韓學峰
(山東金柱建設集團有限公司,山東聊城 252000)
磚混結構房屋因砌體抗拉、抗剪強度較低,結構自重大,設計、施工管理措施不到位等,極易產生裂縫,裂縫一旦產生,將會嚴重影響房屋的安全性和使用功能,而且修補加固難度較大,還對房屋使用者產生不舒適感。社會不斷進步,居住環境和房屋質量要求也應不斷提高,所以預防、控制砌體結構裂縫產生尤為重要,根據多年來工程監督管理經驗淺析一下房屋墻體裂縫產生的原因及防治措施。
1)溫差變形引發的磚砌體裂縫,由于屋頂與墻體之間存在溫度差,而混凝土的膨脹系數比磚砌體的膨脹系數大約大一倍,混凝土結構屋面變形大,下部墻體變形小,因此在屋頂下的磚墻頂部產生了剪應力及主拉應力。溫差引起的砌體主拉應力大于砌體本身抵抗力的2.2倍,溫差裂縫較普遍的是房屋頂層兩端外縱墻上的斜裂縫,其形態是“八”字或“x”形,且顯對稱性,輕微者僅在兩端兩個開間內出現,嚴重者會發展至房屋兩端1/3縱長范圍內并由頂層向下幾層發展。特別是不按規范要求設置伸縮縫的住宅,尤其嚴重。
平屋頂房屋,有時在屋面板底部附近或頂層圈梁附近,出現沿外墻頂部的縱向水平裂縫和包角裂縫,這是由于混凝土的膨脹系數比磚砌體的線膨脹系數大約大一倍,混凝土向端膨脹,因此在圈梁下的磚墻頂部產生了剪應力,而砌體抗剪能力很低,屋面伸長或縮短引起的向外或向內推拉力而產生裂縫,包角裂縫實際上是水平裂縫的一種形式,是外橫墻和縱墻的水平裂縫連接起來形成的,在這種情況下,下面一般不會發生八字形裂縫。有時,外縱墻的水平裂縫也會出現在頂層的窗臺水平處。女兒墻根部由于受到屋面伸長或縮短引起的向外或向內的推、拉力,且未考慮留置屋面承重板膨脹的伸縮縫,砌體抗剪能力較低,女兒墻出現外傾現象,女兒墻根部的砌體開裂,形成水平裂縫。有時,女兒墻由于鋼筋混凝土屋面的收縮,處于偏心受壓狀態,造成女兒墻上部豎向開裂。
2)墻體因地基不均勻下沉引起的裂縫,房屋的全部荷載最終通過基礎傳給地基,而地基在荷載作用下,其應力是隨深度愈大,擴散愈大,應力愈小。在同一深度,應力也是表現為中間最大,然后向兩端逐漸減小。也正是由于土壤這種應力的擴散作用,房屋地基應力分布仍然是不均勻的,從而使房屋地基產生不均勻沉降,即房屋兩端沉降少,中部沉降多,形成微向下凹的盆狀曲面的沉降分布。在地質較好、較均勻,且房屋的長高比不大的情況下,房屋地基不均勻沉降的差值是比較小的,一般不會影響到房屋的安全使用。但如果房屋設計的長高比較大,整體剛度差,而對地基又未進行加固處理,那么墻體就可能出現嚴重的裂縫。
引起基礎不均勻沉降的原因主要有如下幾點:a.未做好工程基礎坑(槽)釬探工作。b.建筑物基礎深淺差別較大;未合理設計伸縮縫。c.上部結構剛度不大,施工時又未設置拉結筋和留斜槎等措施。d.房屋地基土層分布不均勻,土質差別較大,在不同土層的交接處或同一土層厚薄不一處宜出現較明顯的不均勻沉降。
3)其他裂縫原因包括:混凝土構件變形導致的砌體裂縫,砌體本身承載力不足出現的豎縫,砌體構造要求不良造成的洞邊縫。施工不當磚砌體的施工質量欠佳也是墻體開裂的一個重要因素,砌筑砂漿強度達不到設計要求、灰縫砂漿不飽滿、干磚上墻等都會導致墻體出現裂縫。
1)為了防止或減輕房屋在正常使用條件下,由溫差和砌體干縮引起的墻體豎向裂縫,應在墻體中設置伸縮縫。伸縮縫應設在因溫度和收縮變形可能引起應力集中、砌體產生裂縫可能性最大的地方。溫度伸縮縫嚴格控制在《砌體結構設計規范》的允許范圍內。
2)為了防止或減輕房屋頂層墻體的裂縫,可根據情況采取下列預防手段:
a.合理設置屋面保溫層和隔熱層,以有效減小屋蓋與墻體間的溫差,保溫層必須有一定的厚度,且應設隔氣層、保護層和透氣孔等。屋面保溫(隔熱)層或屋面剛性面層及砂漿找平層應設置分隔縫,分隔縫間距不宜大于6 m,并與女兒墻隔開,其縫寬不小于30 mm。
b.采用裝配式有檁體系鋼筋混凝土屋蓋和瓦材屋蓋。
