砌體結(jié)構(gòu)裂縫產(chǎn)生的原因與加固處理措施

毛春芹

摘 要:本文結(jié)合筆者多年建筑工程技術(shù)管理工作實踐,對建筑工程普遍存在的砌體結(jié)構(gòu)裂縫產(chǎn)生的原因進行了深入分析,并從其原因入手,對多種不同情況下的建筑砌體結(jié)構(gòu)裂縫的加固處理措施進行了詳細闡述。

關(guān)鍵詞:建筑工程;砌體結(jié)構(gòu);裂縫;加固處理措施

中圖分類號:TU364

文獻標(biāo)識碼:B

文章編號:1008-0422(2009)03-0142-03

1引言

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,嚴(yán)重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,建筑材料使用不當(dāng)及建筑構(gòu)造處理不合理等,下面結(jié)合筆者參與的諸如芷江財富廣場商住樓、和平花園、文化局綜合樓等多項建筑工程質(zhì)量監(jiān)督管理實踐對建筑工程砌體結(jié)構(gòu)裂縫產(chǎn)生的原因與加固處理措施進行探討。

2建筑工程砌體結(jié)構(gòu)裂縫產(chǎn)生的原因分析

建筑工程產(chǎn)生砌體結(jié)構(gòu)裂縫的原因很多,歸納起來主要有以下幾種:

2.1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(dāng)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成45°左右夾角,上寬下窄斜縫朝向凹陷處(沉降大)的部位。

預(yù)防地基不均勻沉降引起裂縫的主要措施有:

1)合理設(shè)置沉降縫。在房屋體型復(fù)雜,特別是高度相差大時,應(yīng)設(shè)沉降縫,沉降縫應(yīng)從基礎(chǔ)開始分開,且有足夠的寬度,施工中保持縫內(nèi)清潔,應(yīng)防止碎磚、砂漿等東西雜物落入縫內(nèi)。

2)加強上部的剛度和整體性,提高墻體的抗剪能力,這樣可適應(yīng)甚至調(diào)整地基的不均勻沉降。減少建筑物端部的門窗洞口,增大端部洞口到墻端的墻體寬度,加強圈梁布置都可加強結(jié)構(gòu)的整體性。

3)加強地基驗槽工作,發(fā)現(xiàn)有不良地基應(yīng)及時妥善處理,然后才可進行基礎(chǔ)施工。

4)不宜將建筑物位置在不同剛度的地基上,如同一區(qū)段建筑,一部分用天然基礎(chǔ),一部分用樁基等,必須采用不同地基時,要妥善處理,進行必要的計算分析。

2.2地基凍脹引起的裂縫

地基土上層溫度降到0℃以下時,凍結(jié)層中形成冰部開始冰結(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,向上隆起的程度與冰結(jié)層厚度及地下水位高低有關(guān),一般隆起可達6mm至幾十毫米,其折算凍脹力可達2MPa×10MPa,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。

這類凍脹裂縫的寒凍地區(qū)的一、二層小型建筑物中很常見。若設(shè)計人員對凍脹危害性認識不足,認為是小建筑,基礎(chǔ)埋淺一點就可以了,或者施工人員素質(zhì)欠佳,遇到凍土很堅硬,難以開挖,就擅自抬高基礎(chǔ)埋深,從而造成凍脹裂縫。

防止凍脹引起裂縫的主要措施有:

1)一定要將基礎(chǔ)的埋置深度到冰凍線以下,不要因為是中小建筑或附屬結(jié)構(gòu)而把基礎(chǔ)置于冰凍線以上,有時,設(shè)計人員對室內(nèi)隔墻基礎(chǔ)因有采暖而未置于冰凍線以下,應(yīng)注意在施工時,或交付使用前即有凍脹的可能,應(yīng)采取適當(dāng)措施。

2)當(dāng)基礎(chǔ)不能做到冰凍線以下時,應(yīng)采取換土(換成非凍脹土)等措施消除土的凍脹。

3)用單獨基礎(chǔ)、基礎(chǔ)梁承擔(dān)墻體重量時,基礎(chǔ)梁下面應(yīng)留有一定孔隙防止上面凍脹頂裂縫基礎(chǔ)和磚墻。

2.3溫度差引起的裂縫

熱脹冷縮是絕大多數(shù)物體的基本物理性能,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,則會引起砌體開裂。常見的是砌體長度過長,砌體伸縮在上層大而在基礎(chǔ)處小而引起開裂,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。

