王艷陽
河南省安陽鋼鐵股份有限公司戰(zhàn)略投資處(455004)
在中原地區(qū),磚混結(jié)構(gòu)類型的房屋在建筑市場上仍占有相當(dāng)大的份額,特別是小城鎮(zhèn)住房所占的比例更大。由于房屋所處的環(huán)境、設(shè)計、施工等原因造成部分房屋出現(xiàn)裂縫現(xiàn)象,有些類型的裂縫幾乎成為質(zhì)量通病,嚴(yán)重影響了結(jié)構(gòu)的適用性、安全性。因此而引發(fā)的糾紛與矛盾時有發(fā)生,所以,分析裂縫產(chǎn)生的原因提前做好防治措施是十分必要的。
建筑物不均勻沉降會引起建筑物縱橫向不規(guī)則彎曲變形。由于磚混結(jié)構(gòu)房屋整體剛度較差,當(dāng)基礎(chǔ)不足以調(diào)整沉降差而產(chǎn)生應(yīng)力時,便會在磚砌體的某些部位產(chǎn)生拉應(yīng)力和剪應(yīng)力。當(dāng)這些拉、剪應(yīng)力不足以抵抗變形應(yīng)力時,便產(chǎn)生裂縫。因沉降不均勻而產(chǎn)生的砌體裂縫通常有八字縫、斜裂縫以及房屋包角縫、垂直縫等。
中原地區(qū)土層大部分為黃河沖積形成,地基承載力在100MPa左右,由于歷史原因地下墓穴、雜土填層、坑、塘等深淺不一的現(xiàn)象普遍存在,造成同幢房屋地基承載力不一。稍不注意,就會產(chǎn)生不均勻沉降。對于這種現(xiàn)象,在地基開挖過程和驗槽時決不能大意,要認(rèn)真觀察持力土層的顏色,并嚴(yán)格按規(guī)范要求布點釬探,探點要根據(jù)基槽寬度以單排、雙排錯開或梅花型分布,檢測間距為1.0~1.5 m(《建筑地基基礎(chǔ)工程施工質(zhì)量驗收規(guī)范》(GB50202-2002))。發(fā)現(xiàn)軟硬不一,局部顏色不同的部位,一定要在設(shè)計人員的指導(dǎo)下制定合理的換填方案。常用換填方法有水墜砂、級配砂石、泥結(jié)碎石等。處理完成后,對處理部分與其周圍還應(yīng)做一次靜力觸探試驗,以確保持力層在水平與垂直方向的均勻性。
設(shè)計人員為追求建筑造型而使平面形狀復(fù)雜,轉(zhuǎn)彎較多;設(shè)大門、大窗,立面變化過大,使本來剛度就不太好的磚混結(jié)構(gòu)房屋整體剛度更差,質(zhì)量中心與剛度偏移較大。加之為控制成本造價,采取的結(jié)構(gòu)措施不當(dāng)亦會引起建筑物不均勻沉降。在設(shè)計磚混結(jié)構(gòu)建筑物時,須對建筑物體型、荷載、基礎(chǔ)類型與地基進(jìn)行綜合分析。建筑平面應(yīng)力求簡單,避免不必要的曲折變化,內(nèi)外墻力求貫通。要合理布置縱橫墻:橫墻間距不宜超過建筑物寬度的1.5倍,建筑物的長高比一般宜控制在2.5以下。對平面復(fù)雜,高度、荷載差異較大處以及過長的房屋宜在適當(dāng)部位設(shè)置沉降縫。合理布置圈梁,合理選擇基礎(chǔ)類型,適當(dāng)加強(qiáng)基礎(chǔ)的剛度和強(qiáng)度,加強(qiáng)地基與上部結(jié)構(gòu)的共同作用。在進(jìn)行結(jié)構(gòu)計算時,應(yīng)使各種假定盡量符合建筑物的實際工作狀態(tài),對有陽臺或挑廊的縱墻的基礎(chǔ)計算不宜采用三向分配荷載而宜將陽臺、走廊荷載直接由縱墻基礎(chǔ)承擔(dān)。
