王曉東
摘? ? 要:由于砌體的抗拉、抗彎、抗減性能差,而且由于設(shè)計、施工以及建筑材料等多方面原因引發(fā)的砌體結(jié)構(gòu)質(zhì)量事故也較多,其中砌體出現(xiàn)裂縫是非常普遍的現(xiàn)象,砌體中出現(xiàn)裂縫不僅影響建筑物的美觀,而且還造成房屋滲漏,甚至?xí)绊懙浇ㄖ锏慕Y(jié)構(gòu)強(qiáng)度、剛度、穩(wěn)定性和耐久性,也會給房屋使用者造成較大的心理壓力和負(fù)擔(dān)。在很多情況下,裂縫的發(fā)生與發(fā)展也是大事故的先兆。
關(guān)鍵詞:溫度裂縫;干縮裂縫;控制措施
1? 前言
房屋建筑中常用的砌體有磚砌體、石砌體、混凝土小型空心磚砌體、蒸壓加氣混凝土砌塊等砌體。砌體結(jié)構(gòu)的材料來源廣泛,施工設(shè)備和施工工藝簡單,相對造價低廉,是我國的傳統(tǒng)建筑,因而得到廣泛的應(yīng)用。它是房屋建筑工程中的重要組成部分,舉足輕重。
由于砌體的抗拉、抗彎、抗減性能差,而且由于設(shè)計、施工以及建筑材料等多方面原因引發(fā)的砌體結(jié)構(gòu)質(zhì)量事故也較多,其中砌體出現(xiàn)裂縫是非常普遍的現(xiàn)象,砌體中出現(xiàn)裂縫不僅影響建筑物的美觀,而且還造成房屋滲漏,甚至?xí)绊懙浇ㄖ锏慕Y(jié)構(gòu)強(qiáng)度、剛度、穩(wěn)定性和耐久性,也會給房屋使用者造成較大的心理壓力和負(fù)擔(dān)。在很多情況下,裂縫的發(fā)生與發(fā)展也是大事故的先兆。對此,必須引起足夠重視。
最為常見的裂縫分兩大類,一是溫度裂縫,二是干燥收縮裂縫,簡稱干縮裂縫,以及由溫度和干縮共同產(chǎn)生的裂縫。
2? ?產(chǎn)生裂縫的原因
引起砌體結(jié)構(gòu)墻體裂縫的原因很多,如地基、沉降、溫度變化、干縮,也有設(shè)計上的疏忽、施工質(zhì)量、材料不合格、缺乏施工經(jīng)驗等。根據(jù)工程實踐和統(tǒng)計資料這類裂縫幾乎占全部可遇裂縫的80%以上。而最為常見的裂縫有兩大類,一是溫度裂縫,二是干燥收縮裂縫,簡稱干縮裂縫,以及由溫度和干縮共同產(chǎn)生的裂縫。
(1)溫度裂縫的變化會引起材料的熱脹、冷縮,當(dāng)約束條件下溫度變形引起的溫度應(yīng)力足夠大時,墻體就會產(chǎn)生不規(guī)則裂縫。最常見的裂縫是在砼平屋頂房屋頂層兩端的墻體上,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(包括女兒墻)和垂直裂縫。
①八字裂縫:當(dāng)基礎(chǔ)沉降不均勻時,門窗口邊產(chǎn)生了型裂縫,當(dāng)外界溫度上升時,外縱墻本身沿長度方向?qū)⒂兴扉L,但屋蓋部分的伸長量比墻體的伸長量大得多,從而對墻體產(chǎn)生附加水平推力墻體受到屋蓋的推力而產(chǎn)生剪應(yīng)力。
②水平裂縫和包角裂縫:平屋頂?shù)姆课?,有時在屋面板部或頂層圈梁附近出現(xiàn)沿外墻的縱向水平裂縫和包角裂縫。這是由于屋面伸長或縮短引起的向外或向內(nèi)的推力產(chǎn)生的。
③女兒墻裂縫:由于屋面板和水泥砂漿面層發(fā)生過大溫度變形,砌塊、灰砂磚等新型墻體材料,施工時缺乏對材料的用途和了解,使用砂漿不適合,沒有采取注芯材料和相應(yīng)的構(gòu)造措施,使用黏土磚使用的砂漿和相應(yīng)的抗裂措施,必然造成墻體出現(xiàn)較嚴(yán)重的裂縫。
(2)干燥收縮裂縫對于燒結(jié)制品材料,其干縮變形很小,且變形完成比較快。只要不使用新出窯的磚,一般不用考慮本身的干縮變形引起的附加應(yīng)力。但對這類砌體在潮濕情況下會產(chǎn)生較大的濕脹,而且這種濕脹是不可逆的變形。對于砌塊、灰砂磚、粉煤灰磚等砌體,隨著含水量的降低,材料會產(chǎn)生較大的干縮變形。但是干縮后的材料受濕后仍會發(fā)生膨脹,脫水后材料會再次發(fā)生干縮變形,但其干縮率有所減小,約為第一次的80%左右。這類干縮變形引起的裂縫在建筑上分布廣、數(shù)量多、裂縫的程度也比較嚴(yán)重。