防止溫度變化引起裂縫的主要措施有:

1)按照國家頒布的有關(guān)規(guī)定,根據(jù)建筑物的實際情況(如是否采暖,所處地點溫度變化等)設(shè)置伸縮縫。

2)在施工中要保證伸縮縫的合理作法,使之能起作用。

3)屋面如為整澆混凝土,或雖為裝配式屋面板但其上有整澆混凝土面層,則要留好施工帶,待一段時間再澆筑中間混凝土,這樣可避免混凝土收縮及兩種材料因溫度線脹系數(shù)不同而引起的協(xié)調(diào)變形,從而避免裂縫。

4)在屋面保溫層施工時,從屋面結(jié)構(gòu)施工完到做完保溫層之間有一段時間隔,這期間如遇高溫季節(jié)則易因溫度變化急劇而致裂,故屋面施工最好避開高溫季節(jié)。

5)遇有長的現(xiàn)澆屋面混凝土挑檐,可分段施工,預(yù)留伸縮縫,以避免混凝土伸縮對墻體的不良影響。

2.4建筑材料使用不當(dāng)

不少砌體結(jié)構(gòu)由于使用渣磚而產(chǎn)生裂縫,由于渣磚的原材料及生產(chǎn)工藝與普通粘土磚不同,其線膨脹系數(shù)與粘土磚亦不同。通過對諸多開裂砌體的統(tǒng)計分析,使用渣磚的砌體極易產(chǎn)生裂縫。

不少砌體結(jié)構(gòu)由于墻體布置不當(dāng),構(gòu)造柱設(shè)置不合理,梁墊設(shè)計不合理等造成砌體的開裂。

3建筑工程砌體結(jié)構(gòu)裂縫處理與加固措施

在砌體裂縫出現(xiàn)的原因分析清楚以后,則應(yīng)按裂縫砌體的危害程度采用不同的加固補救措施。本文側(cè)重用例子來說明砌體,磚過梁等砌體構(gòu)件的補強加固方法。

3.1裂縫較細,裂縫數(shù)量較少時

當(dāng)裂縫較細,裂縫數(shù)量較少,但裂縫已基本穩(wěn)定時,可采用灌漿加固方法。對灌漿加固的強度,必要時可做試驗。試驗的方法是,用同樣的材料做兩個或四個試驗體柱。分為兩組,一組用壓力機先壓漿,再灌漿。然后對兩組砌體柱作破壞試驗,進行對比,如灌漿補強的砌體與原砌體強度基本相同,則認為補強合格。根據(jù)以往的試驗表明,灌漿加固后的砌體可以達到甚至超過原砌體的強度。

灌漿用的材料有純水泥漿、水泥砂漿、水玻璃砂漿或水泥石灰漿,見表1。當(dāng)砌體修補中,可用純水泥漿,因純水泥漿的可灌性較好,可順利地貫通外露的孔隙,對于寬度為3mm左右的裂縫可以灌實。若裂縫寬度為大于5mm時,可采用水砂漿。裂縫細小時,可采用壓力灌漿。下面給出一些灌漿材料配合比,可供參考。表中稀漿一欄適用于0.13mm～1mm寬的裂縫;稠漿適用于1mm～5mm的裂縫;砂漿適用于寬度大于5mm的裂縫。

以純水泥漿補強為例,其施工順序為:

步驟一,清理裂縫,使裂的通道貫通無堵塞

步驟二,用加有促凝劑的1:2水泥砂漿嵌縫,以避免灌漿時,漿體外溢;

步驟三,用電鉆或手錘在裂縫偏上端制成灌漿洞孔,或灌漿嘴;

步驟四,用1:10的稀水泥漿沖洗裂縫一遍,并檢查裂縫通道的流通情況,同時將裂縫周邊的砌體潤濕;

步驟五,灌入3:7或2:8的純水泥漿;

