摘要:目前,房屋建筑中的磚混結(jié)構(gòu)墻體開裂已經(jīng)成為比較普遍的工程問題。本文主要從溫差裂縫和基礎(chǔ)不均勻沉降裂縫兩方面原因出發(fā),闡述了預(yù)防磚混結(jié)構(gòu)墻體開裂的控制措施。
關(guān)鍵詞:房屋 建筑 磚混結(jié)構(gòu) 墻體 開裂 原因 控制
中圖分類號:TU398.5 文獻標識碼:A 文章編號:1672-3791(2011)03(a)-0084-01
隨著我國經(jīng)濟的迅猛發(fā)展,建筑業(yè)的發(fā)展也得到了很大的提速。在民用建筑中,磚混結(jié)構(gòu)房屋因其造價相對較低,且具有較好的隔熱、隔音性能,得到了廣泛的采用。但磚砌體的強度較小,結(jié)構(gòu)自重大,抗拉、抗剪能力比較低,容易在局部產(chǎn)生裂縫。裂縫的存在降低了墻體的質(zhì)量,不僅影響建筑物的正常使用和外觀,如整體性、耐久性和抗震性能,甚至還會導(dǎo)致整體倒塌的重大質(zhì)量事,同時墻體裂縫給居住者在感官上和心理上造成了不良影響。
1 磚混結(jié)構(gòu)墻體開裂的主要原因分析
(1)溫差引起墻體開裂。溫差是造成頂層墻體產(chǎn)生裂縫的主要因素。溫差裂縫的輕重程度與環(huán)境溫差成正比,溫差大時裂縫就嚴重,溫差小時裂縫就輕,屋面保溫隔熱效果好的裂縫輕,保溫隔熱差的裂縫較重。當(dāng)溫度變化時,由于材料熱脹冷縮,房屋各部分構(gòu)件將產(chǎn)生各自不同的變形,引起彼此制約而產(chǎn)生應(yīng)力。因屋面混凝土與墻體的線膨脹系數(shù)不一致,屋面變形較大;當(dāng)屋蓋和墻體之間構(gòu)造處理不當(dāng),會使墻體受拉,當(dāng)其剪力和拉應(yīng)力大于砌體的抗剪抗拉強度時,墻體便被拉裂。最常見的裂縫是在砼平屋蓋房屋頂層兩端的墻體上,如在門窗洞邊的八字型裂縫,平屋頂下或屋頂圈梁下沿磚(塊)灰縫的水平裂縫,以及水平包角裂縫(包括外墻)和垂直裂縫。溫差裂縫的輕重程度與屋頂保溫情況、室內(nèi)外溫差和施工質(zhì)量有關(guān),如砌體砂漿標號太低,在以往的設(shè)計中只考慮砌體的抗壓強度,砂漿標號越到上層越低。另外,當(dāng)房屋越高,溫度變化時變形越大,墻體開裂情況越嚴重。
(2)基礎(chǔ)不均勻沉降引起墻體開裂。磚混結(jié)構(gòu)墻體開裂的另一個主要原因是建筑工程基礎(chǔ)不均勻沉降。當(dāng)混合結(jié)構(gòu)房屋的基礎(chǔ)處于不均勻地基、軟土地基或承受不均勻荷載時,地基會產(chǎn)生不均勻沉降?;A(chǔ)不均勻沉降發(fā)生后,建筑物會發(fā)生相應(yīng)的整體變形,當(dāng)建筑物的主體剛度較差,基礎(chǔ)不足以調(diào)整因沉降差而產(chǎn)生應(yīng)力時,便會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)砌體的抗拉抗剪強度不足以抵抗變形應(yīng)力時,墻體便會產(chǎn)生裂逢?;A(chǔ)不均勻沉降裂縫首先產(chǎn)生在房屋底層,嚴重的可能發(fā)展在兩層以上,并伴有地面開裂和房屋傾斜。墻體產(chǎn)生下寬上窄的豎縫。在端部、門窗洞口對角產(chǎn)生斜縫、八字縫及水平包角縫。裂縫一旦出現(xiàn),隨著地基不均勻沉降的發(fā)展,裂縫逐漸加寬、延長。
2 預(yù)防磚混結(jié)構(gòu)墻體開裂的控制措施
(1)控制溫差引起的墻體開裂。①調(diào)整好溫度伸縮縫間距。屋面圈梁伸縮縫的間距不宜超過30m,現(xiàn)澆整體式鋼筋砼屋面板,一般每隔6m左右粗設(shè)置柔性分格縫;在預(yù)制屋面板的板端、板邊圈梁、墻體之間,留出相應(yīng)的伸縮縫,讓砼構(gòu)件自由伸縮。其實,我們應(yīng)該采用規(guī)范限值,按建筑物所在的地域氣候條件、結(jié)構(gòu)設(shè)計措施、施工條件、施工環(huán)境及建筑物的材料綜合考慮如何設(shè)縫的問題,單純設(shè)置伸縮縫是不能有效控制裂縫的發(fā)生的。②設(shè)置控制縫。對房屋較長、平面形狀較復(fù)雜、構(gòu)造和剛度不同的房屋,可每隔一定的距離將屋面、樓面、墻體或其它有關(guān)構(gòu)件斷開,形成若干較小的單元,每個單元因溫度變形和收縮產(chǎn)生的拉力大大減小,從而防止裂縫的出現(xiàn)??刂瓶p的設(shè)置如:在墻的厚度突然變化處設(shè)置豎向控制縫;在墻的高度突然變化處設(shè)置豎向控制縫;在不大于離相交墻或轉(zhuǎn)角墻允許接縫距離之半設(shè)置豎向控制縫;在門、窗洞口的一側(cè)或兩側(cè)設(shè)置豎向控制縫等。