摘要:文章結合磚混結構的特征,分析了磚混結構墻體裂縫產生的原因及相應的裂縫類型,并針對產生原因探討了防止墻體產生裂縫幾項措施以及裂縫的加固補強措施。
關鍵詞:磚混結構 裂縫原因 防止措施
近年來,磚混結構房屋以其造價相對低,且具有較好的隔熱、隔音性能被廣泛采用。但由于砂漿和磚石之間的粘結力較差,抗拉、抗彎和抗剪強度較低,磚混結構多層住宅工程中屢屢發生墻體裂縫。且裂縫形態各異,種類繁多,裂縫位置走向不一。輕者影響建筑物美觀,造成滲漏水,重者降低建筑結構的承載力、剛度、穩定和整體性、耐久性,甚至還會導致整體倒塌的重大質量事故。因此分析產生裂縫的原因并做好預防措施,是工程技術人員的一項重要任務。
1 裂縫產生的原因及相應的類型
1.1 地基不均勻沉降引起的墻體裂縫 地基不均勻沉降和地基土層的均勻性、地基土的壓縮性及荷載差異等因素有關。根據我國國情,《建筑地基基礎設計規范》中允許磚混結構有沉降,并允許有沉降差。雖然規范要求控制沉降差,但在磚混結構基礎設計中不太被人們注意。此沉降差反映到建筑物主體上,有時可引起墻體裂縫。另外,某些工程當中,由于不進行地基處理或地基處理不當,人為地造成地基變形,也能引起地基不均勻沉降,從而導致墻體裂縫。
該情況下主要裂縫類型有:縱墻兩端斜裂縫、窗間墻水平裂縫、較寬窗臺中部垂直裂縫。其中斜裂縫和窗臺豎向裂縫最為常見。
1.2 局部抗壓強度不足引起的墻體裂縫 縱向壓力作用于磚墻的局部截面上時,磚墻局部受壓。由于直接受壓的面積很小,磚墻可能因砌體局部抗壓強度不足而破壞。根據縱向壓力在砌體上的作用位置和該截面上壓應力的分布情況,砌體局部受壓可分為局部均勻受壓和局部不均勻受壓。砌體局部受壓時,周圍未直接受壓的砌體對直接受壓砌體的橫向變形有著側向約束作用。當梁的跨度較大時,由于梁底端局部壓力過大,磚墻砌體的局部受壓強度不能滿足設計要求時,易造成墻體局部抗壓強度不足所引起的豎向裂縫。
1.3 溫度的變化引起的墻體裂縫 因屋面長時間受陽光輻射,其溫度較墻體高出許多,在炎熱的夏季,屋面溫度是墻體溫度的2倍左右,且在相同溫度條件下,鋼筋混凝土的線膨脹系數是磚砌體線膨脹系數的2倍,它使屋面變形比墻體變形大得多。在屋面變形過程中,產生了很大的推力,作用在墻體頂端的水平推力使墻體與屋面的接觸面受剪,剪力與屋蓋、挑檐或女兒墻的垂直壓力,構成墻體雙向應力,當主拉應力大于墻體的抗拉強度時,墻體就會出現裂縫。該情況下主要裂縫類型有:屋頂縱墻的八字形裂縫和頂層圈梁附近的水平裂縫。
1.4 抗傾覆不足引起的墻體裂縫 建筑物有懸挑構件時,隨著傾覆荷載不斷增加,首先在挑梁根部上、下面產生水平裂縫,當砌體進一步發展產生塑性變形時,在挑梁尾端處產生45°斜裂縫,并沿砌體后上方發展成階梯型。
1.5 結構設計不合理引起的墻體裂縫 構造柱是增強建筑物整體性,反抗地震作用的重要構造措施,在很多設計中,構造柱的設置只考慮符合抗震規范,不考慮實際已存在的溫度應力,設計人員認為溫度應力在規范上未明確規定計算方法,因此,沒有考慮。如對于6層以下住宅,構造柱基本上是采取隔間布置的方式,一般每隔2~3道內橫墻設置,布置稀疏,在靠近建筑物端部位置往往也是如此,并未考慮該部位為裂縫多發區應予以重點加強的問題。另外,磚混結構采用的磚、砂漿強度等級,隨著層高增加而降低,設計人員習慣于從強度上考慮,而對溫度應力引起的抗剪強度及變形則考慮較少。
2 防止墻體開裂的措施
2.1 防止地基不均勻沉降引起墻體開裂的措施 首先重視地基處理,特別是軟弱地基、濕陷性黃土地基、季節性凍土等要采取相應的處理措施。同時加強對地基的探槽工作,對于復雜的地基,在基槽開挖后應嚴格按照基土釬探工藝標準進行釬探。探出的薄弱部位應采取加固措施后方可進行基礎施工。
