砌體房屋變形裂縫的成因與防治措施分析

摘 要本文結(jié)合筆者多年建筑工程施工實(shí)踐，論述了砌體房屋建筑產(chǎn)生變形裂縫的機(jī)理以及成因，并對(duì)砌體房屋變形裂縫的防治措施進(jìn)行了具體闡述與總結(jié)。

關(guān)鍵詞砌體房屋 變形裂縫 機(jī)理 成因 防治 措施

中圖分類號(hào)TU7文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼A文章編號(hào)1673-9671-(2009)111-0037-01

砌體房屋建成和使用之后，由于種種原因可能出現(xiàn)各種各樣的墻體裂縫。從大的方面來說墻體裂縫可分為受力裂縫和非受力裂縫兩大類。在各種荷載直接作用下，墻體產(chǎn)生的相應(yīng)形式的裂縫稱為受力裂縫。而砌體收縮、溫濕度變化、地基沉降不均勻等引起的裂縫是非受力裂縫，又稱變形裂縫。本文著重討論變形裂縫的成因和表現(xiàn)形式以及防治措施。

1 變形裂縫的機(jī)理與成因

經(jīng)調(diào)查，常見的變形裂縫形態(tài)有以下幾種:豎向裂縫:一般出現(xiàn)在山墻上，大片墻體沒有分割，沒有空洞，在底層會(huì)出現(xiàn)中間寬，兩頭窄的縱向裂縫;巖砌塊周邊的裂縫:沿砌塊周邊灰縫形成微小裂縫，砌塊形狀清晰;階梯裂縫:這種裂縫一般出現(xiàn)在內(nèi)橫墻和外縱墻的外端部;八字形裂縫:一般出現(xiàn)在外縱墻兩端處，若縱墻上有門窗洞口時(shí)，裂縫會(huì)從洞口墻角部位開裂，呈正“八”字形。

從裂縫的位置和形態(tài)可看出前兩種裂縫的成因是干縮，后幾種裂縫是由于溫度變形產(chǎn)生的。

當(dāng)上墻的砌塊含水率過高時(shí)，形成墻體后砌塊開始產(chǎn)生干縮變形，由于周圍基礎(chǔ)、圈梁、相鄰墻體的約束的存在，限制它的變形，從而產(chǎn)生干縮應(yīng)力，當(dāng)應(yīng)力過大時(shí)，超過砌體的抗拉強(qiáng)度極限，就會(huì)產(chǎn)生裂縫。由于底層墻體受基礎(chǔ)約束比較大，所以干縮裂縫往往出現(xiàn)下部幾層。如山墻的大墻面出現(xiàn)豎向裂縫，或在窗下墻出現(xiàn)豎向均勻裂縫。干縮應(yīng)力是很大的，當(dāng)干縮率為0.2%時(shí)，收縮應(yīng)力可達(dá)到0.3Mpa，遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過一般砌體的抗拉強(qiáng)度。

溫度裂縫往往出現(xiàn)在砌體房屋的頂層，這是因?yàn)槲萆w和墻體在建筑中處于不同的部位受太陽輻射的程度不同，氣溫對(duì)它們的影響差異很大。夏季屋面與內(nèi)墻的溫差可達(dá)到30度以上。這樣在屋面板和墻體之間的溫差作用下，屋面板的溫度變形大于墻體的溫度變形，墻體就要約束屋面板的變形，反過來屋面板討墻體產(chǎn)很大的水平推力，使得墻體內(nèi)部產(chǎn)生拉應(yīng)力，這種應(yīng)力超過了墻體的抗拉強(qiáng)度極限時(shí)，就會(huì)產(chǎn)生溫度裂縫。

溫度應(yīng)力大小與以下幾個(gè)因素有關(guān):

屋面板和墻體溫度場(chǎng)的分布，一般說來屋面板和墻體之間的溫差越大，溫度應(yīng)力越大。建筑物的長(zhǎng)度，溫度應(yīng)力的近似計(jì)算公式表明溫度應(yīng)力隨長(zhǎng)度呈非線性增長(zhǎng)，當(dāng)長(zhǎng)度增加到一定程度后，應(yīng)力的增加不再明顯;建筑物布局，開間、進(jìn)深越大溫度應(yīng)力越大;屋面板和墻體的連接程度，連接得越牢固溫度應(yīng)力越大。所以現(xiàn)澆的屋面板比預(yù)制的屋面板使墻體產(chǎn)生的溫度應(yīng)力要大;屋面板和墻體的線膨脹系數(shù)，二者相差越大，溫度應(yīng)力越大。

2防治變形裂縫措施

長(zhǎng)期以來人們一直在尋找控制砌體結(jié)構(gòu)裂縫的實(shí)用方法，并根據(jù)裂縫的性質(zhì)及影響因素有針對(duì)性的提出了一些預(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”的方法。下面對(duì)這三種方法進(jìn)行簡(jiǎn)要的總結(jié)。

2.1“防”的方法

所謂“防”就是采用適當(dāng)?shù)奈萆w構(gòu)造處理，減少屋蓋與墻體的溫差，減少屋蓋和墻體之間的相對(duì)變形的大小，從而達(dá)到減少墻體溫度應(yīng)力的目的。對(duì)空心板整體屋面，為減少頂層墻體的開裂，主要采用以下措施:增加屋蓋保溫性能防止屋面滲漏，從而保證屋面結(jié)構(gòu)的溫度和內(nèi)外墻溫度相差不要過大，對(duì)南方地區(qū)而言是加設(shè)屋面隔熱層。通風(fēng)隔熱層的效果較好，它大大減弱了太陽對(duì)空心板的輻射熱，架空面層傳來的熱量又被通風(fēng)層吹散，使得屋蓋的表面溫度大為降低;外表面淺色處理。在外墻與屋蓋的外表面刷白以后，可使其內(nèi)表面降溫，隔熱指標(biāo)G值可提高三倍以上;針對(duì)由于干縮而產(chǎn)生的裂縫一定要嚴(yán)格控制砌塊上墻時(shí)的含水率。

