張偉杰
中鐵十五局集團第二工程有限公司
砌體結構裂縫的防治措施
張偉杰
中鐵十五局集團第二工程有限公司
近年來,許多民用住宅建筑采用磚混結構,常常使得磚砌體產生各種形式裂縫,不僅影響了建筑物的觀感和使用,甚至危及建筑物的結構安全。因此,結構裂縫控制是建筑工程中不容忽視的關鍵環節。正確分析裂縫成因,采取有效措施加以防治,使用得當的加固方法,才是解決問題的根本所在。
建筑;砌體結構;墻體裂縫原因;防治措施
隨著社會經濟的快速發展,砌體結構的形式越來越豐富,從普通住宅樓到花園洋房再到別墅,立面造型更加別致,表現手法更加新穎,對砌體結構本身要求越來越高。砌體結構設計中對結構裂縫的控制尤為重要,設計中采取合理、必要的措施對保證結構的安全性、耐久性起到非常重要的作用。
引起砌體結構墻體裂縫的因素很多,既有溫度、干縮、地基的原因,也有可能是設計上的疏忽、施工質量不合格、材料質量不過關的原因缺乏實際工程經驗等原因造成。根據工程實踐和統計資料,這幾類裂縫幾乎占全部可遇裂縫的80%以上。最為常見的裂縫有:溫度裂縫、干燥收縮裂縫(簡稱干縮裂縫)、基礎不均勻沉降引起的裂縫,溫度和干縮共同作用下產生的裂縫[1]。
溫差變形引發的磚砌體裂縫:熱脹冷縮是各種物質的一個物理物征,各種建筑材料及其所形成的構件也不例外。在建筑中,各構件相互連接成一空間整體,混凝土和砌體之間的變形差異導致構件中產生溫度應力混凝土頂蓋變形大,墻體變形相對較小,導致砌體和混凝土屋蓋之間產生約束應力。當外界溫度升高時,使屋蓋受壓,墻體受拉、受剪。當作用于構件的溫度應力足夠大時,超過砌體的抗拉或抗剪強度就產生了裂縫,這就是溫度裂縫產生的直接原因。
溫度裂縫是造成墻體早期裂縫的主要原因,這些裂縫一般經過一個冬夏之后才逐漸穩定,不再繼續發展。這類裂縫常在建筑物(特別是那些縱向較長的)混凝土平屋蓋頂層兩端內外縱墻上、門窗洞兩邊以及砌體女兒墻根部。溫度裂縫形態呈“八”字型或直線型,有對稱性,但有時又僅一端有。例如,混凝土平屋蓋頂層兩端內外縱墻上的“八”字縫,由于房屋兩端為“自由端”,水平約束力較小,當屋面向兩端熱脹時下部砌體出現正“八”字縫,當冷縮時就出現倒“八”字縫。在溫度上升的時候,混凝土的膨脹大于砌體的膨脹,樓板的膨脹受砌體的約束,從而在女兒墻根部形成向外的剪應力。氣溫下降時,女兒墻根部形成向內的剪應力,周而服始,墻體根部水平裂縫就產生了。剪應力在墻體內的分布為兩端附近較大中間漸小,頂層大下部小,所以溫度裂縫也有明顯的規律性,即兩端重中間輕、頂層重往下輕、陽面重陰面輕。
根據砌體材料的特征和砌體結構的特點,墻體裂縫是不可避免的,但是可以在材料、設計、施工等方面采取綜合措施,有效地加以控制。
溫度裂縫大多分布在頂層,一般樓層分布不多,出現的方式有墻體水平縫、墻體斜縫和窗角縫。
大多數工程在主體竣工時就已出現溫度裂縫,但由于未作粉刷與裝修,一般不易被發現。大多數裂縫在工程竣工2~6個月內被發現,但一個冬夏后又逐漸穩定。
溫度裂縫對結構的安全耐久性的影響。一般不影響結構的安全性和耐久性,但裂縫引起的建筑物滲漏可能導致鋼筋銹蝕,結構承載能力下降,縮短結構的合理使用年限,使其耐久性降低[2]。
1)對于混凝土屋蓋的溫度變化引起的墻體開裂,宜采取下列措施。
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30 m。挑檐的長度大于12 m時。宜設置分隔縫,分隔縫的寬度不應小于20 mm,縫內用彈性油膏嵌縫。建筑物溫度伸縮縫的間距除應滿足《砌體結構設計規范》BGJ 3-88第5.3.2條的規定外,宜在建筑物墻體的適當部位設置控制縫,控制縫的間距不宜大于30 m。
2)防止主要由墻體材料的干縮引起的裂縫可采用下列措施之一。
設置控制縫,設置灰縫鋼筋,在建筑物墻體中設置配筋帶。
3)加強門窗洞口外的剛度,將門窗洞口上的鋼筋混凝土過梁與內墻鋼筋連接起來,形成一個連續過梁,以增強房屋整體剛度。
4)設計時嚴格按規范設置構造柱和圈梁,必要時可增加圈梁道數,以增加上部結構的剛度。
[1]GB 50003-2001,砌體結構設計規范[S].
[2]GB 50011-2001,建筑抗震設計規范[S].
[3]DBJ41/070-2005,住宅工程質量通病防治技術規程[S].
[4]蔣驍瑤.淺談砌體結構變形裂縫的原因及控制[C].天工網結構板塊論文.
[5]徐占龍,李銘銘.砌體結構常見裂縫的分析[C].中國期刊網論文.