框架結構填充墻體防治裂縫和滲漏的技術措施

王國柱

摘要:隨著建筑節(jié)能工作的不斷深入以及墻體材料的革新,各種輕質砌體等新型墻體材料得到廣泛使用,致使墻體裂縫滲漏問題較多,針對當前施工情況,有必要對新型墻體材料的特性進行研究分析,并采取技術措施加以防治,確保工程質量。

關鍵詞:框架結構;填充墻體;裂縫防治;滲漏防治

中圖分類號:TU745

文獻標識碼:A

文章編號:1009-2374(2009)18-0163-03

一、裂縫形式

1.水平裂縫:主要出現(xiàn)在框架梁與砌體交接處,屋面東西山墻更為普遍。

2.豎向裂縫:主要出現(xiàn)在砌體與框架柱或剪力墻交接處,窗臺下部砌體也可能出現(xiàn)豎向裂縫。

3.沿管槽方向裂縫。

4.沿窗角45°裂縫。

5.不規(guī)則裂縫:主要是墻面抹灰裂縫。

二、產生裂縫和滲漏的原因分析

(一)填充墻產生裂縫的原因

1.填充墻是一種多孔輕質材料,孔隙率高達70%～80%,填充墻自身收縮而產生的裂縫,主要是材料吸濕膨脹、干燥收縮,加上溫度變化,在墻體內產生應力和變形,當應力和變形超過了砌體和砂漿所允許的應力和變形,就會引起開裂。這種裂縫比較規(guī)則,都在柱邊和梁底出現(xiàn)。造成收縮裂縫的原因有兩點:一是砌筑時的砂漿具有流動性,在重力作用下,墻體會不斷沉實引起收縮;二是墻體的砌筑砂漿凝結硬化時會產生收縮,這種收縮時間較長,但砌筑完一個月左右將基本收縮完成。

2.溫度變化產生的裂縫。這主要是填充墻和鋼筋混凝土的線膨脹系數(shù)不一樣,使得溫度變化時兩種材料的收縮量也不一樣,導致在墻體內產生應力,當應力超過抹灰砂漿的抗拉強度時,造成墻體的開裂。砌體基層與抹灰砂漿之間,由于材料不同,線膨脹系數(shù)也就不同,也會因溫度變化產生剪應力。當剪應力過大時,墻面就會產生開裂、空鼓。這就造成了在兩種材料結合處的裂縫,這種裂縫也是比較規(guī)則的。由于溫度變化比較頻繁,墻面出現(xiàn)裂縫后難以根治,只能通過治理控制其裂縫寬度,使之成為無害裂縫。

3.砌體材料干、濕不穩(wěn)定性產生的裂縫。從我們施工的許多工程中發(fā)現(xiàn),有不少填充墻的砌體材料都存在濕脹、干縮的現(xiàn)象,這就會造成粉刷后的墻面出現(xiàn)不規(guī)則裂縫。砌體在砌筑過程及完成后都會形成沉縮變形,它包括砌體在自重作用下產生的砂漿塑性變形,也包括墻體材料和砂漿的干燥收縮。沉縮變形在抹灰砂漿內產生拉應力,當拉應力大于抹灰砂漿的抗拉強度時就會引起開裂。產生這種裂縫的原因是墻體粉刷前要充分澆水濕潤,這時的墻體含水率較高,體積略有膨脹。粉刷結束后,墻體內的水分才開始逐漸往外排析,隨著水分的不斷排析與蒸發(fā),墻體就會逐漸干燥和收縮,當墻體的收縮量達到一定程度后,就會將墻面的粉刷層拉裂。

4.設計者重視強度設計而忽略抗裂措施。長期以來,人們對砌體結構的各種裂縫習以為常,設計者一般在強度方面作必要的計算后,針對構造措施,絕大部分引用國家標準或標準圖集,很少單獨提出有關防裂要求和措施,更沒有對這些措施的可行性進行調查或總結。設計者對新型材料砌塊應用不熟悉,設計單位對新型材料砌體的性能和新標準的應用尚在認識探索之中,因此或多或少存在設計缺陷。主要有:(1)非承重砼砌體墻是后砌填充圍護結構,當墻體尺寸與砌體規(guī)格不配套時,難以用砌體完全填滿,造成砌體與砼框架結構的梁板柱連接部位孔隙過大容易開裂;(2)門窗洞及預留洞邊等部位是應力集中區(qū),未采取有效的拉結加強措施時,會由于撞擊振動而開裂;(3)墻厚過小及砌筑砂漿強度過低,使墻體剛度不足也容易開裂;(4)墻面開洞安裝管線或吊掛重物均能引起墻體變形開裂;(5)與水接觸墻面未考慮防排水及及泛水和滴水等構造措施使墻體滲漏。

