住宅基礎(chǔ)寬度設(shè)計(jì)與因溫度裂縫的分析

王鑫

我國房屋建筑相當(dāng)一部分為磚混結(jié)構(gòu)，尤其是安居工程，國家每年都投入大量資金，解決城市住宅緊張問題，而設(shè)計(jì)上未采取有效措施。施工時(shí)為了加快進(jìn)度，房屋裂縫時(shí)有發(fā)生。分析裂縫產(chǎn)生原因，在今后設(shè)計(jì)和施工中采取預(yù)防措施，避免裂縫產(chǎn)生很有必要。

1 磚混結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)設(shè)計(jì)的原因

首先，不少項(xiàng)目在缺少必要的地質(zhì)勘察資料下憑經(jīng)驗(yàn)或盲目進(jìn)行基礎(chǔ)設(shè)計(jì)，其后果是建筑物沉降過大或不均勻沉降，甚至開裂、傾斜，或過于保守，導(dǎo)致浪費(fèi)嚴(yán)重。

其次，對(duì)變形縫設(shè)置不按規(guī)定，亦無相應(yīng)技術(shù)措施，對(duì)墻體穩(wěn)定和強(qiáng)度不作必要的驗(yàn)算，或僅按建筑設(shè)計(jì)作粗略估算，造成結(jié)構(gòu)隱患。

其三，在鋼筋混凝土梁、板設(shè)計(jì)計(jì)算方面，忽視剛度要求，撓跨比偏小；承載力計(jì)算一般只注意正截面的要求，忽視了斜截面承載力和構(gòu)造要求。對(duì)房屋抗震要求，如圈梁、構(gòu)造柱的布置等，普遍不夠重視。以上通病，在國家頒發(fā)的相關(guān)規(guī)程、規(guī)范中均有明確規(guī)定，是屬于有法不依、有章不循的問題，設(shè)計(jì)人員對(duì)此必須引起重視，認(rèn)真學(xué)習(xí)規(guī)范，嚴(yán)格執(zhí)行規(guī)范要求。

2 工程基礎(chǔ)設(shè)計(jì)

2.1基礎(chǔ)寬度設(shè)計(jì)問題

磚混結(jié)構(gòu)條形基礎(chǔ)寬度在設(shè)計(jì)中一般是根據(jù)各墻段在基礎(chǔ)頂面的豎向荷載和已知的地基承載力沿基礎(chǔ)長度方向取1m長來計(jì)算確定的。這種常規(guī)設(shè)計(jì)方法雖簡單方便，但由于基礎(chǔ)縱橫交叉處底面積重疊，用上述方法確定的基礎(chǔ)寬度所構(gòu)成的基底面積將小于實(shí)際所需的基底面積。當(dāng)?shù)鼗休d力較低，基礎(chǔ)寬度較大時(shí)，問題更加突出，應(yīng)該對(duì)基底寬度進(jìn)行合理的調(diào)整。

2.2按常規(guī)方法分析計(jì)算基底寬度

將縱橫基礎(chǔ)交叉點(diǎn)定義為節(jié)點(diǎn)，每個(gè)節(jié)點(diǎn)的范圍為開間方向相鄰墻體中心線間的距離及進(jìn)深方向相鄰墻體中心線間的距離。

2.3基礎(chǔ)寬度調(diào)整方法

由于條形基礎(chǔ)縱橫交叉處面積重疊，按常規(guī)方法計(jì)算的基底寬度所構(gòu)成的基底面積比實(shí)際所需的基底面積減少了ΔA，應(yīng)對(duì)基底寬度進(jìn)行調(diào)整。一般情況下，磚混結(jié)構(gòu)條形基礎(chǔ)按地基反力均勻分布進(jìn)行設(shè)計(jì)，且在設(shè)計(jì)中假定“基底總面積的形心與基底總荷載合力的重心相重合”，因此，不必考慮荷載偏心的影響，只需考慮力的豎向平衡。所以在A1中補(bǔ)足ΔA時(shí)，可根據(jù)豎向靜力平衡的原理按節(jié)點(diǎn)各墻段的豎向荷載的合力與節(jié)點(diǎn)荷載總合力的比值將ΔA分配到各個(gè)墻段相應(yīng)的基底面積中去。

得出以下結(jié)論：A由于角節(jié)點(diǎn)處按常規(guī)方法求得的基底寬度所構(gòu)成的基底面積與實(shí)際所需的基底面積相等，因而不需調(diào)整，只需調(diào)整邊節(jié)點(diǎn)和中節(jié)點(diǎn)即可。B邊節(jié)點(diǎn)、中節(jié)點(diǎn)按常規(guī)方法求得的基底面積比實(shí)際所需基底面積分別缺少12%和16%；基底寬度的調(diào)幅對(duì)節(jié)邊點(diǎn)15%左右，而對(duì)中節(jié)點(diǎn)的調(diào)幅23%左右，且并非原來寬度大的基礎(chǔ)調(diào)整幅度也大。因此，按常規(guī)方法求得的磚混結(jié)構(gòu)條形基礎(chǔ)由于節(jié)點(diǎn)處縱橫交叉重疊，使基底面積減少，應(yīng)對(duì)基底寬度進(jìn)行合理的調(diào)整。當(dāng)?shù)鼗休d力較低，基底寬度較大時(shí)，基底寬度調(diào)整問題更應(yīng)引起重視。

