摘 要: 墻體裂縫是常見的建筑工程質(zhì)量問題之一,其原因有許多種,既有工程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)上的不嚴(yán)謹(jǐn)及施工經(jīng)驗(yàn)缺乏,還有溫差、基礎(chǔ)沉降不均勻等因素。墻體裂縫的產(chǎn)生,輕微的會影響建筑物的外觀,影響建筑物的適用性,造成建筑物滲水漏水,嚴(yán)重的則會影響整個(gè)建筑物結(jié)構(gòu)的承載力(尤其是以墻體承重為主的磚混結(jié)構(gòu)房屋),如果不能進(jìn)行及時(shí)、正確處理的話,甚至?xí)斐山ㄖ锏顾葒?yán)重后果。對于墻體裂縫的處理,除了考慮因地基基礎(chǔ)沉降不均、施工不當(dāng)或溫度變化等因素外,在實(shí)際處理過程中應(yīng)征求原設(shè)計(jì)人員的意見,對承重構(gòu)件不得隨意破壞;必要時(shí),對損壞的構(gòu)件進(jìn)行加固并加強(qiáng)觀測;提高結(jié)構(gòu)安全,消除隱患,安全使用。
關(guān)鍵詞: 墻體裂縫 產(chǎn)生原因 應(yīng)對措施
1.經(jīng)常出現(xiàn)的墻體裂縫的種類
1.1斜向裂縫
如果所建造的建筑物是平頂建筑,這類建筑物的墻體裂縫大多數(shù)集中發(fā)生在建筑物頂部即最高層縱向墻體的兩端,跨長通常在1~2開間尺寸的范圍內(nèi),嚴(yán)重者跨度會發(fā)展至建筑物兩端的1/3縱長范圍內(nèi)。從裂縫呈現(xiàn)的態(tài)勢上分析,沿建筑物縱向呈兩端大、中間小的態(tài)勢。在實(shí)際工程建設(shè)中,尤其要注意的是當(dāng)建筑物縱向較長而且未設(shè)置伸縮縫時(shí),頂層端跨縱墻會常出現(xiàn)斜向裂縫。
1.2水平裂縫
水平裂縫,顧名思義裂縫延伸方向是水平的,這種裂縫產(chǎn)生有時(shí)發(fā)生在女兒墻的根部,有時(shí)發(fā)生在屋面板與女兒墻交接處,有時(shí)出現(xiàn)在頂層圈梁下2皮磚厚度的灰縫處,當(dāng)建筑物樓面不在同一高度或錯(cuò)層時(shí),也會出現(xiàn)這種裂縫。究其產(chǎn)生的原因,大都是在建筑設(shè)計(jì)時(shí),有關(guān)溫度變化對墻體的影響因素考慮不足造成的。
1.3垂直裂縫
墻體垂直裂縫也是常見的裂縫之一,主要產(chǎn)生在有底層窗下墻的垂直上下方向、過梁的端部、建筑剖面上有錯(cuò)層的位置等幾處常見位置上,因裂縫大都呈豎向發(fā)展,故也稱作豎向裂縫。
上述墻體裂縫是工程中常見的幾種典型裂縫,其形態(tài)和產(chǎn)生的原因也并不復(fù)雜,當(dāng)水平裂縫和斜裂縫、或者兩條斜裂縫同時(shí)產(chǎn)生并相互交錯(cuò)時(shí),問題就復(fù)雜多了,我們通常把這類裂縫統(tǒng)稱為混合裂縫。譬如:當(dāng)出現(xiàn)兩條傾斜的裂縫相交形成的“X”形裂縫時(shí),處理起來難度偏大,就很棘手,但是值得慶幸的是這種裂縫出現(xiàn)的概率相對來說較小。
2.墻體裂縫產(chǎn)生的原因
2.1地基沉降不均引起的裂縫
建筑物施工前,地基需要平整,一般都經(jīng)過高挖低填這道工序。但無論你如何平整場地,開挖的部分或回填的部分都會因建筑物建成后在荷載作用下出現(xiàn)程度不同的沉降。其結(jié)果必然會在墻體中產(chǎn)生剪力和拉力,當(dāng)這種附加內(nèi)力超過墻體本身的抗拉、抗剪強(qiáng)度時(shí),墻體就會被破壞,產(chǎn)生裂縫,并且隨著時(shí)間的推移,荷載的不斷作用,裂縫會隨著地基的不均勻沉降量的增大而增大。在施工中,我們常見的裂縫一般呈斜向,裂縫的延伸方向大都朝著沉降曲線的凹陷處。