劉安銘 何 菲

1998年,我國(guó)開(kāi)始了住房貨幣化改革,隨著經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展,城市建設(shè)日新月異,人們生活水平的大大提高,大量的住宅商品房在市場(chǎng)上涌現(xiàn)出來(lái)后,人們已不再只滿足住宅的數(shù)量和面積,對(duì)住宅房屋的安全性、適用性和耐久性也提出了更高的要求,特別是住宅房屋的質(zhì)量問(wèn)題越來(lái)越受到人們重視。而商品房在交付使用后,常常為一條墻體裂縫鬧上法院,經(jīng)濟(jì)賠償糾紛麻煩,還耽誤時(shí)間精力。墻體裂縫確實(shí)對(duì)房屋質(zhì)量有較大的危害。本文對(duì)住宅墻體裂縫進(jìn)行判斷并提出處理方法,幫助設(shè)計(jì)施工人員控制和預(yù)防裂縫,提高住宅房屋的安全性、適用性和耐久性。

住宅墻體裂縫按結(jié)構(gòu)受力體系的不同,分兩大類(lèi),即磚混結(jié)構(gòu)的墻體裂縫和框剪結(jié)構(gòu)的混凝土墻體裂縫。

1 磚混結(jié)構(gòu)的墻體裂縫

1.1 溫差變形引發(fā)的磚混結(jié)構(gòu)墻體裂縫

這類(lèi)裂縫較典型和普遍的是住宅房屋頂層兩端內(nèi)外縱墻上的斜裂縫,其形狀呈“八”字形或“X”形,且呈對(duì)稱(chēng)性,但有時(shí)僅一端有,輕微者僅在兩端1個(gè)～2個(gè)開(kāi)間內(nèi)出現(xiàn),嚴(yán)重者會(huì)發(fā)展至房屋兩端1/2縱長(zhǎng)范圍內(nèi),并由頂層向下幾層發(fā)展。此類(lèi)型縫在剛性屋面平屋頂、未設(shè)變形縫和隔熱層的房屋,更易發(fā)生。

1.2 磚混結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)不均勻沉降引起的裂縫

當(dāng)基礎(chǔ)不均勻沉降時(shí),住宅房屋局部產(chǎn)生不規(guī)則變形,基礎(chǔ)不足以調(diào)整因沉降差而產(chǎn)生應(yīng)力時(shí),便會(huì)使磚砌體的薄弱部位產(chǎn)生不同程度的拉應(yīng)力和剪應(yīng)力,當(dāng)砌體的抗拉、抗剪強(qiáng)度不足以抵抗變形應(yīng)力時(shí),墻體便會(huì)產(chǎn)生裂縫。

1.3 磚混結(jié)構(gòu)墻體其他裂縫

這些裂縫包括:混凝土構(gòu)件變形導(dǎo)致的砌體裂縫,如當(dāng)挑梁上填充墻、梁相繼同步施工致使撓度過(guò)大,其上砌體產(chǎn)生內(nèi)低外高斜裂及與外縱墻之間的豎縫等;砌體本身承載力不足如磚柱承載不足時(shí)在下部1/3高度處出現(xiàn)的豎縫;砌體構(gòu)造要求不良如施工洞留置和拉結(jié)筋放置不當(dāng)造成的洞邊縫,施工質(zhì)量差造成的裂縫。

1.4 磚混結(jié)構(gòu)墻體裂縫防治措施

1.4.1 對(duì)于溫度裂縫的防治措施

1)屋蓋上設(shè)置良好的保溫層或隔熱層;2)適當(dāng)加大屋面層圈梁和房屋四角構(gòu)造柱的配筋和提高頂層砌體的砂漿標(biāo)號(hào);3)溫度伸縮縫嚴(yán)格控制在《砌體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》允許范圍內(nèi);4)在女兒墻根部留一定空隙,使其能自由伸縮且有伸縮余地,或女兒墻設(shè)構(gòu)造柱;5)在住宅房屋兩端的1個(gè)～2個(gè)開(kāi)間內(nèi)或總長(zhǎng)1/4范圍內(nèi)的屋面板底設(shè)置滑動(dòng)支座,讓其自由伸縮;6)嚴(yán)格控制施工質(zhì)量和材料質(zhì)量。

