徐煥增
(河北省第四建筑工程公司第六分公司,河北 保定 071051)
由于框架填充墻的抗剪與抗拉強(qiáng)度較低,在使用過(guò)程中,其邊界處會(huì)產(chǎn)生應(yīng)力集中現(xiàn)象,因此對(duì)影響墻體開(kāi)裂的各種因素比較敏感??蚣芴畛鋲Φ牧芽p問(wèn)題比較普遍。
混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范中對(duì)裂縫有明確規(guī)定。如劃分了裂縫控制等級(jí),并規(guī)定了最大裂縫寬度的允許值等。但在GB50003-2001《砌體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》中,關(guān)于墻體開(kāi)裂主要通過(guò)相應(yīng)的構(gòu)造措施來(lái)進(jìn)行控制。即使嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)規(guī)范的構(gòu)造措施進(jìn)行施工,也很難保證砌體內(nèi)不出現(xiàn)裂縫。杜絕填充墻裂縫的出現(xiàn)有一定的難度。
當(dāng)結(jié)構(gòu)承受的拉應(yīng)力超過(guò)其抗拉強(qiáng)度,或其應(yīng)變超過(guò)其極限應(yīng)變值時(shí),結(jié)構(gòu)就會(huì)產(chǎn)生裂縫,框架結(jié)構(gòu)填充墻的裂縫大多是微小的細(xì)裂縫,遠(yuǎn)遠(yuǎn)沒(méi)有達(dá)到影響結(jié)構(gòu)安全的程度,但是細(xì)小的裂縫擴(kuò)展到一定程度時(shí),就會(huì)對(duì)建筑物造成嚴(yán)重的影響,填充墻的裂縫不僅會(huì)影響建筑的美觀,而且常會(huì)影響建筑的使用功能。
產(chǎn)生這種裂縫的原因:墻體粉刷前充分澆水濕潤(rùn),這時(shí)的墻體含水率較高,體積略有膨脹;粉刷結(jié)束后,墻體內(nèi)的水分才開(kāi)始逐漸往外排析,隨著水分的不斷揮發(fā),墻體就會(huì)逐漸干燥和收縮,當(dāng)墻體的收縮量大于砂漿拉應(yīng)力時(shí),則會(huì)將墻面的粉刷層拉裂。
這種裂縫比較規(guī)則,造成裂縫的原因是:砌筑砂漿具有流動(dòng)性,在重力作用下,墻體不斷沉實(shí)引起收縮。
由于填充墻和混凝土的線膨脹系數(shù)不同,兩種材料的收縮量也不盡相同,這就產(chǎn)生了在兩種材料結(jié)合處的裂縫。盡管這種裂縫比較規(guī)則,但由于環(huán)境溫度變化比較頻繁,裂縫是不可避免的,只能通過(guò)控制其寬度,使裂縫對(duì)建筑物影響更小。
砌體的荷載裂縫,反映了砌體的承載力不足。砌體承載力不足的主要原因是砌體的強(qiáng)度不夠和砌體的穩(wěn)定性差。
2.4.1 影響砌體抗壓強(qiáng)度不足的主要原因
設(shè)計(jì)時(shí)所采用的截面偏小,使用的磚石和砂漿強(qiáng)度等級(jí)偏低;磚和砂漿的強(qiáng)度等級(jí)是確定砌體強(qiáng)度的兩個(gè)主要因素。
2.4.2 影響砌體穩(wěn)定性的主要原因
砌體受溫差收縮變形影響,當(dāng)收縮引起的應(yīng)力超過(guò)砌體的抗拉強(qiáng)度時(shí),容易在縱墻中部沿砌體高度方向產(chǎn)生上下貫通的豎向裂縫,降低砌體的穩(wěn)定性。
組砌不合理。如砌體是在受壓狀態(tài)承受壓力,為了使所有磚均能平均承受外力的自重,必須使將受到的壓力沿45°線向下傳遞,使整個(gè)砌體由交錯(cuò)45°應(yīng)力線連為整體。如果在砌筑磚砌塊時(shí),排序不合理,就會(huì)降低砌體抗壓強(qiáng)度和穩(wěn)定性,引起裂縫。
2.4.3 填充墻與梁交接處裂縫形成的原因
工程中某框架結(jié)構(gòu)住宅,層高3m,填充墻均采用加氣混凝土塊。交付使用不到半年,填充縱墻與部分橫墻連接處開(kāi)裂,橫墻和梁交接處出現(xiàn)裂縫,最后導(dǎo)致縱墻成為高2m,長(zhǎng)1.5m的獨(dú)立墻;在與橫墻連接處未按規(guī)定砌成實(shí)體,又是采用陽(yáng)槎連接,而且未設(shè)置拉筋;在砌塊砌到梁底時(shí),未按規(guī)范要求加一層蒸壓灰砂磚斜砌楔牢塞實(shí),在墻體收縮后,出現(xiàn)裂縫。
2.4.4 內(nèi)隔墻出現(xiàn)斜裂縫形成的原因
