淺談砌體結(jié)構(gòu)裂縫加固施工分析

熊華俊

摘要:隨著社會的不斷發(fā)展,因墻體裂縫、墻體滲漏等原因涉及的糾紛越來越多,建筑物的裂縫已成為廣大消費者評判建筑物質(zhì)量的重要標準。文章針對砌體開裂的產(chǎn)生原因提出了一些預(yù)防加固措施。

關(guān)鍵詞:砌體裂縫;加固施工;工程質(zhì)量;直接加固;間接加固

中圖分類號:TU364文獻標識碼:A文章編號:1009-2374(2009)22-0156-02

砌體結(jié)構(gòu)出現(xiàn)裂縫已成為工程的通病,輕者影響美觀,重者影響使用;因此對砌體結(jié)構(gòu)開裂的原因和預(yù)防措施以及對已開裂的砌體結(jié)構(gòu)如何進行加固與處理顯得非常迫切。

砌體出現(xiàn)裂縫是非常普遍的質(zhì)量事故之一。砌體輕微細小裂縫影響外觀和使用功能,大的裂縫影響砌體的承載力,甚至引起倒塌。在很多情況下,裂縫的發(fā)生與發(fā)展往往是發(fā)生重大事故的先兆,對此必須認真分析,妥善處理。砌體中發(fā)生裂縫的原因主要有:地基不均勻沉降,地基不均勻凍脹,溫度變化引起的伸縮,地震等災(zāi)害作用以及砌體本身承載力不足等五個方面:

一、砌體裂縫原因

(一)地基不均勻沉降引起的裂縫

地基發(fā)生不均勻沉降后,沉降大的部分砌體與沉降小的部分砌體產(chǎn)生相對位移,從而使砌體中產(chǎn)生附加的拉力或剪力,當這種附加內(nèi)力超過砌體的強度時,砌體中便產(chǎn)生裂縫。這種裂縫往往與地面呈45°左右的夾角,上寬下窄斜縫朝向凹陷處(沉陷大的部位)。

(二)地基凍脹引起的裂縫

地基土上層溫度降到0℃以下時,凍脹性土中的水上部開始凍結(jié),下部水由于毛細管作用不斷上升,在凍結(jié)層中形成冰晶,體積膨脹,向上隆起。隆起的程度與凍結(jié)層厚度及地下水位有關(guān),一般隆起可達幾毫米至幾十毫米,其折算凍脹力可達2×106MPa,而且往往是不均勻的,建筑物的自重往往難以抗拒,因而建筑物的某一局部就被頂了起來,和地基不均勻沉降類似,引起房屋開裂。

(三)溫度差引起的裂縫防止土的凍脹

熱脹冷縮是絕大多數(shù)物體所具有的基本物理性能,砌體也不例外。由于溫度變化不均勻使砌體產(chǎn)生不均勻。收縮,或者砌體的伸縮受到不均勻的約束,均會引起砌體開裂。

常見的是砌體長度過長,砌體伸縮在上層大而在基礎(chǔ)處小,引起開裂。故應(yīng)按規(guī)范要求設(shè)置伸縮縫。此外,由于混凝土屋蓋、混凝土圈梁與砌體的溫度膨脹系數(shù)不同,在溫度變化時會使墻體產(chǎn)生裂縫。

(四)磚混結(jié)構(gòu)溫差裂縫分析

磚混結(jié)構(gòu)屋面漏雨、基礎(chǔ)下沉和墻體開裂,是建筑工程質(zhì)量中存在的三個老問題。由于磚混結(jié)構(gòu)和磚石砌體與鋼筋混凝土梁板的物理、力學性能不同,熱脹冷縮和濕脹干縮效應(yīng)相差懸殊,因此,容易產(chǎn)生溫度應(yīng)力,導(dǎo)致墻體開裂。

二、砌體結(jié)構(gòu)加固施工

(一)直接加固法

1.鋼筋混凝土外加層加固法。該法屬于復(fù)合截面加固法的一種。其優(yōu)點是施工工藝簡單、適應(yīng)性強,砌體加固后承載力有較大提高,并具有成熟的設(shè)計和施工經(jīng)驗;適用于柱、帶壁墻的加固;其缺點是現(xiàn)場施工的濕作業(yè)時間長,對生產(chǎn)和生活有一定的影響,且加固后的建筑物凈空有一定的減小。

2.鋼筋水泥砂漿外加層加固法。鋼筋水泥砂漿外加層加固法是指把需加固的磚墻表面除去粉刷層后,在磚墻兩面附設(shè)φ4~φ8mm的鋼筋網(wǎng)片,然后抹水泥沙漿面層。該法屬于復(fù)合截面加固法的一種。其優(yōu)點與鋼筋混凝土外加層加固法相近,但提高承載力不如前者;適用于砌體墻的加固,有時也用于鋼筋混凝土外加層加固帶壁柱墻時兩側(cè)穿墻箍筋的封閉。