若從墻基分析,這種裂縫一般出現(xiàn)在建筑物的下部,且由下往上,或從兩端向中間發(fā)展,呈“八”字或倒“八”字態(tài)勢,也有水平裂縫或豎縫等。當(dāng)長條形的建筑物中部沉降過大兩端沉降小,則在建筑物兩端由下往上形成正“八”字形裂縫;相反,若建筑物兩端沉降過大,而中間沉降小,則會形成的從兩端由上往下的倒“八”字形裂縫,墻體有窗的時(shí)候,首先從窗對角突破,同時(shí)在底層中部窗臺處突破形成由上至下豎縫;當(dāng)僅僅是某一端下沉過大時(shí),則在某端形成沉降端高的斜裂縫;當(dāng)有縱橫墻交點(diǎn)處沉降過大時(shí),則在窗臺下角形成上寬下窄的豎縫,有時(shí)還會出現(xiàn)沿窗臺下角的水平裂縫;在組成建筑物的幾部分之間,高差較大或荷載差異較大時(shí)又未留設(shè)沉降縫時(shí),也容易在高低和輕重的建筑物交接部位產(chǎn)生較大的不均勻沉降裂縫。此時(shí),裂縫發(fā)展態(tài)勢依然遵循著常見規(guī)律:即位于層數(shù)低的荷載輕的部分,并向上朝著層數(shù)高、荷載大的部分傾斜。
2.2溫度變化引起墻體裂縫
任何材料一般都有熱脹冷縮的性質(zhì),建筑物結(jié)構(gòu)體系因周圍溫度變化而引起熱脹冷縮變形,統(tǒng)稱為溫度變形。
我們知道,鋼筋混凝土的線膨脹系數(shù)為1×10-5,而普通磚組成砌體的線膨脹系數(shù)大概為5×10-6,在相同溫差下,鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的線應(yīng)變要比磚砌體的應(yīng)變大1倍左右。所以,在磚混結(jié)構(gòu)中,當(dāng)溫度變化相同時(shí),鋼筋混凝土柱、梁與磚砌墻體變形量不一致,混凝土梁和柱分別與墻體之間產(chǎn)生變形差而造成彼此相牽制,同時(shí)還因此產(chǎn)生溫度應(yīng)力,使建筑物結(jié)構(gòu)構(gòu)件(墻體)開裂破壞。
由溫度應(yīng)力引起結(jié)構(gòu)的伸縮值可由下式計(jì)算:
即:ΔL=Δt×∝×L
上式中的ΔL表示所研究材料的在溫度變化下的線應(yīng)變,Δt表示溫差;∝表示材料線膨脹系數(shù);L表示所研究的結(jié)構(gòu)或構(gòu)件的原長度。
在溫度很高的夏季里,屋面板溫度通??蛇_(dá)60~70℃,而與其連接的墻體溫度一般僅為30~35℃,溫差可達(dá)30~40℃,加之在相同溫差下,鋼筋混凝土構(gòu)件的線應(yīng)變值要比磚砌體墻大一倍左右。所以在磚混結(jié)構(gòu)中,溫度變化相同時(shí),鋼筋混凝土屋面板、樓面板、圈梁、柱與鄰接的磚墻伸縮變形不一致,導(dǎo)致較大的溫度變形差,構(gòu)件彼此必然相互牽制而生產(chǎn)溫度應(yīng)力與應(yīng)變,最終使建筑物結(jié)構(gòu)或與之相關(guān)的構(gòu)件開裂破壞。
2.3房屋結(jié)構(gòu)引起的裂縫
當(dāng)建筑物結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)不合理或出現(xiàn)偏差時(shí),會產(chǎn)生墻體裂縫。由建筑物結(jié)構(gòu)的原因引起的裂縫,常見的主要有以下幾種情形:一是結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)有差錯(cuò)或者說在計(jì)算結(jié)構(gòu)荷載時(shí)有遺漏、結(jié)構(gòu)構(gòu)造不合理從而引起墻體裂縫;二是砌體結(jié)構(gòu)部分施工時(shí)質(zhì)量低劣、墻體砌筑時(shí)灰縫不飽滿、厚度不均勻、組砌方式不符合規(guī)范要求等,也會導(dǎo)致墻體開裂;三是砌筑磚墻時(shí),未對磚塊濕水,采用干磚上墻等違規(guī)作業(yè)方式同樣會降低砌體承載能力,使墻體日后因失水出現(xiàn)裂縫。
