某宿舍樓加氣混凝土砌塊填充墻開裂原因分析與處理

石百良

（甘肅泓文建筑設(shè)計(jì)有限責(zé)任公司，甘肅蘭州 730000）

0 前言

加氣混凝土砌塊填充墻與傳統(tǒng)的填充墻相比，具有保溫隔熱性能良好、整體重量較輕、適用范圍廣以及應(yīng)用效果顯著等優(yōu)點(diǎn)，在建筑行業(yè)中具有十分廣泛的應(yīng)用前景。但是，加氣混凝土砌塊填充墻整體硬度相對較低，干縮變形幅度較大，在實(shí)際應(yīng)用中可能發(fā)生墻體開裂現(xiàn)象。基于此，本文通過對某宿舍樓使用加氣混凝土砌塊填充墻的實(shí)際應(yīng)用情況進(jìn)行分析，以此探究加氣混凝土砌塊填充墻開裂原因與整治措施。

1 工程概況

某高中學(xué)校男生宿舍樓結(jié)構(gòu)體系為鋼筋混凝土框架，基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)為高強(qiáng)度預(yù)應(yīng)力混凝土管樁，地上結(jié)構(gòu)6層，地下結(jié)構(gòu)2層。地上一層架空，2～6層為學(xué)生寢室層，每層高度為3.1m；地下結(jié)構(gòu)為停車場。建筑總體高度為18.5m，總建筑面積為10550m2，除去地下室結(jié)構(gòu)，建筑墻體均使用加氣混凝土砌塊填充。

填充墻主要采用60cm*20cm*20cm規(guī)格的加氣混凝土砌塊以及M5 砂漿砌筑，建筑抗壓強(qiáng)度平均值在5MPa以上，抗壓強(qiáng)度最小值在4MPa以上，干燥收縮值在0.5mm/m以內(nèi)，干體積密度值在705kg/m3以下。

2 填充墻開裂情況

2.1 墻體開裂概況

該宿舍樓在2020 年6 月份正式開工建設(shè)，于次年3月份結(jié)構(gòu)封頂，2021年9月份完成砌體工程。在2021 年11 月份墻面涂料施工檢查工作中發(fā)現(xiàn)宿舍填充墻存在大面積開裂問題，開裂寬度在0.2mm 左右，最大寬度可達(dá)0.3mm。墻體裂縫具體情況如下圖所示。

圖1 墻體裂縫示意圖

2.2 墻體裂縫數(shù)量、形態(tài)以及位置情況

填充墻體的開裂走向大部分成斜向，少部分為豎直狀，開裂縫隙上未到頂，下未到底，即并未出現(xiàn)上下貫通的情況。部分位置存在少量水平方向的裂縫，主要集中在梁下墻體中。同一墻體中基本只有一條貫穿墻體的裂縫，只有極少部分墻體存在多條裂縫[1]。開裂縫隙分布位置并不均勻，大多數(shù)集中在填充墻的中間位置，且比較靠近線盒、電箱等結(jié)構(gòu)，填充墻和結(jié)構(gòu)柱的交接位置處基本沒有開裂縫隙。

2.3 開裂縫隙定性

填充墻體的主要作用是對建筑內(nèi)部空間結(jié)構(gòu)進(jìn)行布局調(diào)整，劃分出不同的空間區(qū)域，同時(shí)具有保溫隔熱等基礎(chǔ)性功能。其只需要承受自身重量，并不需要承載上部結(jié)構(gòu)重量，填充墻主體結(jié)構(gòu)并未出現(xiàn)沉降問題，因此可以得出結(jié)論：加氣混凝土砌塊填充墻由于變形引發(fā)的開裂縫隙不會(huì)對整體結(jié)構(gòu)的安全性能造成影響。

3 填充墻開裂的主要原因

3.1 干縮開裂

加氣混凝土砌塊是一種多孔結(jié)構(gòu)的、具有高分散性的混凝土制品，其孔隙率能夠達(dá)到80%左右，在自然堆積情況下，含水率會(huì)初步發(fā)生降低現(xiàn)象，進(jìn)而導(dǎo)致砌塊發(fā)生較大幅度的收縮變形，只有當(dāng)含水率下降至5%左右時(shí)，砌塊干縮情況才會(huì)逐漸穩(wěn)定。干縮后的砌塊在受到外界因素影響時(shí)，依然會(huì)發(fā)生吸水膨脹現(xiàn)象，當(dāng)含水率再次下降時(shí)，會(huì)導(dǎo)致砌塊再次發(fā)生干縮變形，進(jìn)而與砌筑過程中殘存的收縮力產(chǎn)生共同作用力，最終導(dǎo)致墻體發(fā)生開裂現(xiàn)象。

有關(guān)學(xué)者通過現(xiàn)場調(diào)查方法進(jìn)行研究后發(fā)現(xiàn)，對蒸壓型加氣混凝土砌塊填充墻而言，梁下和柱邊位置開裂產(chǎn)生的干縮率與填充墻的長度因素之間并不存在較大關(guān)聯(lián)性；不論柱邊結(jié)構(gòu)中是否存在拉結(jié)鋼筋，填充墻中間位置的干縮率都會(huì)與墻體長度成正比關(guān)系。墻體開裂問題會(huì)受到墻體干縮變形現(xiàn)象的較大影響，因此可以通過控制填充墻體的實(shí)際干縮率緩解墻體發(fā)生開裂問題。對于蒸壓型加氣混凝土砌塊填充墻而言，應(yīng)當(dāng)將干縮率控制在0.25mm/m左右。