1.4.2 對(duì)于基礎(chǔ)不均勻沉降引起的裂縫的防治措施

1)當(dāng)房屋建于土質(zhì)差別較大的地基上,或房屋相鄰部分的高度、荷重、結(jié)構(gòu)剛度、地基基礎(chǔ)的處理方法等有顯著差別時(shí),應(yīng)在差異部位設(shè)置沉降縫,將其劃分成剛度較好、長(zhǎng)度變化較小的幾個(gè)單元;2)盡量避免用軟弱土層做持力層,若無(wú)法避免,可調(diào)整上部結(jié)構(gòu)剛度,或采用筏式基礎(chǔ),以減少建筑的沉降;3)對(duì)于地基持力層不均勻的住宅房屋,應(yīng)根據(jù)實(shí)際情況,將局部基礎(chǔ)適當(dāng)加深或加寬,或局部設(shè)計(jì)成板帶基礎(chǔ),降低基底應(yīng)力,盡量達(dá)到地基均勻沉降;4)在施工過(guò)程中應(yīng)盡量避免對(duì)地基土的擾動(dòng),做好排水處理,完工后住宅房屋四周做好散水坡及排水地溝,避免地表水浸泡基礎(chǔ)而引起局部下沉;5)加強(qiáng)門(mén)窗洞口外的剛度,將門(mén)窗洞口上的鋼筋混凝土過(guò)梁與內(nèi)墻鋼筋連接起來(lái),形成一個(gè)連續(xù)過(guò)梁,以增強(qiáng)房屋整體剛度;6)設(shè)計(jì)時(shí)嚴(yán)格按規(guī)范設(shè)置構(gòu)造柱和圈梁,必要時(shí)可增加圈梁道數(shù),以增加上部結(jié)構(gòu)的剛度。

2 框剪結(jié)構(gòu)的混凝土墻體裂縫

2.1 混凝土收縮裂縫

1)干縮。混凝土體積收縮,使混凝土產(chǎn)生內(nèi)應(yīng)力,當(dāng)收縮快和收縮大時(shí)混凝土就會(huì)產(chǎn)生裂縫。2)混凝土內(nèi)部溫度變化產(chǎn)生收縮裂縫。當(dāng)框架柱混凝土內(nèi)大量發(fā)熱膨脹時(shí),墻體已開(kāi)始降溫收縮,由于連接在一起的兩個(gè)構(gòu)件之間產(chǎn)生溫差,變形不同步協(xié)調(diào),在柱子附近和墻中間出現(xiàn)裂縫是符合規(guī)律的。3)強(qiáng)約束引起裂縫。約束是對(duì)結(jié)構(gòu)構(gòu)件活動(dòng)和變形的制約,約束分為內(nèi)部約束和外部約束。當(dāng)墻體混凝土收縮變形產(chǎn)生內(nèi)應(yīng)力,若外約束很強(qiáng),產(chǎn)生的內(nèi)應(yīng)力不能造成約束變形時(shí),則墻體混凝土出現(xiàn)開(kāi)裂,尤其是早期混凝土容易開(kāi)裂,因?yàn)榛炷猎缙诳估瓘?qiáng)度較低。墻體的最大外約束應(yīng)力一般都產(chǎn)生在外約束的邊緣,即墻體與柱、筒體、基礎(chǔ)、底板、梁等交接處。但實(shí)際裂縫并非在墻與約束體的交接處,而是離開(kāi)0.3 m～0.5 m,其理由是裂縫由約束產(chǎn)生,反過(guò)來(lái)約束又能推遲裂縫的出現(xiàn)和限制裂縫的擴(kuò)展,這就是人們常說(shuō)的“模箍作用”。

