建筑從業人員的使命和責任,任何忽視和馬虎都是不被允許的,這是我們建筑從業人員的職業素質。裂縫雖小,關乎一切。
參考文獻:
[1]楊志杰. 建筑物的裂紋與安全四川建材.TU528.32 TU7 TM 2006, 32(1)
[2]石小磊. 關于鋼筋混凝土建筑裂縫的分析廣東科技.TU5 TB4 J02 2007, (7)
[3]謝小軍. 混凝土小型砌塊墻體結構裂縫產生的原因分析與處理措施探討.四川建材, TU755.7. 2010, 36(3)
[4]李曉明. 建筑施工裂縫分析中小企業管理與科技. TU7, X92 U4 2010, (22)
[5]劉劍東. 建筑施工時的裂縫分析江西建材. TU7, F40 U47 2008, (4)