此類裂縫一般出現(xiàn)在舊房屋第一開間,表現(xiàn)形式為斜裂縫走向。造成此類裂縫的原因一般是因為:施工時沒有執(zhí)行《建筑地基與基礎(chǔ)設(shè)計規(guī)范》(第5.1.5條)的規(guī)定,當(dāng)修建相鄰建筑物時,新建建筑物的基礎(chǔ)埋深不宜大于原有建筑基礎(chǔ)。當(dāng)埋深大于原有的建筑物時,兩基礎(chǔ)間應(yīng)保持一定凈距,其數(shù)值應(yīng)根據(jù)原有的建筑荷載大小、基礎(chǔ)形式和土質(zhì)情況確定。當(dāng)上述要求不能滿足時,應(yīng)采取分段施工,設(shè)臨時加固支撐、打板樁、地下連續(xù)墻等施工措施,或加固原有的建筑物基礎(chǔ)。
此類裂縫發(fā)展的速度一般都非???危害性也非常大,有的甚至造成房屋坍塌。這種裂縫產(chǎn)生的原因主要是因為局部地基的持力層在水的浸泡下承載力發(fā)生了變化,有的甚至發(fā)生液化現(xiàn)象,在上部荷載作用下,造成局部快速下沉而引發(fā)裂縫或坍塌。這種裂縫危害雖然很大,但防治起來卻比較簡單,對在建或已建成的工程做好周圍的排水就可以了。
這類裂縫主要發(fā)生在窗洞口四角、簡支梁或懸臂梁下部等應(yīng)力集中的部位。設(shè)計時為追求采光效果,窗洞口寬度過大,使傳遞荷載的窗間墻過窄,造成壓應(yīng)力過于集中,在洞口四角產(chǎn)生較大的剪力,而砌體的抗剪強(qiáng)度較弱,當(dāng)磚砌體本身強(qiáng)度不能抵抗所產(chǎn)生的剪力時,砌體就會沿砌塊立縫向外依次開裂形成斜裂縫。有些施工單位為滿足用戶要求,私自增寬窗洞口,而不做相應(yīng)處理,更容易引起裂縫的產(chǎn)生。解決此類問題的方法是,在窗洞口上下分別設(shè)置過梁,使上下過梁與兩邊的構(gòu)造柱相連,過梁的截面尺寸與配筋由計算確定。發(fā)生于簡支梁與懸梁下部徹體處的斜裂縫也是由于壓應(yīng)力集中,在梁與砌體之間形成剪應(yīng)力而產(chǎn)生的。預(yù)防此類裂縫的措施是,通過計算在梁下部設(shè)置合適的梁墊,讓集中的應(yīng)力得以較好的擴(kuò)散。
溫度裂縫產(chǎn)生的原因較為復(fù)雜,不同的外裝修材料,不同設(shè)計造型產(chǎn)生的裂縫位置也不盡相同。最為普遍的部位是頂層樓板與周圍墻處所產(chǎn)生的裂縫。這類裂縫產(chǎn)生的原因是由于屋面鋼筋混凝土和磚砌體材料的線脹系數(shù)相差1倍(鋼筋混凝土線脹系數(shù)為 10×10-6℃-1,磚墻為 5×10-6℃-1),而屋面受到的太陽輻射時間長,接受的輻射熱平均值要比墻面大,特別是在夏季熱膨脹更為明顯。若屋面保溫隔熱層處理不當(dāng),屋蓋會產(chǎn)生較大的溫度膨脹變形(冬季會產(chǎn)生冷縮變形),使屋蓋和墻體之間產(chǎn)生較大的拉剪應(yīng)力。而屋蓋與墻體間構(gòu)造處理不當(dāng),會使墻體受拉受剪。當(dāng)剪應(yīng)力和拉應(yīng)力大于砌體抗拉抗剪應(yīng)力時,墻體便被拉裂。此類裂縫的主要表現(xiàn)形式有水平裂縫、斜裂縫、直裂縫。水平裂縫多發(fā)生在頂層圈梁與墻體、女兒墻與頂層圈梁之間;斜裂縫多發(fā)生在房屋兩端頂層第一個開間,第一開間縱墻有窗洞口的,多發(fā)生洞口四角;女兒墻斜裂縫多發(fā)生在女兒墻拐角處;直裂縫多發(fā)生在女兒墻兩拐角中部。