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        磚混結(jié)構(gòu)墻體裂縫的成因與防治

        2009-07-28 08:00:22劉鳳山
        關(guān)鍵詞:墻體房屋裂縫

        劉鳳山

        摘 要:房屋墻體裂縫的產(chǎn)生給住戶造成了很大經(jīng)濟(jì)損失及心理壓力。因此分析磚混結(jié)構(gòu)墻體產(chǎn)生裂縫的原因并做好預(yù)防措施,是工程技術(shù)人員的一項(xiàng)重要任務(wù)。

        關(guān)鍵詞:房屋;墻體;裂縫

        民用建筑的分類,按照主要承重結(jié)構(gòu)材料可分為木結(jié)構(gòu)、磚木結(jié)構(gòu)、磚混結(jié)構(gòu)、鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)、鋼結(jié)構(gòu)。現(xiàn)今,與我們生活息息相關(guān)的住宅工程大多為磚混結(jié)構(gòu),該結(jié)構(gòu)用鋼筋混凝土作為水平的承重構(gòu)件,以磚墻或磚柱作為承受豎向荷載的構(gòu)件。該結(jié)構(gòu)雖然施工簡(jiǎn)單、造價(jià)低廉,但其整體性與剛性不強(qiáng),造成了近年來(lái)住宅工程屢屢發(fā)生墻體裂縫現(xiàn)象。裂縫的大小、位置情形不一。

        1 裂縫產(chǎn)生的原因分析

        1.1 基礎(chǔ)不均勻沉降造成墻體裂縫

        房屋施工的地質(zhì)條件差、地耐力不均勻,或地基以下有空洞,勘察設(shè)計(jì)人員沒有發(fā)現(xiàn),施工單位又沒有進(jìn)行適當(dāng)?shù)奶幚恚蜁?huì)造成基礎(chǔ)不均勻沉降,墻身在較大的剪力作用下主拉應(yīng)力大于墻體抗拉應(yīng)力,造成了砌體受主拉應(yīng)力而破壞。這種裂縫往往是在沉降較小與沉降較大地基之間的墻體上發(fā)生,并逐漸向上發(fā)展。

        1.2 溫度的變化引起墻體裂縫

        由于屋面長(zhǎng)時(shí)間受陽(yáng)光照射,其溫度較墻體高出許多,在炎熱的夏季,屋面溫度比墻體溫度高1倍有余,且在相同溫度條件下,鋼筋混凝土的線膨脹系數(shù)是磚砌體線膨脹系數(shù)的幾倍,它使屋面變形比墻體變形大得多。在屋面變形過(guò)程中,產(chǎn)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(gòu)成墻體雙向應(yīng)力,當(dāng)主拉應(yīng)力大于墻體的抗拉強(qiáng)度時(shí),墻體端部就會(huì)出現(xiàn)水平或斜裂縫,這種裂縫多出現(xiàn)于屋面為混凝土的剛性平屋面住宅工程。

        1.3 塊石基礎(chǔ)質(zhì)量差,造成墻體裂縫

        對(duì)于塊石基礎(chǔ),若塊石的材料抗壓強(qiáng)度要求不合格,而又疏于檢驗(yàn),導(dǎo)致房屋使用后基礎(chǔ)耐久性差,承受不了上層建筑物對(duì)其的壓力,時(shí)間一長(zhǎng)就會(huì)導(dǎo)致基礎(chǔ)的不均勻沉降,使墻體開裂。在施工過(guò)程中沒有嚴(yán)格按《施工規(guī)范》施工,砌筑塊石的砂漿不飽滿,或采用堆砌的方法施工,造成塊石基礎(chǔ)工程質(zhì)量不符合要求。樓房交付使用后由于豎向荷載的作用,造成塊石移位,使整個(gè)基礎(chǔ)產(chǎn)生不均勻沉降,造成砌體受主拉應(yīng)力作用而破壞。

