孫淑赟 楊國(guó)萍
摘 要:本文分析了不均勻沉降與溫度變化是磚混結(jié)構(gòu)墻體產(chǎn)生裂縫的基本原因,并提出了相應(yīng)的防治措施。
關(guān)鍵詞:墻體裂縫;不均勻沉降;溫度變化;防治措施
1 前言
目前在我國(guó)廣泛使用的磚混結(jié)構(gòu)住宅及辦公樓因其造價(jià)低、施工速度快,而取得良好的經(jīng)濟(jì)效益。但磚混結(jié)構(gòu)由于設(shè)計(jì)、施工和材料等方面的原因,常使磚砌體產(chǎn)生各種形式的裂縫,影響觀感和使用,甚至危及房屋的結(jié)構(gòu)安全,已經(jīng)引起人們的重視。多層磚房墻體的開(kāi)裂現(xiàn)象,一般在施工后不久(約1~3個(gè)月)就開(kāi)始出現(xiàn),延續(xù)數(shù)月(有時(shí)數(shù)年)才趨穩(wěn)定。墻體的裂縫種類(lèi)繁多,如斜裂縫、豎向裂縫、水平裂縫等。產(chǎn)生裂縫的原因也較復(fù)雜,如不均勻沉降、溫度、收縮、凍融、凍脹、濕陷等,而其中溫度與不均勻沉降是墻體產(chǎn)生裂縫的基本原因。
2 墻體裂縫的主要種類(lèi)和特征
2.1 斜裂縫:裂縫部位在窗口轉(zhuǎn)角、窗間墻、窗臺(tái)墻、外墻及南墻上。
在大多數(shù)情況下,縱墻上端的兩端部出現(xiàn)斜裂縫的概率較高。斜裂縫往往通過(guò)窗口的兩對(duì)角,且在窗口處縫寬度較大,向兩邊逐漸縮小。斜裂縫在靠近平屋頂下面的外墻上時(shí),或在內(nèi)隔墻(橫墻)上時(shí),或在山墻上時(shí),裂縫經(jīng)常呈正八字形。有些裂縫在建筑物外墻下部也呈正八字形,而且縫寬度是下大上小。在個(gè)別建筑物上,亦出現(xiàn)過(guò)倒八字形裂縫。
2.2 水平裂縫:外墻上的斜裂縫往往與水平裂縫相接合,形成一段斜裂縫與一段水平裂縫相組合的混合裂縫。水平裂縫一般均沿灰縫錯(cuò)開(kāi),而斜裂縫既可能沿灰縫也可能橫穿砌塊與磚塊出現(xiàn)。
2.3 豎向裂縫:常出現(xiàn)在窗臺(tái)墻上(窗孔的兩個(gè)下角處),有的出現(xiàn)在墻的頂部;裂縫特征是上寬下窄。建筑物承重墻體若承受負(fù)彎矩作用,其中部也可能出現(xiàn)上寬下窄的豎向裂縫。
3 墻體裂縫產(chǎn)生的基本原因
3.1 不均勻沉降引起的裂縫
3.1.1 房屋長(zhǎng)高比較大,中間沉降一般較多,使房屋產(chǎn)生縱向整體彎曲,在前后檐墻產(chǎn)生八字形裂縫,有時(shí)兩端沉降過(guò)大,產(chǎn)生倒八字形裂縫。一般裂縫往上的指向?qū)?yīng)著沉降較大的部位。
3.1.2 建筑地基范圍內(nèi),局部有深坑、墓穴、污水井、舊房基、大垃圾硬塊或者古河道等,如果處理不當(dāng),將會(huì)產(chǎn)生局部下沉,造成墻體開(kāi)裂。
3.1.3 建筑地基范圍內(nèi),土層分布不均勻,有時(shí)存在軟弱下臥層和粉砂層,導(dǎo)致不均勻沉降。
3.1.4 立面有錯(cuò)層或立面布置復(fù)雜,上部質(zhì)量分布不均勻,也易造成不均勻沉降。
3.1.5 沉降縫處按雙墻設(shè)計(jì),荷載增加,相應(yīng)基底面積不足,造成該處沉降過(guò)大,雙墻傾斜,產(chǎn)生裂縫。
3.1.6 軟土地基采用換土處理,壓實(shí)密度不夠,使承載力不足,不能滿(mǎn)足設(shè)計(jì)要求,導(dǎo)致沉降過(guò)大。
3.1.7 地基基礎(chǔ)施工不當(dāng),基槽泡水,擾動(dòng)持力層,或在房基四周挖坑,抽水等均會(huì)產(chǎn)生不均勻沉降,影響房屋安全。
3.1.8 地基反力對(duì)薄弱墻段產(chǎn)生不利影響,最為明顯的首層窗下檻墻,由于目前窗戶(hù)開(kāi)得過(guò)大,檻墻剛度降低,彎曲變形增大,造成上大下小的垂直裂縫。
3.2 溫度變化引起的墻體裂縫
溫度裂縫產(chǎn)生的機(jī)理及部位。由于建筑物處在自然環(huán)境中,受溫度、季節(jié)及風(fēng)雨等自然條件的影響大,而由于鋼筋混凝土的線(xiàn)膨脹系數(shù)為 1.0×10-5,而磚砌體的線(xiàn)膨脹系數(shù)為0.5×10-5,在相同溫度下,混凝土構(gòu)件的變形比磚墻要大1倍,因此當(dāng)溫度發(fā)生變化時(shí),各部分構(gòu)件變形會(huì)出現(xiàn)不一致,致使磚砌體產(chǎn)生附加拉應(yīng)力導(dǎo)致墻體產(chǎn)生裂縫?,F(xiàn)將一般溫度裂縫產(chǎn)生的部位和機(jī)理概述如下:
3.2.1 房屋頂層兩端一至二開(kāi)問(wèn)的內(nèi)外縱墻產(chǎn)生斜裂縫或八字形裂縫,如果端部有窗戶(hù),則在窗角應(yīng)力集中部位產(chǎn)生斜裂縫,房屋越長(zhǎng),裂縫越明顯,南墻比北墻嚴(yán)重,縱墻比橫墻嚴(yán)重。
3.2.2 當(dāng)屋頂檐口采用女兒墻時(shí),在轉(zhuǎn)角出現(xiàn)裂縫,甚至周?chē)搅芽p,局部女兒墻有明顯外傾現(xiàn)象。
3.2.3 在L型房屋的轉(zhuǎn)角處,是溫度應(yīng)力集中區(qū)域,且雙向墻體互為約束,導(dǎo)致在橫墻和縱墻產(chǎn)生斜裂縫和垂直裂縫。
3.2.4 冬季大氣驟然降溫,墻體內(nèi)產(chǎn)生較大的收縮應(yīng)力,將會(huì)使墻體(含山墻)或者窗戶(hù)下檻墻產(chǎn)生垂直裂縫。
4 避免墻體產(chǎn)生裂縫的防治措施
4.1 不均勻沉降裂縫的防治措施
4.1.1 設(shè)計(jì)人員在似定地基加固和處理方案時(shí),應(yīng)將地基處理與上部結(jié)構(gòu)的處理結(jié)合起來(lái)考慮。
4.1.2 合理設(shè)置沉降縫。如荷載差異較大處、基礎(chǔ)形式不同處、平面形狀復(fù)雜處、兩種結(jié)構(gòu)形式之間等部位,必須設(shè)置沉降縫且保證有足夠?qū)挾取?/p>
4.1.3 加強(qiáng)上部結(jié)構(gòu)剛度,提高墻體抗剪強(qiáng)度,剛度較強(qiáng)可以少量調(diào)整局部地基不均勻沉降。
4.1.4 在容易引起變形的部位增設(shè)構(gòu)造柱、圈梁、整澆帶,提高砌筑砂漿強(qiáng)度以及其它構(gòu)造措施,以提高結(jié)構(gòu)的整體性和局部抗裂能力。
4.1.5 加強(qiáng)地基的探槽工作,將軟弱部位加固處理后方可進(jìn)行基礎(chǔ)施工。
4.2 溫度變化裂縫的防治措施
4.2.1 屋面保溫層的最小厚度應(yīng)較現(xiàn)在的作法有所提高,盡量不采用爐渣保溫,保溫材料要嚴(yán)格控制質(zhì)量、含水率,提高屋面的保溫隔熱性能。屋頂盡量采用坡型屋頂,并在屋頂上開(kāi)洞設(shè)置老虎窗,可以有效地控制屋頂產(chǎn)生裂縫。
4.2.2 加大頂層圈梁截面尺寸、鋼筋直徑,將角部構(gòu)造柱配筋加大,當(dāng)屋面板長(zhǎng)度大于30m時(shí),應(yīng)在縱橫向設(shè)置拉通鋼筋,適當(dāng)提高頂層砌體砂漿標(biāo)號(hào)。
4.2.3 頂層端部房間內(nèi)縱墻盡量不開(kāi)窗,如非開(kāi)不可,窗口應(yīng)盡量減小,并加腰梁一道;外墻門(mén)窗洞口不宜過(guò)寬,并在頂層端部房間內(nèi)外縱墻及山墻采用配筋磚砌體。
4.2.4 頂層兩端房間外縱墻與內(nèi)橫墻交接處及山墻與內(nèi)縱墻交接處均設(shè)構(gòu)造柱,構(gòu)造柱上下端錨固在相應(yīng)圈梁內(nèi)。
4.2.5 當(dāng)縱墻兩端開(kāi)間內(nèi)設(shè)有較大洞口,可以在洞口兩側(cè)設(shè)置砼構(gòu)造柱,與上、下圈梁拉結(jié),既可以加強(qiáng)該開(kāi)間的剛度,又可以阻止裂縫發(fā)展。
4.2.6 屋面女兒墻如果局部為磚墻、局部為混凝土墻,二者之間必須設(shè)置溫度縫。
4.2.7 當(dāng)房屋較長(zhǎng)、體型較復(fù)雜時(shí),按規(guī)范要求合理設(shè)置溫度伸縮縫。
5 結(jié)語(yǔ)
通過(guò)對(duì)建筑物常見(jiàn)裂縫的分析研究和多年來(lái)的工作實(shí)踐證實(shí),磚混結(jié)構(gòu)的墻體裂縫雖然具有多發(fā)性、多樣性、復(fù)雜性的特點(diǎn),且有時(shí)不可避免,但只要設(shè)計(jì)合理,確保施工質(zhì)量,選用材料得當(dāng),是能將建筑物的裂縫消除或限制在一定范圍之內(nèi)。