2.4施工因素
因施工因素產(chǎn)生的墻體裂縫,在實(shí)際工程中屢見不鮮。施工速度過快導(dǎo)致砌體的強(qiáng)度尚未達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度,且地基快速變形,土應(yīng)力調(diào)整滯后,使地基土過早產(chǎn)生不均勻沉降,最終導(dǎo)致在砌體內(nèi)部產(chǎn)生過大的初始應(yīng)力和應(yīng)變,形成潛在的裂縫因子。主體完工后進(jìn)入裝修階段,居民入住后,進(jìn)一步增加荷載,裂縫因子此時(shí)發(fā)生作用,導(dǎo)致墻體開裂。如果砂漿強(qiáng)度不符合要求,譬如砂子含泥量較大,不均勻,不嚴(yán)格計(jì)量,配合比不準(zhǔn),甚至根本未采用施工現(xiàn)場材料進(jìn)行試配,直接由實(shí)驗(yàn)室來確定配合比等極易造成砂漿強(qiáng)度不足。砂漿若未充分?jǐn)嚢鑴t和易性差,操作時(shí),飽滿度不夠,水平灰縫厚度不均勻,也會造成砌體強(qiáng)度下降。施工磚缺乏泅水或水分過早被吸收,水泥水化反應(yīng)不足,施工工藝錯(cuò)誤,砌體施工縫處留直,甚至陰搓、通縫,砂漿含水率掌握不當(dāng),腳手眼設(shè)置不當(dāng),組砌不當(dāng)?shù)纫嗫僧a(chǎn)生裂縫。
3.墻體裂縫的應(yīng)對措施
3.1溫差裂縫應(yīng)對措施
溫差裂縫的應(yīng)對措施主要是設(shè)置溫度伸縮縫,因?yàn)楦魃炜s縫單元中的溫度應(yīng)力和收縮應(yīng)力要小得多。按照有關(guān)規(guī)定,當(dāng)建筑物總長大于50m時(shí),應(yīng)設(shè)置伸縮縫。伸縮縫設(shè)置位置應(yīng)該考慮兩個(gè)因素:一是因溫度變化和材料干縮可能引起應(yīng)力集中的地方,二是墻體開裂可能性大的地方。對于現(xiàn)澆鋼筋混凝土樓蓋,每隔15~18m左右,就應(yīng)設(shè)混凝土后澆帶一道。樓面現(xiàn)澆混凝土板可分段澆灌,先澆灌兩邊,留好施工帶,過一段時(shí)間后再澆灌中間,這樣可避免混凝土收縮及兩種材料(和磚相比)的溫度系數(shù)不同而引起的裂縫。屋頂面上設(shè)置隔熱層或保溫層并且在做屋面保溫層時(shí)最好避開高溫季節(jié)。一般屋面板受陽光輻射吸收熱量較多,增設(shè)空氣隔熱層或選用導(dǎo)熱系數(shù)小、保溫性能優(yōu)良的材料作保溫層,能有效控制屋面板的升溫。通常采用內(nèi)外隔熱兩種方式相結(jié)合,可減少溫差10℃以上,屋面板溫度降低后,它與墻體的溫差可大大減小,能有效防止頂層墻體產(chǎn)生裂縫。同時(shí)可以改善頂層的居住環(huán)境,可以達(dá)到實(shí)用美觀雙重目的。
3.2沉降裂縫應(yīng)對的措施
沉降裂縫的產(chǎn)生原因大多是與結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的缺陷或者勘探質(zhì)量不合格有關(guān)。而消除裂縫的措施有許多,具體如下:首先在設(shè)計(jì)階段就消除裂縫隱患。在設(shè)計(jì)中一般選取土質(zhì)均勻的場地建造房屋;當(dāng)?shù)鼗寥绹?yán)重不均勻時(shí),應(yīng)采用處理地基或改變基礎(chǔ)埋深的方法,消除不均勻影響;當(dāng)基底持力層為遇水膨脹或濕陷性土壤時(shí),應(yīng)在房屋周圍采取排水及隔水措施;從而使基礎(chǔ)的局部傾斜控制在允許的范圍內(nèi)。