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      常見建筑磚砌體裂縫原因及其防治

      2009-05-25 03:32:52史宏釗晏敏峰
      中國新技術(shù)新產(chǎn)品 2009年6期
      關(guān)鍵詞:砌體裂縫措施

      史宏釗 晏敏峰 劉 娟

      摘 要:建筑磚砌體裂縫不僅種類繁多,形態(tài)各異,輕微者影響建筑物美觀,造成滲漏水,嚴重者降低建筑結(jié)構(gòu)的承載力、剛度、穩(wěn)定和整體性、耐久性,甚至還導(dǎo)致整體倒塌的重大質(zhì)量事故。因此,正確分析原因、切實加以防治十分必要,十分迫切?,F(xiàn)就我多年的工程質(zhì)量監(jiān)督實踐談幾點本地常見建筑磚砌體裂縫處的體會。

      關(guān)鍵詞:砌體;裂縫;措施

      1 溫差變形引發(fā)的磚砌體裂縫

      這類裂縫較典型和普通的是建筑物(特別是那些縱向較長的)頂層兩端內(nèi)外縱墻上的裂縫,其形態(tài)呈“八”字或“x”型,且顯對稱性,但有時進一端有,輕微者進在兩端1~2個開間內(nèi)出現(xiàn),嚴重者會發(fā)展至房屋兩端1/3縱長范圍內(nèi),并由頂層向下幾層發(fā)展。此類型縫對那種剛性屋面平屋頂、未設(shè)變形縫、隔熱層的房屋,更易發(fā)生。產(chǎn)生的直接原因是混凝土結(jié)構(gòu)屋面的伸縮變形牽引其下磚砌體超過其70℃而在其下的磚砌體僅為30~35℃如此大的溫差,加上混凝土線膨脹系數(shù)比磚砌體近似大一倍,則根據(jù)王鐵夢《建筑物的裂縫控制》一書中提出的計算理論和公式,可計算出砌體的主拉應(yīng)力。設(shè)砂漿強度M5.0、磚強度Mu7.5時,則其沿灰縫截面破壞時的軸心抗拉、抗剪強度設(shè)計值進為0.14Mpa和0.12Mpa,而沿齒縫通縫的彎曲抗拉強度僅偽0.25Mpa和0.12Mpa,則溫差引起的砌體主拉應(yīng)力大于砌體本身抵抗力底50%~300%不等。又加上房屋兩端為“自由端”,水平約束力小,上部砌體垂直壓力較小,如無相應(yīng)措施上述裂縫在所難免。當屋面兩端熱脹時,致使下部砌體出現(xiàn)正“八”字縫。當冷縮時,就出現(xiàn)倒“八”字縫,一脹一縮則易出現(xiàn)“x”字縫。其防治的主要方法:一是減緩消除熱脹冷縮動力源,如設(shè)隔熱層,變形縫;二是增強相關(guān)砌體抗力,如提高砂漿強度,提高飽滿度,空斗改實砌,加筋砌體,加設(shè)構(gòu)造柱;三是提高抹灰的抗裂能力(對于不影響結(jié)構(gòu)安全的縫)。

      例如本市長途運輸公司一號集資樓,磚混7層,面積4901m2,建于1994年10月~1996年4月,縱長56m,未設(shè)變形縫,屋面為多孔板灌縫找平后家小青瓦破屋防水,兩側(cè)縱長為寬2m現(xiàn)澆屋面板并作排水檐溝使用,當年夏季過后即發(fā)現(xiàn)東西兩端頂層邊套邊間縱墻出現(xiàn)約45℃斜裂縫。為此,決定先作石膏餅試觀察,及至1997年夏季后裂縫加劇,并由邊加間向內(nèi)二三間發(fā)展、頂層向六、五層發(fā)展。在查明施工、設(shè)計及現(xiàn)狀后即采取了對證措施:①以每套為獨立元,將屋面板間每套之間的多孔板端縫,重新切開留縫;②將相對此端縫的現(xiàn)澆檐溝板切分開(減緩了動力源);③將其內(nèi)一道空斗縱墻干脆拆除改實砌;④在不明顯影響結(jié)構(gòu)安全的縫部位,鏟除原抹灰后加鋼絲網(wǎng)片,再用高標號水泥砂漿粉刷修補。一年后在檢查未見變化。

