砌體常見裂縫的原因分析及預(yù)防

熊時(shí)達(dá)

摘要:工程實(shí)踐中發(fā)現(xiàn)大量砌體結(jié)構(gòu)出現(xiàn)裂縫,輕者影響美觀,重者影響使用,因此對(duì)已開裂的砌體結(jié)構(gòu)如何進(jìn)行加固與處理顯得非常迫切。對(duì)開裂建筑進(jìn)行加固處理必須經(jīng)過認(rèn)真分析引起裂縫的原因,根據(jù)各種加固方法對(duì)應(yīng)不同種類建筑物分別采取措施進(jìn)行預(yù)防。文章在簡(jiǎn)要分析砌體裂縫的性質(zhì)和裂縫控制原則和措施的基礎(chǔ)上,對(duì)砌體結(jié)構(gòu)裂縫的控制提出了具體措施和建議。

關(guān)鍵詞:砌體結(jié)構(gòu);裂縫分析;裂縫預(yù)防;加固措施

中圖分類號(hào):TU973文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A文章編號(hào):1009-2374(2009)22-0155-02

墻體開裂是砌體工程的常見問題,砌體上常見裂縫有:沉降裂縫、溫度裂縫、超載裂縫等。砌體出現(xiàn)裂縫,往往是標(biāo)志砌體內(nèi)某部分產(chǎn)生的內(nèi)應(yīng)力已超過它能承擔(dān)的抗拉、抗剪極限強(qiáng)度。砌體產(chǎn)生裂縫后,會(huì)影響建筑物的美觀。有的還會(huì)造成建筑物的滲漏等病害,對(duì)于建筑物的強(qiáng)度、剛度、穩(wěn)定性,也將產(chǎn)生不同程度的削弱;有的砌體裂縫如超載裂縫等,將會(huì)造成房屋倒塌事故。因此在砌體上發(fā)現(xiàn)裂縫后,要定期觀察,及時(shí)檢查分析,確定究竟屬于哪一種裂縫?是否是危險(xiǎn)裂縫?下面給出幾種典型裂縫的形態(tài)特征,以便于有效地分析、判別和處理,并采取相應(yīng)措施。

一、砌體裂縫的分類

(一)沉降裂縫

房屋建筑地基基礎(chǔ)的不均勻沉降,使墻體內(nèi)產(chǎn)生附加應(yīng)力;當(dāng)墻體內(nèi)應(yīng)力超過砌體的極限抗拉強(qiáng)度時(shí),首先在墻體的薄弱處出現(xiàn)沉降裂縫,并將隨不均勻沉降量的增大而不斷擴(kuò)大,按破壞形態(tài)區(qū)分,常見的砌體沉降裂縫有整體彎曲裂縫和剪切裂縫兩類。裂縫的走向,以斜向豎向裂縫較多、也有水平裂縫。大多數(shù)情況下,斜裂縫通過窗口兩對(duì)角,在僅靠窗口處縫寬較大,向兩邊和上下逐漸縮小;其走向往往是由沉降較小的一邊向沉降較大的一邊逐漸向上發(fā)展。這種裂縫主要是由于不均勻沉降使墻體受到較大的剪應(yīng)力,造成砌體受主拉應(yīng)力的破壞。豎向裂縫一般產(chǎn)生在縱墻的頂部或底層窗臺(tái)上。墻頂?shù)呢Q向裂縫是由于墻的兩端沉降值較大、中間沉降值較小的反向彎曲使墻體上端形成受拉情況而產(chǎn)生的,縫寬往往上端較大,向下逐漸縮小。在多層房屋中,當(dāng)?shù)讓哟翱谶^寬時(shí),也往往因房屋不均勻沉降而使窗臺(tái)產(chǎn)生反向彎曲,引起窗臺(tái)處的豎向裂縫。

為了防止地基不均勻沉降引起墻體開裂,可從處理上部結(jié)構(gòu)和處理地基兩方面著手。(1)找出地基基礎(chǔ)薄弱的部位和原因,對(duì)地基基礎(chǔ)進(jìn)行加固處理,以控制地基不均勻沉降的發(fā)生和發(fā)展;(2)提高砌體的抗裂性能:如提高砂漿標(biāo)號(hào);有關(guān)部位配設(shè)鋼筋;增設(shè)鋼筋混凝土圈梁等:(3)由于軟土地基的壓縮沉降量較大,對(duì)承受荷載后的沉降變形也較敏感。因此。在軟土地基上房屋建成后,當(dāng)出現(xiàn)明顯的不均勻沉降現(xiàn)象時(shí),如基礎(chǔ)和墻體上部結(jié)構(gòu)整體性較好,也可采取局部減載和局部加載等措施,控制不均勻沉降的發(fā)展,并使地基沉降趨于穩(wěn)定。

(二)溫度和收縮裂縫

一般材料均有熱脹冷縮的性質(zhì)。密度結(jié)構(gòu)是由于周圍溫度變化而引起熱脹冷縮變形,稱為溫度變形。如果構(gòu)件不受任何約束,在溫度變化時(shí)、構(gòu)件中就不會(huì)產(chǎn)生附加應(yīng)力;當(dāng)構(gòu)件受到約束,在溫度變化時(shí)不能自由變形時(shí);則將在構(gòu)件中產(chǎn)生附加應(yīng)力或稱溫度應(yīng)力。