防止這些裂縫最有效的措施是:當(dāng)房屋縱向長度過大時盡可能多設(shè)變形縫,最長長度不能超過規(guī)范規(guī)定的60m,并且在頂層樓板下部承重墻或梁處縱向設(shè)置伸縮縫。及時做好保溫隔熱層,最大限度地減少屋面熱膨脹累積值。另外,女兒墻要按規(guī)范要求設(shè)置構(gòu)造柱與壓頂(《砌體結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范》第6.3.2款第9條女兒墻應(yīng)設(shè)置構(gòu)造柱,構(gòu)造柱間距不大于4 m,構(gòu)造柱應(yīng)伸入女兒墻頂并且與現(xiàn)澆鋼筋混凝土壓頂整澆在一起)。
抹灰裂縫產(chǎn)生的部位較多,最常出現(xiàn)的部位有內(nèi)外墻陽角、混凝土質(zhì)墻面與磚質(zhì)墻面交界處、門窗洞口周邊、內(nèi)墻暗管槽、抹灰接茬處等。產(chǎn)生的主要原因:①因為拌制砂漿的材料不合格,砂漿稠度不滿足要求,造成砂漿的干縮比過大;②因為管理不嚴(yán)格、施工工藝不得當(dāng)?shù)?。在此僅提出以下一些主要預(yù)防措施:
首先,在選材方面要嚴(yán)格把關(guān)。選擇合格的水泥,其安定性、抗壓、抗折強(qiáng)度必須符合GB1745-92的標(biāo)準(zhǔn);選擇級配符合要求的中砂,其含泥量不得超過3%,篩去粒徑過大的石子與雜物;拌合用水盡量使用自來水,避免使用有油漬、洗衣粉等污染嚴(yán)重的水。底層、中層、面層砂漿稠度應(yīng)分別控制在 10~12、7~9、7~8 范圍內(nèi)。
其次,施工前要做好書面與口頭交底,施工過程中要嚴(yán)格檢查每道工序。基層處理是一道很重要的工序,處理結(jié)果的好壞對是否產(chǎn)生裂縫起決定性作用?;鶎颖砻娴奈酃浮⒂蜐n、浮堿、磚墻表面的耳灰要清除干凈并灑水潤濕。要剔平凸出過大部位,對管槽、接線盒等凹陷部位用1:3水泥砂漿提前分層找補(bǔ);對混凝土基面要涂刷摻107膠的素水泥漿。在抹灰前一天,要用水把墻體充分淋透,以保證第二天抹灰時表面陰干,墻體含水率均勻。抹灰時要分層施工,每層最大厚度不能超過10 mm,盡量減少接茬,必須接茬時,兩次施工的時間間隔應(yīng)盡量縮短,最好控制在砂漿初凝之前。對于外墻要合理設(shè)置分格縫,水平分格縫間距不得超過2m,豎直分格縫的間距不得超過5m。在抹灰完成24 h后,要灑水養(yǎng)護(hù),特別是外墻,養(yǎng)護(hù)時間不能少于7天,以免砂漿干縮過快,造成開裂。
墻體裂縫產(chǎn)生的原因多種多樣,很多裂縫的產(chǎn)生并非由一種原因造成,有些裂縫是幾種原因復(fù)合造成的。根據(jù)實際的情況具體分析總結(jié),針對不同原因制定防范措施,避免裂縫發(fā)生,是每一個建筑工程技術(shù)人員的一項重要任務(wù)。
[1]GB50202-2002建筑地基基礎(chǔ)工程施工質(zhì)量驗收規(guī)范[S].
[2]GB50007-2002建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計規(guī)范[S].
[3]GB50003-2001,砌體結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范[S].