3.增設(shè)扶壁柱加固法。混凝土扶壁柱與原墻體的連接是十分重要的。該法屬于加大截面加固法的一種。其優(yōu)點亦與鋼筋混凝土外加層加固法相近,但承載力提高有限,且較難滿足抗震要求,一般僅在非地震區(qū)應(yīng)用。

(二)適用于砌體結(jié)構(gòu)的間接加固方法

1.無粘結(jié)外包型鋼加固法。用水泥沙漿將角鋼粘貼于受荷磚柱的四周,并用卡具卡緊,隨即用綴板與角鋼焊接連成整體,去掉卡具,粉刷水泥漿以保護角鋼。

該法屬于傳統(tǒng)加固方法,其優(yōu)點是施工簡便、現(xiàn)場工作量和濕作業(yè)少,受力較為可靠;適用于不允許增大原構(gòu)件截面尺寸,卻又要求大幅度提高截面承載力的砌體柱的加固;其缺點為加固費用較高,并需采用類似鋼結(jié)構(gòu)的防護措施。

2.預(yù)應(yīng)力撐桿加固法。該法能較大幅度地提高砌體柱的承載能力,且加固效果可靠;適用于加固處理高應(yīng)力、高應(yīng)變狀態(tài)的砌體結(jié)構(gòu)的加固;其缺點是不能用于溫度在600℃以上的環(huán)境中。

三、工程實例

下列工程實例中,除外廊式門診樓為1∶3白灰砂漿砌斗磚墻,施工質(zhì)量較差外,均為M2.5混合砂漿砌一磚墻,滿丁滿條,鋪漿刮灰,中縫多不飽滿,馬牙搓較普遍,砌體質(zhì)量一般。

1.外廊式辦公樓裂縫(見圖1)。

南樓1號垂直裂縫在辦公樓建成后1年出現(xiàn),從循口貫通到第2層窗臺,寬度不大。冬季由于低溫影響,該裂縫顯著擴大,寬達10mm左右,并繼續(xù)向下延伸,直至底層窗臺,此后便趨于穩(wěn)定。使用20年后才進行嵌縫修補并做內(nèi)、外墻面抹灰,迄今裂縫末重現(xiàn)。2號裂縫與1號裂縫同時出現(xiàn),但不嚴重。北樓6號裂縫與7號裂縫完全對稱,建成后即出現(xiàn),至今無大變化。3號裂縫出現(xiàn)在3個樓梯間的北墻面,呈棗核形,各棗核狀裂縫部位、走向和大小完全一致。4號及5號裂縫建成后即出現(xiàn),縫寬達5mm,但只局限于素混凝土條形基礎(chǔ)的勒腳部分。該處裂縫經(jīng)用低稠度水泥砂漿嵌補以后,趨于穩(wěn)定。

2.內(nèi)廊式教學樓裂縫(見圖2)。教學樓共4棟,其裂縫規(guī)律為:頂層內(nèi)、外縱墻商肩普遍出現(xiàn)正“八”字形裂縫,一般內(nèi)縱墻裂縫比外縱墻裂縫嚴重,西端裂縫比東端裂縫嚴重。橫墻(包括山墻)兩肩不同程度地出現(xiàn)正“八”字形裂縫。沿頂層門窗口出現(xiàn)的垂直裂縫在施工過程中被最先發(fā)現(xiàn),但極細.只有仔細觀察才能辨認,也不擴大。兩端“八”字縫出現(xiàn)之后,垂直裂縫甚至“消失”。頂層內(nèi)縱墻中段接近屋頂板處出現(xiàn)水平裂縫,使屋頂板有鼓起趨勢。

對上述工程在竣工前后均進行過沉降觀測,排除了基礎(chǔ)下沉的因素,所有裂縫皆可確認為溫差引起。

四、結(jié)語

砌體裂縫因溫差和砌體的材質(zhì)因素產(chǎn)生較普遍,而以沉降、超載致裂的危害較大,因其危害性和處理方法不同,不能一概而論,在具體處理時應(yīng)正確區(qū)分,且以防為主。對裂縫處理的原則是凡已涉及結(jié)構(gòu)安全且變化劇烈的,應(yīng)當機立斷,迅速采取相應(yīng)對策,加固補強或作拆除返工處理;反之,如變化趨緩、穩(wěn)定、僅與外觀和評定有關(guān)、修復(fù)后不影響使用,則重點放在表面處理上?？傊?只要認真切實地分析查明原因,對癥防治,砌體裂縫問題是可以得到妥善處理的。

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