      又如在此事例教訓(xùn)下的該單位第二幢集資樓,磚混7層,面積6039m2,建于1996年6月~1998年6月,為防治上述裂縫,在六、七層的兩端1/3縱長上加設(shè)必要的構(gòu)造柱,提高砌筑砂漿強度到M5.0,全部實砌處理,至今檢查沒見此類裂縫出現(xiàn)。

      同理,溫差裂縫尚有屋面結(jié)構(gòu)與其下相應(yīng)砌體之間的水平縫,包角水平縫,女兒墻根部水平縫以及出現(xiàn)在靠近外縱墻上的內(nèi)高外低斜裂縫等等。對于出現(xiàn)這類斜裂縫一般為:上幾層多于下幾層,輕微者僅在靠外墻端約0.5~1.0m位置上,有1~2條縫而已,嚴重者可達橫墻1/3跨度及各層都有,尤其是那種層層設(shè)混凝土梁(如圈梁)和縱橫墻交角設(shè)混泥土柱(如構(gòu)造住)的房屋,其產(chǎn)生裂縫的機理可以認為是:由于外墻柱及橫墻(包括填充墻)上下梁均為混凝土結(jié)構(gòu)其線膨脹系數(shù)大于磚砌體近一倍,再加上溫差效應(yīng),受膨脹時,柱向上伸長(下有地基約束),梁向外墻伸長(內(nèi)約束大于外墻),于是在橫墻端部產(chǎn)生豎,橫向拉應(yīng)力σy和σx合力為主拉應(yīng)力σr,約45℃,當σr超過砌體抵抗強度時,裂縫就出現(xiàn)了。與此同理出現(xiàn)的尚有如窗角“八”字縫以及沿窗上下腳的水平縫等。防治這類縫的有效措施是加設(shè)混凝土窗臺盤,他不僅可以裂縫,還可有效地解決鋁合金裝配合問題,防止窗滲漏水。

      典型的例子是本市一個干部集資房工程,磚混7層,面積3500m2,于1997年底開工到1998年10月完工,1999年上半年就發(fā)現(xiàn)自上而下靠外橫墻及窗角斜裂縫和“八”字縫,下半年越烈,2000年后仍在變化,但已趨緩,由于未涉及結(jié)構(gòu)安全,故作加鋼筋網(wǎng)片修補處理。另一例是本縣巨浦中銀教學(xué)樓,磚混4層,面積1300m2,于1995年9月開工,1996年3月完工,同年夏季后發(fā)現(xiàn)窗角“八”字縫自上層往下發(fā)展,1997年加劇,排除基礎(chǔ)不均勻沉降后,施工質(zhì)量可作一個因素考慮,經(jīng)分析,動力源認為是混凝土梁柱溫差變形。為此,加補混凝土窗臺盤和補縫處理后,至今未見變化。

      2 基礎(chǔ)不均勻沉降引起的裂縫

      一般在建筑物下部,由下往上發(fā)展,呈“八”字、倒“八”字、水平及豎縫。當長條形的建筑物中部沉降過大,則形成的兩端由下往上的倒字縫,也首先在窗對角突破,還可在底層中部窗臺處形成由上往下豎縫;當某一端下沉過大時,則在某端形成沉降端高的斜裂縫;當外縱墻交點處沉降過大,則在窗臺下角形成上寬下窄的豎縫,有時還有沿窗臺下角的水平縫;當外縱墻凹凸設(shè)計時,由于一側(cè)的不均勻沉降,還可導(dǎo)致在此處產(chǎn)生水平推力而組成力偶,從而導(dǎo)致此交接處的豎縫。如本縣新建的石門中學(xué)教學(xué)樓,局部地基為粉砂層,下挖一部分換土處理后采用混凝土柱下帶基施工,于1999年9月開工至2000年4月基本完工,粉刷之后,在中間檢查時發(fā)現(xiàn),一側(cè)外窗臺下角出現(xiàn)上寬下窄豎縫及窗間墻水平縫,共4層均有發(fā)現(xiàn),但下層比上層嚴重,調(diào)查原因中發(fā)現(xiàn),由于附近三澗水直接沖刷滲透地基土導(dǎo)致在縱橫交點處沉降過大,再加墻外堆土過高(超過原設(shè)計室外標高近2m),從而增加附加沉降,為此,立即采取攔截澗水和鏟除堆土的措施,近半年后觀測裂縫已無變化。