另外,要注意控制縫的間距:對無洞墻體不大于8m及墻高的3倍;對有規(guī)則洞口外墻不大于6mm;在轉(zhuǎn)角部位,控制縫至墻轉(zhuǎn)角的距離不大于4.5m。③改進挑檐設(shè)計。設(shè)計中可優(yōu)先選用內(nèi)天溝排水;在鋼筋砼挑檐表面設(shè)置保溫隔熱層;現(xiàn)澆挑檐每隔10m左右設(shè)一道伸縮縫(板斷梁不斷);將現(xiàn)澆挑檐改為預(yù)制。④做好屋面保溫隔熱層。一般屋面板受陽光輻射吸收熱量較多,保溫層的厚度宜適當(dāng)增厚;選擇采用導(dǎo)熱系數(shù)小,保溫性能優(yōu)良的材料,并增設(shè)空氣隔熱層,有效控制屋面板的溫升,以防止頂層墻體產(chǎn)生裂縫。另外,屋面施工宜避開高溫季節(jié)。⑤增強頂層砌體抗裂能力。如在頂層端部1~2個開間砌體水平灰縫內(nèi),設(shè)適量的通長鋼筋;在非抗震設(shè)防地區(qū),外墻轉(zhuǎn)角處設(shè)置鋼筋砼構(gòu)造柱,并增強與墻體的拉結(jié);減少頂層端部墻上六窗口寬度,加大頂層窗間墻及邊垛的寬度。
(2)控制基礎(chǔ)不均勻引起的墻體開裂。①房屋建筑工程基礎(chǔ)設(shè)計前應(yīng)對工程地質(zhì)進行詳細勘察。應(yīng)對工程地質(zhì)進行詳細勘察,查明地基土質(zhì)情況、分布范圍、承載力大小,地下水位等水文地質(zhì)條件,然后按照安全可靠、經(jīng)濟合理,技術(shù)先進、方便施工等要求,進行全面分析,權(quán)衡利弊,確定合理的建筑布局和結(jié)構(gòu)類型,以便使上部結(jié)構(gòu),與地基相互影響,共同工作。對軟弱地基和不均勻地基尤其如此。②盡量采用簡單的建筑體型。建筑的體型是指建筑物的平面、立面形式。平面形狀復(fù)雜的建筑,在其縱橫單元相交處基礎(chǔ)密集,地基土中應(yīng)力重疊,沉降往往大于其他部位,易產(chǎn)生裂縫,而且當(dāng)平面形狀復(fù)雜時,建筑物內(nèi)還會因扭曲而產(chǎn)生附加應(yīng)力。立面高差懸殊的建筑物,在高度突變處,會因荷載差異而產(chǎn)生較大的不均勻沉降。因此,對于在軟弱地基上建造的建筑物,采用簡單的平面形式,可減少不均勻沉降產(chǎn)生的裂縫。③控制好建筑結(jié)構(gòu)的自重。地基壓縮變形大小與上部荷載值成正比。因此,減輕結(jié)構(gòu)自重是降低基底附加應(yīng)力,減少沉降的有效措施。因此,基礎(chǔ)可以選用自重輕,覆土少的形式,或設(shè)置地下室半地下室,上部結(jié)構(gòu)可以選用預(yù)應(yīng)力、輕鋼結(jié)構(gòu)和單位容重少的輕質(zhì)墻體材料,以減輕對地基的壓力,減少地基沉降。④增強建筑物的整體剛度和強度。合理布置承重墻,設(shè)計時應(yīng)盡量將縱墻拉通,避免斷開和轉(zhuǎn)折,每隔一定距離設(shè)置一道橫墻,將內(nèi)外縱墻連接起來,形成一個具有一定空間剛度的整體,以提高調(diào)節(jié)不均勻沉降的能力;合理設(shè)置鋼筋混凝土圈梁,圈梁能增強縱橫墻的連接,增強磚混結(jié)構(gòu)房屋的空間剛度和整體性,顯著調(diào)整房屋的不均勻沉降;不宜在磚墻上開過大的洞,多層磚混結(jié)構(gòu)房屋底層如窗洞過大,窗臺下墻體易產(chǎn)生反向彎曲而出現(xiàn)裂縫;對于軟弱和壓縮性很不均勻地基上的建筑物,或以根據(jù)上部結(jié)構(gòu)荷載情況,采用剛度較大的基礎(chǔ)類型,如鋼筋砼十字交叉條形基礎(chǔ),筏片基礎(chǔ)甚至箱形基礎(chǔ)。⑤合理安排施工順序。對立面高低懸殊,荷載變化較大的房屋,應(yīng)分期分階段組織施工。一般先建荷載較重的單元,后建荷載較輕的單元;埋置較深的基礎(chǔ)先施工,易受相鄰建筑物影響的房屋后施工,以減少房屋各部分的不均勻沉降。對于荷載較大的建筑物,荷載宜逐步均勻地增加。⑥在施工過程中應(yīng)盡量避免對地基土的擾動,做好排水處理,完工后建筑物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。
3 結(jié)語
總之,引發(fā)磚混結(jié)構(gòu)墻體開裂的因素較多,可能是單一因素,也可能受多種因素共同影響。磚混結(jié)構(gòu)的墻體裂縫雖然不可避免,但只要設(shè)計合理,確保施工質(zhì)量,選用材料得當(dāng),建筑物的裂縫還是可以從根本上得到有效控制的。