2.2“放”的方法

所謂“放”就是采用適當(dāng)?shù)臉?gòu)造措施，允許屋蓋在一定范圍內(nèi)能自由伸縮，降低屋蓋體系水平剛度，減小其變形積累，從而降低對(duì)墻體的推力，如:

(1)對(duì)砂漿找平層設(shè)置分割縫。屋面防水層下的砂漿找平層的平面剛度很大，而且沒有保護(hù)，在夏天日曬下其變形很大，易推裂墻體和女兒墻。應(yīng)做分格塊，如6X6m用膠泥堵縫防漏。而且與女兒墻交接處應(yīng)斷開20—3Omm，設(shè)瀝青麻絲堵縫。

(2)在屋面板下設(shè)滑動(dòng)層或緩沖層，屋面板的變形是通過墻頂?shù)倪B接來推動(dòng)墻體的，因此在屋面板和墻頂之間設(shè)滑動(dòng)層可大大削弱這種推力。

(3)設(shè)置控制縫，當(dāng)墻體長(zhǎng)度過長(zhǎng)時(shí)，在墻體中設(shè)控制縫，從而使應(yīng)力重新分布，達(dá)到減少應(yīng)力的目的。這一措施對(duì)控制溫度裂縫和干縮裂縫都是有效的。我國(guó)《砌體規(guī)范》對(duì)伸縮縫的間距規(guī)定主要是針對(duì)干縮小、塊體小的粘土磚砌體結(jié)構(gòu)規(guī)定的，而對(duì)干縮大、塊體尺寸大的混凝土小型空心砌塊房屋是不適用的，規(guī)范采用乘以系數(shù)的辦法來反映。有關(guān)資料建議無筋砌體溫度區(qū)段不能超過lOm，對(duì)有筋砌體也不能大于30m。

2.3“抗”的方法

所謂“抗”就是通過構(gòu)造措施如設(shè)置圈梁、構(gòu)造柱、灌芯插筋等，加強(qiáng)墻體的整體性和抗裂性，以達(dá)到減小墻體的變形，減少裂縫，常用措施如下:提高砌塊和砂漿的強(qiáng)度，從而提高砌體的抗拉能力，由于砂漿是砌體中的薄弱環(huán)節(jié)，所以工程中也有用改性砂漿的，如纖維砂漿等;設(shè)置灰縫鋼筋可顯著提高砌體抗剪能力;設(shè)置構(gòu)造柱和添加芯柱。在墻體變形較大的部位設(shè)置構(gòu)造柱時(shí)限制墻體的變形有明顯的效果。另外，小型空心砌塊墻體中每隔一定間距設(shè)置芯柱也能增強(qiáng)墻體的穩(wěn)定性和整體性;設(shè)置圈梁。通過設(shè)置圈梁，增強(qiáng)墻體的整體性，從而限制墻體的變形;在容易開裂的部位采取適當(dāng)?shù)拇胧?，如在外縱墻的兩端第一開間內(nèi)沿窗洞口設(shè)置水平配筋帶，在窗洞口兩側(cè)設(shè)置配筋芯柱。

對(duì)己開裂的砌塊墻體，應(yīng)先查明原因，消除損傷根源，并經(jīng)觀察確認(rèn)裂縫已經(jīng)基本穩(wěn)定的情況下，可對(duì)墻體裂縫進(jìn)行適當(dāng)?shù)男扪a(bǔ)處理。具體修補(bǔ)方法可參考混凝土結(jié)構(gòu)和其他砌體結(jié)構(gòu)的裂縫修補(bǔ)方法，如灌縫法，或在抹面砂漿中加入鋼絲網(wǎng)、玻璃絲網(wǎng)格布，對(duì)開裂嚴(yán)重的部位進(jìn)行重新砌筑等。

3 結(jié)束語

裂縫的產(chǎn)生并不是單一因素的作用，而是多種因素的綜合反映。裂縫的主要成因集中在干縮裂縫和溫度裂縫上，二者都是由于外因而引起的變形受到約束而產(chǎn)生過大應(yīng)力一直開裂的，所以這兩種裂縫統(tǒng)稱為變形裂縫。因多層砌塊房屋中注芯和配筋量很少，而砌塊氣體本身的抗裂能力很差，所以在多層砌塊氣體建筑中變形裂縫常常出現(xiàn)，成為建筑通病。但其實(shí)墻體上的裂縫絕大多數(shù)并不影響結(jié)構(gòu)的安全，但降低了墻體的質(zhì)量，如整體性、耐久性和抗震性等，同時(shí)給居住者在感官和心理上造成不良影響，而且隨著我國(guó)墻改和住房商品化的進(jìn)展，人們對(duì)居住環(huán)境和建筑質(zhì)量的要求不斷提高對(duì)建筑物墻體裂縫的控制要求更為嚴(yán)格，建筑物的裂縫已成為住戶評(píng)價(jià)建筑的安全和質(zhì)量的一個(gè)非常直觀、重要的標(biāo)準(zhǔn)。因此對(duì)砌體房屋施工和使用過程中出現(xiàn)的變形裂縫進(jìn)行研究是工程技術(shù)人員今后仍需努力的方向。

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