c.在鋼筋混凝土屋面板與墻體圈梁的接觸面處設置水平滑動層,滑動層可采用兩層油氈夾滑石粉或橡膠片等;對于長縱墻,可只在其兩端的2個~3個開間內設置,對于橫墻可只在其兩端各L/4范圍內設置(L為橫墻長度)。
d.頂層屋面板下設置現澆混凝土圈梁,并沿內外墻拉通,房屋兩端圈梁下的墻體內宜適當設置水平鋼筋,采用配筋砌體提高強度,或加大墻體厚度,設置附壁柱,在大梁,屋架支座處設置鋼筋混凝土墊塊。頂層挑梁末端下墻體灰縫內設置3道焊接鋼筋網片(縱向鋼筋不宜少于2φ4,橫筋間距不宜大于200 mm)或2φ6鋼筋,鋼筋網片或鋼筋應自挑梁末端伸入兩邊墻體不小于1 m。頂層墻體有門窗等洞口時,在過梁上的水平灰縫內設置2道~3道焊接鋼筋網片或2φ6鋼筋,并應伸入過梁兩端墻內不小于600 mm。當縱墻兩端開間內設有較大洞口時,可在洞口兩側設置混凝土構造柱,并與上、下圈梁拉結,這樣,既可加強該開間的剛度,又可阻止裂縫的發展。女兒墻也應設置構造柱,構造柱間距不宜大于4 m,構造柱應伸至女兒墻頂并與現澆鋼筋混凝土壓頂整澆在一起。房屋頂層端部墻體內適當增設構造柱。
e.對局部軟弱地基應作加強處理,同時應加強上部結構剛度,對膨脹土、濕陷性黃土等地基土應作特殊處理。
f.相鄰建筑物間基礎應留有一定間隙,同時應計算相鄰基礎應力疊加時產生的沉降量,使該沉降量與整個建筑的物沉降量相同。
g.水電管線布線設計時,應避免對墻體的削弱,并應與結構專業密切配合。
加強監理力度,落實以上設計措施,在施工中及時發現質量通病,督促施工單位落實整改。墻體的施工過程是確保砌體強度和質量的重要環節。研究表明,砌體砌筑時,砂漿的和易性、磚的含水率、水平灰縫的厚度、塊體的砌合方法以及施工的連續性都直接影響砌體的強度和質量。要求監理部門對施工過程加強監理力度,材料強度進行現場抽樣,杜絕虛假現象,對達不到要求的砌體堅決拆除,對不符合施工規范要求的做法立即停工整頓,嚴把施工質量關。
嚴格按照圖紙設計施工,嚴把材料質量關,對不合格的材料堅決不用,嚴格按規范施工,砌體應上、下錯縫,內外搭接,水平灰縫及豎向灰縫應飽滿,嚴禁用鋪漿代替灌縫,轉角及交換處應同時砌筑,半磚使用率不得超過5%。禁止干磚上墻:用干磚砌墻時,磚會吸收砂漿中的水分,砂漿很難鋪攤均勻,磚縫砂漿不易飽滿,砌體粘結性差,抗剪強度低,按照《砌體工程施工質量驗收規范》規定:砌筑磚砌體時,磚應提前1 d~2 d澆水濕潤。嚴格控制填充墻的沉縮裂縫:砌體與框架柱間的縫隙要用砂漿填嵌密實,框架柱中伸出的拉結筋要砌入磚縫中。當填充墻砌至接過梁、板底時,留出一定空隙,待填充墻砌筑完并應至少間隔7 d后,再將其補砌擠緊。認真分析房屋結構,合理安排施工工序,對大面積現澆板,應設置后澆帶,對沉降縫、伸縮縫等,一定要將縫內雜物剔除干凈,使縫能正常發揮作用,承重或非承重構造柱與墻體應設2φ6拉結筋,間距為八皮磚,每端伸入墻內1 m或至洞口邊,預制過梁遇構造柱,當搭接長度不足250 mm時,應改為現澆,伸入構造柱內。嚴格控制施工質量和材料質量。嚴禁在承重砌體上開鑿橫槽;嚴禁在已砌筑完成的門垛、窗間墻上開鑿線管槽和接線盒孔洞;如設計上有布置的,必須在砌筑時預埋或留置孔槽。在砌體上開槽時應采用機械切割;管道埋設完畢后,回填應采用適當材料,填封密實牢固,抹灰層應設置金屬網。
嚴把圖紙審查關,確保施工圖紙達到設計要求,嚴把招標關,確保施工隊伍符合施工要求,嚴把監督關確保各責任單位各負其責,嚴把驗收關確保各項工序符合驗收要求。
綜上分析,磚混結構房屋因溫度、設計、施工、監理等因素出現裂縫非常普遍,表現形式很多。實際工作中,要堅持預防為主的原則,在建筑物設計、施工過程中嚴格控制,監理及政府主管部門監管到位,認真負責,盡量降低建筑物出現裂縫的幾率,使建筑物的裂縫可以有效得到控制。
[1]王曉洪.淺談砌塊墻體裂縫的成因及預防加固措施[J].山西建筑,2010,36(10):127-128.