在混合結(jié)構(gòu)房屋中,屋蓋或樓蓋常為鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)擱在磚石墻柱上,彼此聯(lián)成一體。當(dāng)溫度變化時(shí),由于材料的線膨脹系數(shù)不同,必然彼此互相牽制而產(chǎn)生溫度應(yīng)力。當(dāng)房屋的平面尺寸超過一定限度時(shí),這種應(yīng)力可使房屋開裂或破壞。

減少和預(yù)防溫度裂縫,應(yīng)減少溫差、控制并降低附加應(yīng)力,適當(dāng)提高砌體抗剪、抗拉強(qiáng)度。為此,對(duì)鋼筋混凝土屋蓋加設(shè)通風(fēng)隔熱層,圈梁盡量不路在室外。屋面設(shè)置柔性分格縫,提高砌體和砂漿標(biāo)號(hào),或加設(shè)部分補(bǔ)強(qiáng)鋼筋等。

(三)荷載裂縫

砌體出現(xiàn)荷載裂縫的原因有多種:有的由于對(duì)承擔(dān)的荷重考慮不周,造成砌體局部應(yīng)力超限;有的是由于塊材、砂漿等材質(zhì)不良或砌筑質(zhì)量差而降低了砌體強(qiáng)度;有的是由于使用單位任意吊掛重物,或任意改變使用性質(zhì),增加荷載或隨意開墻鑿洞、削弱了砌體的截面積;有的則是結(jié)構(gòu)構(gòu)造有缺陷,如漏設(shè)梁墊或梁墊面積不夠,等等。荷載裂縫一般均直接影響砌體結(jié)構(gòu)的安全,應(yīng)當(dāng)查明實(shí)際荷載和受力狀態(tài)、砌體的有效截面以及實(shí)際強(qiáng)度等資料,據(jù)以進(jìn)行力學(xué)核算后,加以鑒定.并及時(shí)采取加固措施。

常見的荷載裂縫有受壓裂縫、受彎裂縫、穩(wěn)定性裂縫、局部受壓裂縫、受拉裂縫和受剪裂縫。

二、砌體裂縫原因

(一)砌體強(qiáng)度不足

磚石砌體抗壓強(qiáng)度高、抗拉強(qiáng)度較小、脆性較大。裂縫荷載比較接近或幾乎相等于破壞荷載。因此磚石砌體上出現(xiàn)荷載引起的裂縫,不僅是一種缺陷,而且往往是砌體破壞的特征或前兆,一般均應(yīng)作及時(shí)的分析和處理。造成磚石砌體強(qiáng)度不足的原因較多,缺乏全面考慮的改建、砌體損傷、裂縫、材料破壞等。砌體強(qiáng)度不足可由強(qiáng)度驗(yàn)算作出評(píng)定。此外,砌體荷載裂縫的分析也是簡(jiǎn)便、重要的評(píng)定方法,一般荷載產(chǎn)生的裂縫,表明承載能力已不足,而荷載仍繼續(xù)存在,結(jié)構(gòu)還可能出現(xiàn)其它不利因素的影響,因而均具有危險(xiǎn)性,應(yīng)予以及時(shí)觀察、評(píng)定和必要的加固處理。

(二)砌體結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性不夠

磚石結(jié)構(gòu)除應(yīng)具有足夠的強(qiáng)度外,尚應(yīng)具有足夠的穩(wěn)定性。砌體喪失穩(wěn)定前,有的可有明顯的裂縫、變形、歪斜等預(yù)兆。有的則并沒有明顯的預(yù)兆而突然發(fā)生,造成較大的損失和傷害。墻、柱的高厚比是保證結(jié)構(gòu)穩(wěn)定的重要指標(biāo)。一般豎向結(jié)構(gòu),只要構(gòu)造措施得當(dāng),高厚比滿足要求,結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性都能得到保證。

三、砌體裂縫的控制

(一)裂縫的危害和防裂的迫切性

砌體屬于脆性材料,裂縫的存在降低了墻體的質(zhì)量,如整體性、耐久性和抗震性能,同時(shí)墻體的裂縫給居住者在感觀上和心理上造成不良影響。特別是隨著我國墻改、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的要求更為嚴(yán)格。

(二)裂縫寬度的標(biāo)準(zhǔn)問題

實(shí)際上建筑物的裂縫是不可避免的。此處提到的墻體裂縫寬度的標(biāo)準(zhǔn)(限值),是一個(gè)宏觀的標(biāo)準(zhǔn),即肉眼明顯可見的裂縫,砌體結(jié)構(gòu)尚無這種標(biāo)準(zhǔn)。但對(duì)鋼筋砼結(jié)構(gòu)其最大裂縫寬度限值主要是考慮結(jié)構(gòu)的耐久性,如裂縫寬度對(duì)鋼筋腐蝕,以及外部構(gòu)件在濕度和抗凍融方面的耐久性影響。當(dāng)裂縫寬度≤0.2mm時(shí),對(duì)外部構(gòu)件(墻體)的耐久性是不危險(xiǎn)的。

(三)現(xiàn)有控制裂縫的原則和措施

長(zhǎng)期以來人們一直在尋求控制砌體結(jié)構(gòu)裂縫的實(shí)用方法,并根據(jù)裂縫的性質(zhì)及影響因素都有針對(duì)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、措施有的已運(yùn)用到工程實(shí)踐中,一些措施也引入到砌體規(guī)范中。

四、結(jié)語

對(duì)開裂建筑進(jìn)行加固處理必須經(jīng)過認(rèn)真分析引起裂縫的原因,根據(jù)各種加固方法對(duì)應(yīng)不同種類建筑物分別采取措施進(jìn)行預(yù)防。減少裂縫發(fā)生機(jī)率,保證工程安全性。

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