當建筑物存在高差懸殊、長度過大、平面形狀較為復雜時,應設置沉降縫。從基礎開始將整個建筑物分成若干單元,以減少和防止裂縫的產生。沉降縫應有足夠的寬度,以保證建筑物自由沉降。另外,設置圈梁增加建筑物上部結構剛度,減少端部門窗數量提高墻體抗剪強度也可以適當減少不均勻沉降。
2.2 防止溫度原因引起墻體開裂的措施 為防止墻體由于溫度等原因引起裂縫,建筑物應嚴格按照《砌體結構設計規范》(GBJ3-88)的要求設置伸縮縫。伸縮縫寬度不宜小于30mm,并應在施工中嚴防建筑垃圾等雜物撒落填塞伸縮縫,確保伸縮縫的有效作用。
2.3 防止其它原因引起墻體開裂的措施
2.3.1 磚混結構房屋的屋面應按規范要求設置保溫層。屋面保溫層應符合《民用建筑節能設計標準》(JCJ26-95)的要求,其厚度應根據熱工計算確定。如果實施該標準有困難,則其屋面保溫層厚度不得低于下值:
①采用預制水泥珍珠巖(配比1:10-1:12)最薄處厚度100mm。
②瀝青蛭石塊,厚度為100mm。
③泡沫水泥塊(自重4-5KN/立方米)厚度180mm。
④加氣粉煤灰塊(自重小于5KN/立方米)厚度180
mm。
2.3.2 屋頂宜優先采用女兒墻形式,且應將墻體構造柱延長到女兒墻內。外墻(包括端部山墻)應結合墻體改革和節能要求逐步達到《民用建筑節能設計標準》(JCJ26-95)標準要求。當前,應采用不低于370mm強熱工性能的墻體,并采用氣密性良好的窗子。圈梁、過梁及構造柱等應采取措施克服冷橋現象。房屋多個大角的構造柱斷面適當加大,增強砌體整體性,抵抗部分水平力。內縱墻的厚度也應從克服變形需要做相應考慮。端部房間的外縱墻的窗洞口不宜過寬,內縱墻盡量不開窗洞,確需開洞時,洞口面積應盡量減小,并在洞口兩側作構造柱與過梁相連。
2.3.3 當采取預制板屋面時,建筑房屋端單元與中單元分界處的屋蓋空心板板頭的空隙處不灌縫,應填充松散材料,如蛭石、瀝青砂漿或麻絲瀝青,該部位如遇有挑檐板時需斷開,用麻絲瀝青嵌縫。當采取現澆屋面時,應每隔15m左右設置后澆溫度縫一道,縫寬約600-800mm,溫度縫內混凝土斷開,鋼筋不斷,待需做保溫層前(一般控制不少于三周時間)再灌注混凝土,混凝土強度應提高一級并加膨脹劑。
2.3.4 采取加強措施以抵抗墻體的開裂。頂層砌體砂漿強度等級不低于M5。為增強頂層端部及內外墻交接處砌體強度,在頂層圈梁下0.3m和每隔0.5m增設三道磚砌體水平縫鋼筋。一般370mm墻加冷軋帶肋鋼筋3¢4;240mm墻加2¢4。其具體位置如下:
①頂層端部從山墻起兩間范圍內的內外縱墻及承重橫墻。
②變形縫兩端兩間范圍內的上述墻體。
③頂層的內橫墻靠外墻一邊2m范圍內(伸入外縱墻每側500mm)。
鑒于建筑物端部兩間是裂縫多發區,因此應重點加強。外縱墻與內橫承重墻交叉處及山墻與內縱墻交叉處均應設構造柱。內縱墻與內橫承重墻交叉處應增設抗裂柱,抗裂柱僅在頂層設置,其上下錨固于相應的上、下圈梁內。
3 結束語
通過對建筑物常見裂縫的分析研究和實踐證實,引起墻體裂縫的原因經常是多種因素交織在一起的結果,在處理裂縫時,應首先判斷裂縫產生的主要原因,分析其危害性,注意觀察裂縫是否發展,并采取相應的處理措施。同時應防范于未然,只要設計合理,確保施工質量,材料選用得當,建筑物的裂縫基本上是可以得到控制的。
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