2.2 住宅房屋的形體及結(jié)構(gòu)構(gòu)件斷面對(duì)混凝土墻體裂縫的影響

框架柱斷面大,墻板厚度小,柱墻連接斷面變化大,不利于防止墻體裂縫,其原因除了柱墻混凝土水化熱產(chǎn)生溫差收縮變化和大柱子給墻板增加約束造成墻體裂縫以外,還因框架柱是高層建筑主要傳力構(gòu)件,基礎(chǔ)以上的所有荷重全部由柱子、筒體傳給基礎(chǔ)、基巖,當(dāng)?shù)鼗霈F(xiàn)沉降或基礎(chǔ)壓縮下沉?xí)r,墻體在基礎(chǔ)邊際部位產(chǎn)生剪力,導(dǎo)致裂縫出現(xiàn)。

2.3 外力作用引起混凝土墻體裂縫

墻體兩側(cè)模板未同時(shí)拆除,先拆一邊,未拆的一邊模板支撐給新澆混凝土墻體一個(gè)側(cè)向壓力,若模板支撐較緊,則混凝土墻體產(chǎn)生裂縫。

2.4 混凝土墻體裂縫防治措施

2.4.1 原材料的控制

由于在剪力墻中配筋很多、很密,為了保證混凝土在結(jié)構(gòu)中的最緊密填充,應(yīng)當(dāng)控制石子的最大粒徑和粗細(xì)集料級(jí)配。砂石料的含泥量必須嚴(yán)格控制,當(dāng)砂石料含泥量超過(guò)規(guī)定,不僅增加了混凝土的收縮,同時(shí)又降低了混凝土的抗拉強(qiáng)度,容易引起裂縫。由于墻板結(jié)構(gòu)施工中的水化熱及收縮很可觀,所以應(yīng)盡可能選用低水化熱、低收縮的水泥。

2.4.2 從施工組織來(lái)控制

采用科學(xué)合理的施工組織設(shè)計(jì),根據(jù)混凝土的凝結(jié)時(shí)間對(duì)混凝土的澆筑施工及混凝土攪拌站的混凝土供應(yīng)做合理的協(xié)調(diào),使上層混凝土在下層混凝土澆筑后3 h～5 h內(nèi)澆筑?；炷恋某跄龝r(shí)間并不是混凝土不致出現(xiàn)冷縫的終凝時(shí)間,實(shí)際上在此時(shí)澆筑混凝土,上下層混凝土的結(jié)合已經(jīng)很弱,如在混凝土接近初凝之時(shí),對(duì)混凝土進(jìn)行振動(dòng),同樣也會(huì)在新舊混凝土之間形成一層薄弱層,影響結(jié)構(gòu)的整體性,形成冷縫。為防止產(chǎn)生分層縫,在澆筑上層混凝土?xí)r,搗棒應(yīng)插入下層混凝土5cm～10cm,以利于兩層混凝土充分結(jié)合。同樣,分層縫的出現(xiàn)也將使混凝土的整體性能降低。

2.4.3 從結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)來(lái)控制

為防止墻板結(jié)構(gòu)的裂縫,在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方面主要應(yīng)考慮好溫度鋼筋的設(shè)計(jì),充分利用構(gòu)造鋼筋的作用以減小墻板結(jié)構(gòu)的溫度應(yīng)力和收縮應(yīng)力。由于引起墻板裂縫的主要因素是水化熱及降溫引起的拉應(yīng)力,所以必須盡可能減少入模溫度,應(yīng)分層散熱澆灌,預(yù)防激烈的溫、濕度變化,為混凝土創(chuàng)造充分應(yīng)力松弛的條件。