(3)溫度、干縮共同產(chǎn)生的裂縫,對于燒結(jié)類塊材最為常見,如砌塊、灰砂磚、粉煤灰磚等砌體。其在建筑物墻體上的分布一般可以分為這兩種裂縫的組合,或因具體條件的不同而呈現(xiàn)不同的裂縫現(xiàn)象,而其裂縫的后果往往較單一因素更為嚴(yán)重。另外設(shè)計上的疏忽、無針對性防裂措施、材料質(zhì)量不合格、施工質(zhì)量差、違反設(shè)計施工規(guī)程、砌體強(qiáng)度達(dá)不到設(shè)計要求,以及缺乏經(jīng)驗也是造成墻體裂縫的重要原因之一。
3? 砌體裂縫的控制措施
長期以來人們一直在尋求控制砌體結(jié)構(gòu)裂縫的實用方法,并根據(jù)裂縫的性質(zhì)及影響因素有針對性的提出一些預(yù)防和控制裂縫的措施。從防止裂縫的概念上,形象地引出“防”“放”“抗”相結(jié)合的構(gòu)想,這些構(gòu)想、措施有的運用到工程實踐中,一些措施也引入到《砌體規(guī)范》中,也收到了一些效果,但總的來說,我國砌體結(jié)構(gòu)裂縫仍較嚴(yán)重,其原因有以下幾種:
3.1? 設(shè)計者重視強(qiáng)度設(shè)計而忽略抗裂構(gòu)造措施。
長期以來大多數(shù)人居住的是單位福利房,公共建筑,對砌體結(jié)構(gòu)的各種裂縫習(xí)以為常,都不重視,設(shè)計者一般認(rèn)為多層砌體房屋比較簡單,在強(qiáng)度方面作必要的計算后,針對構(gòu)造措施,絕大部分引用國家標(biāo)準(zhǔn)或設(shè)計規(guī)范,很少單獨提出有關(guān)防裂措施和要求,更沒有對這些措施的可行性進(jìn)行調(diào)查或總結(jié)。因為裂縫的危險僅為潛在的,尚無結(jié)構(gòu)安全問題,不涉及到責(zé)任問題。因此,首先設(shè)計人員在施工圖設(shè)計時,因明確指出容易忽略的地方,以引起監(jiān)理、施工現(xiàn)場操作人員的高度重視。
3.2? 防治溫度裂縫的措施
(1)屋面設(shè)置保溫層,減少溫度變形,屋蓋施工盡量做好保溫層。
(2)屋面、挑檐可采取分塊預(yù)制,或留置伸縮縫,或在屋面與磚墻設(shè)置滑動面,以減少屋面伸縮對墻體的影響。
(3)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蓋、樓蓋、墻體或其他有關(guān)構(gòu)件斷開,形成若干個較小的單元,每個單元因溫度變形和收縮產(chǎn)生的拉力大大減小,從而防止女兒墻根部與平屋面交接處受到的向外或向內(nèi)的水平作用力所產(chǎn)生的裂縫。
(4)垂直裂縫:當(dāng)房屋的樓(屋)面為現(xiàn)澆鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)時,由于收縮和降溫引起的屋面縮短受到墻體的限制,使樓(屋)面構(gòu)件處于受拉狀態(tài)。如果房屋過長或設(shè)計時按采暖考慮而實際上未采暖,則可能在樓(屋)面上每個一定距離發(fā)生貫通全寬的裂縫,在四個角發(fā)生八字型裂縫。當(dāng)房屋有錯層時,錯層處的墻體容易產(chǎn)生局部的垂直裂縫。
3.3? 砌體干縮變形引起墻體開裂應(yīng)采取的措施
(1)提高砂漿強(qiáng)度,保證砌體質(zhì)量。砌筑用砂漿的種類、強(qiáng)度等級應(yīng)符合設(shè)計要求,不同品種的水泥不得混合使用,砂漿用砂不得含有雜物,灰縫應(yīng)飽滿。在易開裂處設(shè)置水平鋼筋承受拉力。
(2)砌筑的組砌方法應(yīng)正確,嚴(yán)格按照規(guī)范要求施工。砌體轉(zhuǎn)角處和交接處和交接處應(yīng)同時砌筑,嚴(yán)禁無可靠措施的內(nèi)外墻分砌施工。對不能同時砌筑而又必須留置的臨時斷處應(yīng)砌成斜搓,斜搓的水平投影長度不應(yīng)小于高度的2/3。
(3)在屋蓋的適當(dāng)部位設(shè)置控制縫,控制縫的間距不大于30m。
(4)在較長房屋墻體中設(shè)置伸縮縫。將伸縮縫設(shè)在因溫度和收縮變形可能引起應(yīng)力集中、砌體產(chǎn)生裂縫可能性最大的地方。
(5)在現(xiàn)澆混凝土挑檐的長度大于12m內(nèi),宜設(shè)置分隔縫,分隔縫的寬度不應(yīng)小于20mm,縫內(nèi)用彈性油膏嵌縫。
(6)樓(屋)面板下設(shè)置現(xiàn)澆鋼筋混凝土圈梁,并沿內(nèi)外墻拉通,房屋兩端圈梁下的墻體宜適當(dāng)設(shè)置水平鋼筋。