3 溫度裂縫原因的定性分析

3.1溫度裂縫產(chǎn)生特征

溫度裂縫是從頂部開始，越往下層裂縫越輕。房屋長高比越大.裂縫越重；條式房屋的中問單元裂縫輕.兩端部單元裂縫較重。整體上看，房屋內(nèi)部墻體比外部墻體裂縫重，而內(nèi)橫墻裂縫較輕.內(nèi)縱墻裂縫較重。從施工角度看，夏天施工時(shí)的裂縫輕，冬天施工裂縫重。

3.2溫度裂縫的種類和成因

A內(nèi)外縱和根墻的“八”字形裂縫

這種裂縫多出現(xiàn)在每片墻體的端部，而且集中出現(xiàn)在門窗洞口的角部，呈“八”字形。當(dāng)溫度升高時(shí)，屋面板伸長比相應(yīng)磚墻長大，使頂層墻體因屋面板的推力作用受拉和受剪。拉應(yīng)力和剪應(yīng)力的分布情況大體是：房屋平面中間為零，兩端最大，因此墻體的兩端部位大多出現(xiàn)“八”字形裂縫，屋面保溫隔熱層的質(zhì)量越差，屋面板和墻體的相對(duì)位移越大，裂縫越明顯，內(nèi)縱墻和根墻在室內(nèi)與屋面板之問的溫差比相應(yīng)的外縱墻和山墻與屋成板之間的溫差大，所以屋內(nèi)墻體裂縫比外墻重。

B窗戶出現(xiàn)水平裂縫、斜裂縫 當(dāng)房屋的長高比較大，而且室內(nèi)空間比較寬敞高大的房屋，頂層外墻常在窗臺(tái)部位出現(xiàn)水平裂縫，窗口出現(xiàn)對(duì)角斜裂縫。當(dāng)溫度升高后，屋面板伸長對(duì)墻產(chǎn)生水平推力，使窗臺(tái)部位的墻體內(nèi)側(cè)向外擴(kuò)展。外墻在水平推力作用下發(fā)生側(cè)向彎曲而導(dǎo)致開裂。

C屋面板下面的外墻水平裂縫和外墻陽角的包角裂縫 這種裂縫出現(xiàn)在屋頂板底部，頂層QL底部墻體，門過梁上部墻體，裂縫有對(duì)貫通墻厚。當(dāng)升溫時(shí)，屋面板對(duì)頂層QI及墻體產(chǎn)生推力，降溫時(shí)，屋面板對(duì)墻體產(chǎn)生拉力，墻體抗拉強(qiáng)度不能抵抗水平剪力而導(dǎo)致墻體開裂。

D女兒墻裂縫 不少房屋女兒墻連成后發(fā)生倒向彎曲，女兒墻的根部和平屋頂面交接處墻體外凸或女兒墻外傾，造成女兒墻開裂，房屋的短邊裂縫比長邊明顯。形成這種現(xiàn)象的主要原因是：鋼筋砼屋蓋和屋面的水泥砂漿面層，在氣溫升高后的伸長比磚墻大.磚墻相對(duì)屋蓋結(jié)構(gòu)和水泥砂漿面層伸長，因此屋蓋結(jié)構(gòu)和砂漿面層對(duì)墻體產(chǎn)生推力導(dǎo)致女兒墻開裂，溫差越大房屋越大，面層砂漿越密越厚，這種推力越大，墻體開裂越嚴(yán)重。通常情況下，溫度裂縫危害并不大，但對(duì)房屋的整體性、耐久性和外觀影響較大，給住戶產(chǎn)生一種不安全感，特別是對(duì)商品房銷售影響較大，如遇到地震或水平荷載作用下有可能導(dǎo)致房屋破壞。因此，在設(shè)計(jì)中，應(yīng)采取有效措施，防止溫度裂縫產(chǎn)生。

4 預(yù)防溫度裂縫的措施

設(shè)置伸縮縫：嚴(yán)格按照《磚體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》要求設(shè)置伸縮縫，寬度不宜小于3onun。優(yōu)先采用裝配式有檀體系鋼筋砼屋蓋，使屋蓋與墻體連接改為“柔性節(jié)點(diǎn)”，即QI與屋面板接觸面上鋪設(shè)一層油氈或滑石粉，形成滑動(dòng)層，這樣可減少溫度變形時(shí)墻體的推動(dòng)力影響，防止墻體產(chǎn)生溫度裂縫。屋面板保溫隔熱層的材質(zhì)及施工必須符合規(guī)范要求達(dá)到隔熱保溫效果。有章可循。不斷提高管理人員業(yè)務(wù)技術(shù)素質(zhì)，完善工程運(yùn)行凋度，堅(jiān)持“科學(xué)管理，實(shí)事求是”原則。做好對(duì)建筑物的機(jī)電設(shè)備的保護(hù)和保養(yǎng)，提高其利用率，充分發(fā)揮工程效益，確保供水調(diào)節(jié)池的正常運(yùn)行。對(duì)溫度裂縫等，不要忙于及早治理，等觀察一個(gè)熱脹冷縮周期，裂縫不再產(chǎn)生新的變化時(shí)再采取治理措施。鑒定裂縫是否穩(wěn)定的方法：可在裂縫內(nèi)嵌抹水泥漿或玻璃紙。形態(tài)完整無損，說明裂縫已基于穩(wěn)定。不再有較大發(fā)展的可能性。當(dāng)細(xì)小裂縫不影響使用可不修補(bǔ)，當(dāng)裂縫造成墻面滲水，可采用嵌補(bǔ)密封膠或水泥漿處理。