      3 特殊砌體材料產(chǎn)生的裂縫

      如混凝土小型空心砌塊、灰砂磚等的砌體,前者致裂的主要原因是豎縫砂漿難以飽滿以及特殊的構(gòu)造要求未能跟上。后者一般使用溫州地區(qū)蒸壓灰磚,由于其本身對溫差敏感、表面光滑等特殊性,雖然外觀、尺寸指標均較好,但在實際使用中對嚴格的灰磚砌體施工規(guī)程不熟悉,缺少使用經(jīng)驗,導(dǎo)致除存在粘土磚常見裂縫外,還常見在較長墻段中及外墻窗臺下的豎斜裂縫。其機理可以認為:①剛出廠的灰砂磚穩(wěn)定性差?;疑按u主要由細砂和石灰組成,蒸壓養(yǎng)護后,一般不到一周即出廠,但根據(jù)生產(chǎn)經(jīng)驗,灰砂磚在出廠的一月內(nèi)其釋放的熱量較大,存在著反復(fù)的化學(xué)反應(yīng)過程,而且實際上一時難以完全反應(yīng),因此,體積極不穩(wěn)定。②對含水率有苛刻的要求,據(jù)有關(guān)實驗資料和使用經(jīng)驗表明,含水率控制在7%~10%之間砌體可獲得較好上午粘結(jié)力和抗剪強度,否則影響明顯。③磚砌表面太光滑,粘結(jié)性能差,特別是當含水率不當致使砌體砂漿強度低劣粘結(jié)不良后,直接地導(dǎo)致了在縫間抗拉剪強度低下。預(yù)防的主要方法:①確保使用前的穩(wěn)定期;②嚴格控制含水率;③嚴格按溫州地區(qū)有關(guān)灰砂磚操作規(guī)程和構(gòu)造要求施工,如在較長墻段中部及窗臺下設(shè)統(tǒng)長構(gòu)造筋等;④改善磚面造型(如生產(chǎn)糙面灰砂磚)。如能切實落實這四類措施,在目前大力推廣使用墻改材料的今天,灰砂磚還是有廣泛的生產(chǎn)和應(yīng)用潛力的。

      4 其它裂縫

      這些裂縫包括:混凝土構(gòu)件變形導(dǎo)致的砌體裂縫,如當挑梁上填充墻、梁相繼同步施工致使撓度過大,其上砌體產(chǎn)生內(nèi)低外高斜裂及與外縱墻之間的豎縫等,砌體本身承載力不足如磚柱承載力不足時在下部1/3高度處出現(xiàn)的豎縫;砌體構(gòu)造要求不良如施工洞留置不當造成的洞邊縫(如我縣2000年6月份完工的綜協(xié)字59幢就是一例,其他工洞留在與內(nèi)縱墻交叉的橫墻上,結(jié)果自下到上各層在這點交角上均出現(xiàn)了豎直縫);施工質(zhì)量差造成的縫,如砌體通縫,灰縫砂漿不飽滿,含水率掌握不當,腳手眼設(shè)置不當,組砌不當?shù)?。這些裂縫形態(tài)各異,必須對癥防治。

      5 小結(jié)

      總上分析,砌體裂縫因溫差和磚的材質(zhì)因素產(chǎn)生的較普遍,而以沉降、超載致裂的危害性和處理方法也不能一概而論,在具體處理時務(wù)須正確區(qū)分,對癥防治,且以防為主。治理的原則:凡已涉及結(jié)構(gòu)安全且變化劇烈的,應(yīng)當機力斷,迅速采取相應(yīng)對策,排除動力源,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。總之,只要堅持對國家和人民極端負責(zé)的態(tài)度,認真,切實查明原因,磚砌體裂縫問題也是不難處理的。

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