應(yīng)避免結(jié)構(gòu)突變(或斷面突變),產(chǎn)生應(yīng)力集中,導(dǎo)致應(yīng)力集中裂縫。當(dāng)不能避免斷面突變時(shí),應(yīng)作局部處理,做成逐漸變化的過(guò)渡形式,同時(shí)加配鋼筋?！斑m當(dāng)”的構(gòu)造配筋能夠提高混凝土的極限拉伸,對(duì)控制混凝土的溫度收縮裂縫及收縮裂縫有積極的作用。在墻板結(jié)構(gòu)中,采取增配構(gòu)造鋼筋的措施,使構(gòu)造鋼筋起到溫度筋的作用,能有效地提高混凝土的抗裂性能。

3 裂縫處理方法

1)加大截面加固法。加大截面加固法是采用與原有構(gòu)件同類(lèi)的材料,通過(guò)增大截面的面積,提高構(gòu)件的承載能力和剛度,達(dá)到對(duì)原構(gòu)件進(jìn)行加固的目的。2)外包鋼加固法。外包鋼加固法是把型鋼或鋼板等材料包在被加固(鋼筋混凝土)構(gòu)件的外側(cè),通過(guò)外包鋼與原有構(gòu)件的共同作用,提高構(gòu)件的承載能力和剛度,達(dá)到加固的目的。3)外加預(yù)應(yīng)力加固法。外加預(yù)應(yīng)力加固法是采用外設(shè)預(yù)應(yīng)力拉桿或撐桿對(duì)結(jié)構(gòu)構(gòu)件或整體進(jìn)行加固的方法。它通過(guò)改變?cè)Y(jié)構(gòu)的內(nèi)力分布、降低結(jié)構(gòu)原有應(yīng)力水平來(lái)間接提高結(jié)構(gòu)的承載能力。4)改變受力體系加固法。改變受力體系加固法是以減小結(jié)構(gòu)的計(jì)算跨度和變形,間接提高承載能力的一種加固方法。為了減小構(gòu)件的計(jì)算跨度,常采用增設(shè)支點(diǎn)(包括柱支座和彈性支座)和采用托梁技術(shù),從而改變結(jié)構(gòu)的受力體系,使承載能力得以提高。5)粘鋼加固法。粘鋼加固法是將鋼板用結(jié)構(gòu)膠粘貼在混凝土構(gòu)件的外部,以提高結(jié)構(gòu)承載能力的一種方法。6)粘貼纖維復(fù)合材料法。粘貼纖維復(fù)合材料加固方法與貼鋼加固法相似,只是加固用的材料是纖維復(fù)合材料。

4 結(jié)語(yǔ)

影響住宅房屋出現(xiàn)裂縫的原因很多而且還很復(fù)雜,以上所述的僅是一些常見(jiàn)的情況。通過(guò)對(duì)住宅房屋常見(jiàn)裂縫的分析研究和實(shí)踐證實(shí),墻體裂縫雖然不可避免,但只要設(shè)計(jì)合理,確保施工質(zhì)量,選用材料得當(dāng),建筑物的裂縫是可以從根本上得到控制的。

[1]王鐵夢(mèng).建筑物的裂縫控制[M].上海:上?？萍汲霭嫔?1987.

[2]王鐵夢(mèng).工程結(jié)構(gòu)裂縫控制[M].北京:中國(guó)建工出版社,1997.

[3]王雪梅.砌體結(jié)構(gòu)裂縫產(chǎn)生的原因及防治[J].四川建筑,2009(4):81-82.

[4]張 雄.混凝土結(jié)構(gòu)裂縫防治技術(shù)[M].北京:化學(xué)工業(yè)出版社,2007.

[5]孫躍生.混凝土裂縫控制中的材料選擇[M].北京:化學(xué)工業(yè)出版社,2009.

[6]何星華.建筑工程裂縫防治指南[M].北京:中國(guó)建筑工業(yè)出版社,2005.

[7]羅國(guó)強(qiáng).混凝土與砌體結(jié)構(gòu)裂縫控制技術(shù)[M].北京:中國(guó)建材工業(yè)出版社,2006.