由于框架自身受力不均勻?qū)е伦冃位蛑骺蚣懿糠植痪鶆虺两担瑢?duì)墻體產(chǎn)生剪切或彎矩作用,且主框架內(nèi)填充隔墻整體剛度差,對(duì)剪切或彎矩抵抗力較差,從而無(wú)法有效抵抗不均勻沉降或框架受力不均造成的變形,進(jìn)而出現(xiàn)裂縫。
地基發(fā)生了不均勻沉降后,下沉較大部位與下沉較小部位之間出現(xiàn)了相對(duì)位移,即基礎(chǔ)底的地基表面出現(xiàn)局部凹陷處,基礎(chǔ)及上部結(jié)構(gòu)失去了支承,其重量只能由砌體承擔(dān),使得砌體產(chǎn)生了附加拉力和剪力,當(dāng)這種附加拉力和剪力超過(guò)了砌體的承載能力后,砌體上便出現(xiàn)裂縫。
應(yīng)優(yōu)先選用與框架結(jié)構(gòu)混凝土的線膨脹系數(shù)相近、吸水率較小、材料強(qiáng)度較高的砌塊或磚作為填充墻的砌體材料,如黏土空心磚、陶?;炷量招钠鰤K、加氣混凝土砌塊等。
對(duì)高層建筑結(jié)構(gòu)房屋的基礎(chǔ)形式的選擇,在設(shè)計(jì)時(shí)要充分考慮其不均勻沉降,尤其是對(duì)進(jìn)行地基人工處理的框架結(jié)構(gòu)更應(yīng)考慮不均勻沉降對(duì)框架變形的影響,并應(yīng)計(jì)算沉降量,預(yù)估框架變形程度,這樣可保證在施工時(shí)對(duì)重點(diǎn)部位予以重點(diǎn)控制。合理設(shè)計(jì)保溫隔熱層;合理設(shè)置門(mén)窗尺寸及材料;合理設(shè)置伸縮縫和沉降縫;控制好框架的側(cè)移變形。
由于高層建筑砌塊體積較大、砌體又設(shè)置拉結(jié)筋,所以相應(yīng)灰縫厚度也有所增加,當(dāng)一面填充墻體砌筑完成時(shí),墻體的自然沉降會(huì)逐漸展開(kāi),使墻體上部與主體結(jié)構(gòu)的接觸處產(chǎn)生裂縫,圖1此填充墻砌至接近梁、板底時(shí),應(yīng)留一定的空隙,以便任由填充墻自由沉降變形。
嚴(yán)格按照施工驗(yàn)收規(guī)范的要求進(jìn)行上下層錯(cuò)縫組砌。在砌體砌筑前,繪制塊植物區(qū)系排列圖,確定皮數(shù)桿每層砌筑皮數(shù),水平、豎直灰縫寬度,砌塊的搭接長(zhǎng)度,及不同規(guī)格砌塊的使用位置等,并且嚴(yán)格控制砂漿飽滿度及灰縫的厚度。
正確處理梁、柱與填充墻的接縫。填充墻砌至接近梁、板底時(shí),應(yīng)留一定空隙170~200mm。等填充墻砌完并間隔1~10d后,墻體變形基本完成,再用同砌體同材料的實(shí)心磚斜砌擠緊,傾斜度控制在45~60度,以使砌體與梁板底緊密結(jié)合。為保證柱與填充墻的連接,沿墻高每隔600mm設(shè)置拉結(jié)筋,且砌筑前一定要排磚,調(diào)整好灰縫大小,避免在柱邊出現(xiàn)灰縫偏大或過(guò)窄,使柱墻連接不緊密。拉結(jié)筋必須放置在砂漿中,預(yù)埋在柱上的拉結(jié)筋如果與灰縫錯(cuò)位時(shí),應(yīng)將鋼筋位置校正或在柱上補(bǔ)焊拉結(jié)筋。
已經(jīng)產(chǎn)生的裂縫則必須設(shè)法予以修復(fù),否則影響建筑物的觀感和使用功能。填充墻的裂縫一般不影響結(jié)構(gòu)安全,因此在裂縫修復(fù)時(shí)不必強(qiáng)調(diào)強(qiáng)度方面的要求,但對(duì)溫度的反復(fù)性必須有充分的認(rèn)識(shí)。對(duì)已趨于穩(wěn)定的裂縫可采用手工直接將水泥砂漿進(jìn)行修補(bǔ),修補(bǔ)后注意澆水養(yǎng)護(hù)。對(duì)于因不均勻沉降而導(dǎo)致的較大裂縫則需與結(jié)構(gòu)加固配合進(jìn)行。通過(guò)修復(fù)可提高墻體裂縫部位的抗變形能力,在原裂縫位置一般不會(huì)再出現(xiàn)裂縫,如附近有較薄弱環(huán)節(jié)則可能再出現(xiàn)的裂縫,裂縫修補(bǔ)時(shí)可將薄弱環(huán)節(jié)同時(shí)處理。
墻體裂縫是建筑施工中最常見(jiàn)的質(zhì)量通病之一,雖難是無(wú)法絕對(duì)避免的,但它卻可以有效控制。只要設(shè)計(jì)合理、嚴(yán)格使用合格材料、規(guī)范施工操作、加強(qiáng)施工質(zhì)量控制,是可以減少甚至消除墻體裂縫這一質(zhì)量通病的。
[1]GB 50203-2002,砌體工程施工質(zhì)量驗(yàn)收規(guī)范[S].
[2]建筑施工手(第四版)編寫(xiě)組[M].北京:中國(guó)建筑工業(yè)出版社,2003.