步驟六,將裂縫補強處局部養(yǎng)護,見圖1。

施工時用壓力灌漿。其順序與上述相仿,但須增加在嵌縫后,用0.12MPa～0.0125MPa的壓縮孔氣檢查通道泄漏程度,如泄漏太大,應(yīng)補漏封閉。

對于水平的通長裂縫,可沿裂縫鉆孔,做成銷鍵,以加強兩邊砌體的共同作用。銷鍵直徑25mm,間距250mm～300mm,深度可以比墻厚小20mm～25mm。做完銷鍵后再進行灌漿,灌漿方法同上,見圖2。

3.2裂縫較寬但數(shù)量不多時

裂縫較寬但數(shù)量不多時,可在裂縫相交的灰縫中,用高標(biāo)號砂漿和細鋼筋填縫,也可用塊體嵌補法,即在裂縫兩端及中部用鋼筋混凝土楔子或扒鋸加固。楔子或扒鋸可與墻體等厚,或為墻體厚度的1/2或2/3,見圖3。

3.3裂縫較多時

當(dāng)裂縫較多時,可用局部鋼筋網(wǎng)外抹水泥砂漿予以加固。鋼筋網(wǎng)可用Φ6@100～300(雙向)或Φ4@100～200。用混凝土楔子或膨脹螺栓固定于墻體上,楔子或螺栓間距500mm左右,應(yīng)梅花型布置。施工前墻體抹灰應(yīng)刮干凈,抹水泥砂漿前應(yīng)將砌體潤濕,抹水泥砂漿后應(yīng)養(yǎng)護至少7d。

3.4因受水平推力,不均勻沉降和溫度變化引起裂縫時

墻體因受水平推力,不均勻沉降,溫度變化引直伸縮等原因而發(fā)生外閃,墻體產(chǎn)生較大的裂縫或命名外縱墻與內(nèi)橫墻拉結(jié)不良時,可用鋼筋或型鋼拉桿予以加固。

如采用鋼筋拉桿,宜通長拉結(jié),并沿墻兩邊設(shè)置。較長的拉桿中間應(yīng)加法蘭螺絲,以便擰緊欄桿,拉桿接長時應(yīng)采用焊接。露在墻外的拉桿或墊板螺帽,可適當(dāng)作建筑處理。拉桿和墊板都要涂防銹漆。在拉結(jié)水平層處,可以增設(shè)外圈梁,以增強加固效果。鋼筋的直徑可采用如下:當(dāng)一開間加一道拉桿時為2Φ16(房屋進深5m～7m),2Φ18(房屋進深8m～10m), 2Φ20(房屋進深11m～14m),其相應(yīng)的墊板尺寸可按表2采用。

3.5墻體開裂比較嚴(yán)重時

墻體開裂比較嚴(yán)重,為了增加房屋的整體剛性,則可以在房屋墻體一側(cè)或兩側(cè)增設(shè)鋼筋混凝土圈梁。圈梁用的混凝土強度等級為C15～C20,截面至少120mm×180mm,配筋可采用4Φ10～4Φ14,鋼筋Φ6@200～250,每隔1.5m～2.5m(應(yīng)有牛腿或螺栓)錨固件等伸進墻內(nèi)與墻拉結(jié)好,并承受圈梁自重。澆筑圈梁時應(yīng)將墻面鑿毛、潤水,以加強粘結(jié)。

3.6砌體過梁裂縫

對砌體過梁的裂縫,可采取增設(shè)鋼筋2Φ16,填補高強度砂漿(M10以上),或增加鋼筋混凝土過梁的方法。

4結(jié)語

綜上所述,由于我國現(xiàn)在正推廣各種新型節(jié)能墻體砌塊材料,砌體結(jié)構(gòu)開裂的情況和問題愈來愈多,原因也愈來愈復(fù)雜,只有嚴(yán)格執(zhí)行有關(guān)砌體規(guī)范,從生產(chǎn)、設(shè)計,施工,監(jiān)督等方面層層把關(guān)采取合理有效的控制措施,就能有效控制砌塊墻體開裂的質(zhì)量通病,消除墻體結(jié)構(gòu)質(zhì)量安全隱患。

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