另外,新老或相鄰兩建筑物之間應(yīng)保持一定距離避免對地基產(chǎn)生新的附加應(yīng)力和應(yīng)力疊加,引起不均勻地基沉降。那么,如何合理設(shè)置沉降縫呢?一般應(yīng)在房屋體形復(fù)雜,特別是高度相差較大的部位設(shè)置,沉降縫應(yīng)從基礎(chǔ)分開,縫寬不得少于10cm,最好是三縫(沉降縫、抗震縫、伸縮縫)合一。利用肋梁基礎(chǔ)或加大地圈梁,都可在一定程度上減少不均勻地基沉降,也可以減少此類裂縫的出現(xiàn)。同時(shí),施工時(shí)要嚴(yán)格按規(guī)范施工,每道工序都必須經(jīng)監(jiān)理部門驗(yàn)收后方可進(jìn)行下道工序。沉降裂縫發(fā)生后,沉降發(fā)展較為緩慢且有減弱趨勢時(shí),應(yīng)在裂縫穩(wěn)定后,對墻體進(jìn)行修復(fù);沉降發(fā)展較快且有加速趨勢時(shí),應(yīng)立即采取臨時(shí)支護(hù)措施,減小基礎(chǔ)荷載,先加固基礎(chǔ)后修復(fù)墻體。但在擬定地基加固和處理方案時(shí),又應(yīng)將地基處理和上部結(jié)構(gòu)處理結(jié)合起來考慮更好,使二者能共同工作。不能單純從地基處理出發(fā),否則不僅費(fèi)用大,而效果亦差。
3.3結(jié)構(gòu)裂縫應(yīng)對的措施
對于結(jié)構(gòu)裂縫,在設(shè)計(jì)階段要做到正確結(jié)構(gòu)計(jì)算和設(shè)計(jì),這是應(yīng)對結(jié)構(gòu)裂縫最基礎(chǔ)性的工作。設(shè)計(jì)資料要仔細(xì)審查,當(dāng)荷載較大而構(gòu)件截面尺寸受到限制時(shí),應(yīng)提高塊體和砂漿強(qiáng)度等級,或采用配筋砌體。通過卸載方法減輕已經(jīng)產(chǎn)生裂縫的墻體,或者采用減輕上層結(jié)構(gòu)自重與使用荷載的方法,在其頂部砌體內(nèi)增設(shè)鋼筋混凝土梁,承擔(dān)上部荷載。結(jié)構(gòu)加固補(bǔ)筋對由于荷載較大、砌體截面尺寸較小、承載力不足并已產(chǎn)生裂縫的墻體,可在不損害主體立面的情況下,適當(dāng)加大截面尺寸,以提高其承載能力。這種方法也可以在一定程度上起到相應(yīng)的效果。
4.結(jié)語
墻體裂縫是在工程及生活現(xiàn)實(shí)中難以避免的一種工程質(zhì)量問題,只是有些小的裂縫我們看不見而已。因此,對于已經(jīng)出現(xiàn)的墻體裂縫,我們也不必慌張,首先要仔細(xì)觀察,找出裂縫的特點(diǎn)與基本規(guī)律,確定裂縫發(fā)生的具體原因。對于溫差裂縫等一般不影響房屋使用安全的墻體裂縫,用砂漿堵抹即可;對于地基沉降裂縫等可能危及房屋結(jié)構(gòu)安全,對人身造成威脅的墻體裂縫則應(yīng)作即時(shí)適當(dāng)?shù)募庸烫幚?。建筑物墻體裂縫的控制,需要從設(shè)計(jì)、施工、建筑材料三個(gè)方面總體考慮,應(yīng)根據(jù)工程的實(shí)際情況,選擇相應(yīng)的控制措施,達(dá)到既控制墻體裂縫的產(chǎn)生又方便施工的目的。
參考文獻(xiàn):
[1]江家揚(yáng),等.輕質(zhì)砌塊墻體抗裂、抗?jié)B漏措施的研究[J].廣東建材,1997(6).
[2]趙宇清.磚混房屋墻體常見裂縫的分析[J].山西建筑,2003(2).27.
[3]GB50003-2001,砌體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范[S].
[4]蘇琦,付年春.磚混結(jié)構(gòu)墻體裂縫產(chǎn)生原因及防治措施[J].株洲工學(xué)院學(xué)報(bào),2004(2):121.