王磊 錢華君
浙江省交通規(guī)劃設計研究院有限公司 浙江 杭州 310000
磚砌體填充墻上出現(xiàn)裂縫,雖然不至于影響主體結構安全,但仍然會導致各種不良后果。從使用上,裂縫會導致使用者觀感不良、墻體出現(xiàn)漏水漏風、墻體耐久性差等;從受力上,裂縫過多會影響房屋的整體剛度,改變房屋的抗震性能等。而磚砌體填充墻的裂縫成因也多種多樣,實際工程中的裂縫往往是在多種因素的同時作用下形成的,因此,梳理不同成因的裂縫,并根據成因采取針對性的防治措施就顯得尤為重要。根據調查分析表明,框架結構填充墻開裂的主要原因是溫度、收縮和不均勻沉降,80%以上的裂縫成因是這三種因素的單獨或共同作用下產生的。因此,本文就這三個主要因素的發(fā)生機理及對應的防治措施進行了分析總結。
(1)溫度裂縫。溫度的變化會引起材料的熱脹冷縮,不同材料的膨脹系數也不同,單位溫差下混凝土的變形是磚砌體的兩倍。在溫度變化時,磚砌體及混凝土的溫度變形不一致、不協(xié)調。通常情況下,這種變形差會因為磚砌體和混凝土之間的黏結力而受到限制,產生內部應力。當這種內部應力達到一定大小后,兩種材料之間就會被拉開而產生裂縫。因此,溫度裂縫往往出現(xiàn)在磚砌體和混凝土構件的交界處[1]。在實際工程中,往往會在磚砌體和混凝土交界處附加鋼絲網片,來約束這種溫度變化引起的變形差。此時雖能防止交界處的裂縫出現(xiàn),但是應力會傳遞到砌體墻上。當砌體墻較長時,應力不斷積累,最終會在磚砌體的薄弱部位出現(xiàn)裂縫。因此,這類裂縫常出現(xiàn)在頂層的端開間及外墻的門窗洞口等部位。
(2)干縮裂縫。由于磚砌體的吸水性強,若砌塊在運輸、存放的過程中遭遇淋雨、潮濕等環(huán)境,則會導致砌塊內部含水率過高。砌筑過程中使用的砂漿內部也含有一定量的水分。這些水分隨時間推移會逐漸蒸發(fā),導致砌體墻發(fā)生干縮徐變。當干縮徐變導致的干縮應力積累到一定量后,就會出現(xiàn)干縮裂縫。一般情況下,砌筑時的含水率越高,干縮率也就越大,出現(xiàn)干縮裂縫的風險也就越大。此外,砌體墻砌筑時灰縫不飽滿時,砂漿和砌塊之間的黏結強度降低,拉應力作用下墻體更容易產生干縮裂縫。
(3)沉降引起的裂縫。建筑物從建造直至使用的各階段,始終伴隨著不同程度的沉降,持力層落在力學性能較好的土層上的房屋沉降量較小,反之落在淤泥、黏土等力學性能相對較差的土層上的房屋沉降量就會較大。通常較為均勻的整體沉降不會造成墻體的開裂,而不均勻的沉降則必然伴隨著磚砌體墻乃至于主體結構的開裂。不均勻沉降常出現(xiàn)在軟土地基或高填方地基的房屋中,土層壓縮性大、勻質性差、存在大量空隙等都會加劇不均勻沉降的出現(xiàn)。當房屋結構出現(xiàn)不均勻沉降時,磚砌體就會隨主體結構出現(xiàn)變形,而磚砌體的強度低于混凝土,因此往往會早于主體鋼筋混凝土結構出現(xiàn)沉降裂縫。這類裂縫往往以斜裂縫、八字形裂縫為主,且常伴隨著主體結構的裂縫出現(xiàn)。
要對裂縫進行防治,首先就是要區(qū)分裂縫的類型,分清裂縫的種類后,對癥下藥[2]。
(1)沉降裂縫。要防止建筑物出現(xiàn)不均勻沉降,應注重地基處理的方案合理性及施工質量。首先應盡量避免建筑物落于壓縮性差異較大的兩種地基土上,若無法避免時,應在基礎底設置一定厚度的碎石褥墊層,減小基底沉降差。其次若基礎落在軟土區(qū)或高填方區(qū)時,應優(yōu)先考慮采用樁基礎,基樁應穿越表面軟弱土層,選擇力學性能較好的穩(wěn)定土層作為持力層,同時基樁的承載力應考慮因表面填土及淤泥產生的負摩阻力的影響;若因條件受限需采用淺基礎時,則應探明軟土或填土厚度,對淤泥等軟弱土層采用強夯法處理,對雜填土等性質不穩(wěn)定的土層采用換填等地基處理方式進行處理,控制沉降,同時加強沉降觀測,及時對不均勻沉降進行防治處理,避免因沉降過大導致墻體裂縫的形成。
(2)溫度裂縫。首先,為了控制溫度應力,盡量在工期允許的前提下在春秋季進行施工,在屋面結構板澆筑完成后,盡早完成屋面隔熱保溫層的施工。其次在方案階段,嚴格控制房屋的長寬比及開間大小,避免因房屋縱向太長導致溫度應力不斷積累。同時,溫度裂縫常出現(xiàn)在頂層,應在屋面及頂層墻面設置有效的保溫層、隔熱層等,避免屋面混凝土因長期光照時間較長而與下部結構出現(xiàn)較大溫差。對薄弱部位進行補強,在門窗等開洞部位通長設置構造柱、圈梁等鋼筋混凝土構件,有必要時可設置變形縫。此外,在磚砌體內設置通長的拉結鋼筋,在表面采用彈性涂層都能有效控制溫度裂縫的開展。
(3)干縮裂縫。干縮裂縫的大小與施工質量的好壞息息相關。干縮裂縫的防治最重要是控制磚砌體及砌筑砂漿內部的含水率。在砌塊運輸及存放過程中,應盡量避免淋雨或潮濕的環(huán)境,嚴格控制砌筑砂漿配合比。在磚墻砌筑完成后,需放置7天待砌體干縮趨于穩(wěn)定后,再對頂部梁下空隙進行填充處理,斜磚的砌筑應嚴格按照規(guī)范要求的角度和高度進行。在墻砌體砌筑時,應保證灰縫飽滿,減少灰縫中的空隙。對已經砌筑的磚砌體墻加強養(yǎng)護,避免陽光暴曬或長時間的強風環(huán)境,減少長時間被雨水沖刷[3]。
磚砌體裂縫主要包括溫度裂縫、干縮裂縫、沉降引起的裂縫等。磚砌體裂縫的防治關系到設計、施工、后期管養(yǎng)等全過程周期。不同種類的裂縫成因不同,需采取的防治措施也各有差異。在地質條件欠佳的場地上的房屋,應著重考慮沉降引起的裂縫;在夏季、冬季等惡劣天氣下施工的房屋應著重考慮溫度裂縫的影響;而在趕工期的施工環(huán)境下砌筑的磚砌體填充墻,應更著眼于干縮裂縫的防治。