        1.4 冰凍線以上砌筑基礎(chǔ),造成墻體裂縫

        對(duì)于寒冷地區(qū),在設(shè)計(jì)基礎(chǔ)埋置深度的過(guò)程中,若只考慮結(jié)構(gòu)要求而忽視了基礎(chǔ)的冰凍線要求?;A(chǔ)的埋置深度小于該地區(qū)的冰凍線,在冬季,地基土受凍后膨脹,給基礎(chǔ)施加了向上的作用力,當(dāng)這種作用產(chǎn)生的主拉應(yīng)力大于墻體的抗拉應(yīng)力時(shí),會(huì)導(dǎo)致墻體裂縫,尤其經(jīng)過(guò)多次凍融循環(huán)后,裂縫更加嚴(yán)重。

        1.5 在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)上存在的問題

        ①建筑物頂層端部剪應(yīng)力與溫度成正比,與水平阻力系數(shù)、材料彈性模量、建筑物長(zhǎng)度呈非線性關(guān)系,控制溫度應(yīng)力引起墻體裂縫的主要因素有多種,而不是建筑物長(zhǎng)度單一因素,因此用伸縮縫作為控制裂縫的唯一方法是不全面的。

        ②磚混房屋長(zhǎng)度過(guò)長(zhǎng),如有的住宅總長(zhǎng)度超過(guò)溫度變形允許長(zhǎng)度,規(guī)范規(guī)定總長(zhǎng)超過(guò)60m應(yīng)設(shè)伸縮縫,有的房屋超過(guò)較多也未設(shè),也未采取其他措施。

        ③構(gòu)造柱是增強(qiáng)建筑物整體性,抵抗地震作用的重要構(gòu)件。設(shè)計(jì)構(gòu)造柱不僅要考慮符合抗震規(guī)范,還要考慮實(shí)際已存在的溫度應(yīng)力。認(rèn)為溫度應(yīng)力在規(guī)范上未明確規(guī)定計(jì)算的方法,不考慮不能算是設(shè)計(jì)上理解的錯(cuò)誤。因此,設(shè)計(jì)人員對(duì)此問題應(yīng)多研究。

        ④若磚混房屋設(shè)計(jì)熱衷于采用屋頂鋼筋混凝土大挑檐,有時(shí)為平衡懸挑荷重,在室內(nèi)屋蓋部分也要現(xiàn)澆一部分屋蓋板,在二者之間緊密連結(jié)的是外縱墻圈梁,圈梁往往與墻同寬。這樣桃檐、圈梁及現(xiàn)澆屋蓋部分共同組成剛度較大的現(xiàn)澆連續(xù)板如遇溫差變化,產(chǎn)生的溫度應(yīng)力較高,易導(dǎo)致墻體不能承受而開裂。

        2 裂縫寬度的問題

        實(shí)際上建筑物的裂縫是不可避免的。此處提到的墻體裂縫寬度值一個(gè)宏觀的標(biāo)準(zhǔn),即肉眼明顯可見的裂縫,砌體結(jié)構(gòu)尚無(wú)這種標(biāo)準(zhǔn)。但對(duì)鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)其最大裂縫寬度限值主要是考慮結(jié)構(gòu)的耐久性,如裂縫寬度對(duì)鋼筋腐蝕,以及外部構(gòu)件在濕度和抗凍融方面的耐久性影響。我國(guó)到現(xiàn)在為止對(duì)外部構(gòu)件最危險(xiǎn)的裂縫寬度尚未做過(guò)調(diào)查和評(píng)定。對(duì)砌體結(jié)構(gòu)來(lái)說(shuō),墻體的裂縫寬度多大是無(wú)害呢?這個(gè)問題比較復(fù)雜,因?yàn)樗€涉及到美學(xué)方面的問題。對(duì)鋼筋混凝土結(jié)構(gòu),裂縫寬>0.3mm,通常在美學(xué)上是不能接受的,這個(gè)概念也可用于一般砌體。因?yàn)閷?duì)于客戶來(lái)講二者是完全一樣的。這實(shí)際上是直觀判別裂縫寬度的安全標(biāo)準(zhǔn)。