3.2 溫度開裂

該宿舍樓整體框架結(jié)構(gòu)采用超靜定結(jié)構(gòu)，框架結(jié)構(gòu)會(huì)對填充墻起到一定約束作用，當(dāng)環(huán)境溫度發(fā)生較大程度的變化時(shí)，會(huì)導(dǎo)致填充墻內(nèi)產(chǎn)生足夠大的溫度應(yīng)力。而加氣混凝土砌塊填充墻內(nèi)的主要材料屬于抗拉強(qiáng)度遠(yuǎn)小于抗壓強(qiáng)度的脆性材料，依據(jù)主拉應(yīng)力原理，當(dāng)墻體內(nèi)部材料主拉應(yīng)力遠(yuǎn)超于抗拉強(qiáng)度時(shí)，填充墻內(nèi)極小的塑性變形都會(huì)導(dǎo)致其出現(xiàn)開裂現(xiàn)象，以此釋放過多的主拉應(yīng)力。有關(guān)學(xué)者利用有限元分析軟件對加氣混凝土砌塊填充墻溫度應(yīng)力進(jìn)行分析研究后得出結(jié)論，最大的主拉應(yīng)力主要集中在柱底內(nèi)側(cè)與柱頂外側(cè)位置，表明拉應(yīng)力主要集中在墻體與周圍結(jié)構(gòu)交接處。造成這一現(xiàn)象的主要原因在于拉應(yīng)力和約束條件存在一定關(guān)聯(lián)，墻體應(yīng)力條件比較復(fù)雜時(shí)，墻角結(jié)構(gòu)會(huì)存在多方向的作用力，進(jìn)而生成斜向剪應(yīng)力，導(dǎo)致墻體出現(xiàn)開裂現(xiàn)象[2]。同時(shí)，加氣混凝土砌塊填充墻在不同季節(jié)性溫差或日照溫差條件下的熱分析方法和溫度取值方法均不相同，但是應(yīng)力分布情況基本相同。通過對宿舍樓內(nèi)不同位置溫度進(jìn)行分析，能夠發(fā)現(xiàn)宿舍樓晝夜溫差變化并不明顯，因此填充墻出現(xiàn)開裂現(xiàn)象與溫度變化之間不存在直接關(guān)系。

4 填充墻開裂處理措施

對宿舍樓加氣混凝土砌塊填充墻體結(jié)構(gòu)開裂問題開展全面系統(tǒng)的檢查，能夠發(fā)現(xiàn)墻體開裂縫隙數(shù)量相對較多。外墻開裂會(huì)影響建筑保溫隔熱以及防風(fēng)防水等基礎(chǔ)功能，同時(shí)對建筑結(jié)構(gòu)的耐久性會(huì)造成一定影響。因此，對發(fā)生開裂現(xiàn)象的外墻結(jié)構(gòu)與開裂縫隙比較嚴(yán)重的內(nèi)墻結(jié)構(gòu)進(jìn)行局部替換處理；對于開裂縫隙相對較小的墻體結(jié)構(gòu)，首先將墻體抹灰層去除，隨后利用網(wǎng)格布進(jìn)行粘貼修復(fù)，以此加強(qiáng)墻體質(zhì)量，對縫隙問題進(jìn)行有效解決。

5 總結(jié)分析

加氣混凝土砌塊填充墻發(fā)生開裂問題已經(jīng)成為建筑工程中比較常見的質(zhì)量問題，需要建筑施工部門結(jié)合實(shí)際情況，采取適當(dāng)?shù)拈_裂縫隙控制手段。現(xiàn)階段常見的有效控制手段有以下幾種：

在設(shè)計(jì)階段注重墻體質(zhì)量，確保墻體強(qiáng)度等級(jí)以及砌筑砂漿等級(jí)符合工程標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定；填充墻體和主結(jié)構(gòu)墻體的交接處必須設(shè)置足夠數(shù)量的拉結(jié)鋼筋。在施工階段嚴(yán)格依據(jù)施工方案和施工圖紙進(jìn)行施工；嚴(yán)格控制砌塊的含水率，確保含水率在30%以下。在使用階段需要明確建筑結(jié)構(gòu)的具體功能，嚴(yán)禁將未做防水處理的區(qū)域用作廚房、浴室、衛(wèi)生間等；重點(diǎn)關(guān)注外墻結(jié)構(gòu)使用情況，當(dāng)發(fā)現(xiàn)其出現(xiàn)破損現(xiàn)象時(shí)，應(yīng)當(dāng)及時(shí)開展修復(fù)工作，以防止雨水滲入導(dǎo)致加氣混凝土砌塊填充墻體在干濕循環(huán)作用下發(fā)生變形。

6 結(jié)論

通過對本文闡述的工程案例進(jìn)行詳細(xì)分析后能夠得知，加氣混凝土砌塊填充墻發(fā)生裂縫的常見原因包括溫度原因與干縮原因，會(huì)對填充墻體造成一定影響，導(dǎo)致墻體的保溫隔熱與防水等功能受到一定干擾。建筑施工部門應(yīng)當(dāng)注重墻體開裂問題，通過對建筑施工的全過程進(jìn)行科學(xué)把控，利用專業(yè)手段控制墻體開裂問題，以此保障建筑工程的質(zhì)量與安全。