        3 防止墻體開裂的具體構(gòu)造措施

        3.1 防止混凝土屋蓋的溫度變化與砌體干縮變形引起的墻體開裂措施

        ①屋面防水工程盡量不采用鋼筋混凝土大挑檐,也不宜多采用大面積的剛性、柔性平屋面防水。近年來(lái)屋面防水多采用彩鋼瓦的坡屋面,這樣既減輕了屋面防水構(gòu)件自重,又增強(qiáng)了屋面的防水功能、減少了屋頂墻面開裂的風(fēng)險(xiǎn)、屋面造型美觀大方;②若一定采用剛性防水屋面,應(yīng)在屋蓋的適當(dāng)部位設(shè)置分格縫,分格縫的間距在6~12M,分格縫的寬度不應(yīng)小于20mm;③若采用現(xiàn)澆混凝土挑檐,當(dāng)其長(zhǎng)度大于12M時(shí),宜設(shè)置分格縫,分格縫的寬度不應(yīng)小于20mm,縫內(nèi)用彈性油膏嵌縫;④建筑物溫度伸縮縫的間距除應(yīng)滿足《砌體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》的規(guī)定外,宜在建筑物墻體的適當(dāng)部位設(shè)置控制縫,控制縫的間距不宜大于30m,控制縫的特點(diǎn)為只在適當(dāng)位置的墻體中設(shè)置,且內(nèi)填充料,寬度不大于12MM。

        3.2 防止主要由墻體材料干縮引起裂縫的措施

        3.2.1 設(shè)置控制縫

        控制縫的設(shè)置位置:a.在墻的高度突然變化處設(shè)置豎向控制縫;b.在墻的厚度突然變化處設(shè)置豎向控制縫; c .在門、窗洞口的一側(cè)或兩側(cè)設(shè)置豎向控制縫;d.豎向控制縫,對(duì)3層以下的房屋,應(yīng)沿房屋墻體的全高設(shè)置,對(duì)大于3層的房屋,可僅在建筑物1至2層和頂層墻體的上述位置設(shè)置;e.控制縫在屋蓋處可不貫通,但在該部位宜做成假縫,以控制可預(yù)料的裂縫;f.控制縫做成隱式,與墻體的灰縫相一致,控制縫的寬度不大于12mm,控制縫內(nèi)應(yīng)用彈性密封材料如聚氨酯或硅樹脂等填縫。

        3.2.2 設(shè)置灰縫鋼筋

        在墻洞口上的第一道或二道灰縫中設(shè)置,鋼筋伸入洞口每側(cè)長(zhǎng)度不應(yīng)小于600mm;在樓蓋標(biāo)高以上第二或第三道灰縫的位置設(shè)置,灰縫鋼筋的間距不大于600mm;灰縫鋼筋宜通長(zhǎng)設(shè)置,當(dāng)不便通長(zhǎng)設(shè)置時(shí),允許搭接,搭接長(zhǎng)度不應(yīng)小于55d;灰縫鋼筋兩端應(yīng)錨入相交墻或轉(zhuǎn)角墻中,錨固長(zhǎng)度不應(yīng)小于1m;灰縫鋼筋應(yīng)埋入砂漿中,灰縫鋼筋砂漿保護(hù)層,上下不小于3mm,外側(cè)小于15mm,灰縫鋼筋宜進(jìn)行防腐處理。

        設(shè)計(jì)者在設(shè)計(jì)過(guò)程中,除對(duì)強(qiáng)度做必要計(jì)算的同時(shí),應(yīng)針對(duì)建筑墻體的具體情況,進(jìn)行必要的抗裂驗(yàn)算,提出防裂的具體要求和措施,從源頭上防止裂縫的產(chǎn)生。應(yīng)加強(qiáng)房屋的整體性設(shè)計(jì),按規(guī)范要求,多設(shè)置構(gòu)造柱、圈梁、基礎(chǔ)梁。也可根據(jù)建筑物的具體情況,如場(chǎng)地土質(zhì)及地震設(shè)防烈度、基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)布置型式、建筑物平面、外形等,綜合采用上述抗裂措施。

        4 結(jié)束語(yǔ)

        以上對(duì)建筑物常見裂縫的分析和實(shí)踐證實(shí),磚混結(jié)構(gòu)的墻體裂縫雖不可避免,但只要合理設(shè)計(jì),保證施工質(zhì)量,選用建筑材料適當(dāng),建筑物的裂縫問題是可以從根本上得到解決的。

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