5.施工單位缺少培訓和實踐,施工方法、工具、砂漿等都沿用了粘土磚的做法,對砌筑高度、濕度控制缺乏經驗,加上施工過程中水平灰縫、豎縫不飽滿,減弱了墻體抗拉抗剪的能力以及工人砌筑水平的不穩(wěn)定都導致墻體出現(xiàn)裂縫。

(二)填充墻產生滲水的原因

1.干燥收縮值是制品在干燥氣候條件下體積收縮變化。若干燥收縮值大,砌筑墻體后,墻體在氣候干濕變化過程中因體積收縮而容易導致墻體開裂,影響墻體強度和耐久性能。灰砂磚、各種混凝土空心砌塊、加氣混凝土砌塊、大多數(shù)輕質墻板以及泡沫混凝土砌塊,干縮值依次增大。對于干縮已趨穩(wěn)定的普通混凝土砌塊砌體,如再次被浸濕后,會再次發(fā)生干縮,通常稱為第二干縮。第二干縮的收縮率為第一干縮的80%左右。另一種因干縮產生墻體裂縫的原因是當現(xiàn)場砌筑時,材料一般都較濕,其后由于氣候條件或使用條件而逐漸干燥,膠體水分排出而隨之收縮。當磚或砌體砌成墻后,體積變化受到砂漿和其他構件的約束,墻體干燥時磚便收縮。

2.砌體材料、砌筑砂漿和黏土磚的抗重力滲透性能相差很大,尤其是黏土磚與陶粒空心小型砌塊,在重力滲透作用下,遠不如混凝土小型砌塊抗?jié)B性能。而在實際應用中,抗?jié)B性能試驗證明最差的粘土磚,卻不容易出現(xiàn)滲漏。顯然,引起外墻滲漏的直接原因并非來自墻體材料自身的抗?jié)B指標高低。只有當砌體結構出現(xiàn)貫穿裂縫時,外墻背面才會出現(xiàn)濕斑。通過連續(xù)20小時的毛細滲透試驗,發(fā)現(xiàn)滲斑出現(xiàn)較嚴重,黏土磚外墻出現(xiàn)彌散性滲斑,小型空心砌塊出現(xiàn)條狀(灰縫)滲斑。而現(xiàn)場未發(fā)現(xiàn)外墻有貫穿裂縫,首先考慮的是毛細滲透原因。

3.由于空心砌塊塊體較高和孔洞的存在,導致水平及豎向灰縫砂漿飽滿度達不到要求,從而減弱了墻體抗剪、抗拉和抗變形能力,引起墻體開裂。使用傳統(tǒng)的砌筑砂漿,而不使用專用砌筑砂漿,導致砌體之間黏結不牢,墻體抗拉、抗剪強度降低,從而引起墻體開裂?；鶎淤|量不過關,直接影響了面層與結構層的結合,從而造成面層、基層空鼓、龜裂、離析、脫落等質量問題。供水管道滲漏或下水管道堵塞使墻體長期處于潮濕狀態(tài),又未做抗?jié)B處理或抗?jié)B處理不當。

三、防治墻體裂縫和滲漏技術措施

(一)混凝土工程

保證混凝土設計標號、混凝土配合比及坍落度滿足設計及規(guī)范要求,控制貫穿裂縫;施工中保證混凝土本身結構振搗密實,避免出現(xiàn)冷縫;要及時有措施地對外墻進行養(yǎng)護,確保混凝土表面無裂縫;不在外圍豎向結構上留置施工縫,新老混凝土結合必須將底部殘渣清掃干凈;嚴格控制軸線,校正外墻垂直度保證外墻粉刷厚度均勻;在外墻混凝土結構上預留的孔洞,要求按施工組織設計留置,且要求外低內高。

(二)砌體措施

1.嚴格按照操作規(guī)程施工,應根據(jù)墻體的部位、氣溫、風壓等條件分別控制,日砌筑高度一般不宜大于1.4m,雨天施工日砌筑高度不宜超過1.2m。應分三次砌筑,第一次砌1.4m以下、第二次砌1.4米以上,第三次砌至接近梁、板底約300mm高的墻體,至少應間隔7d,待下部砌塊墻體變形穩(wěn)定后再砌筑。最上一層采用混凝土實心磚斜砌擠緊,應留有關30～80mm的空隙處應待間隔7d后用摻膨脹劑細石混凝土和砂漿填實或梁底與填充墻接縫處宜灌注入高性能PU發(fā)泡填縫劑固結,保證砼和砂漿強度以及灰縫飽滿,填縫密實。

2.采用的砌筑砂漿或抹灰砂漿應符合設計強度等級要求外,還應有良好的工作性能(包括稠度、流動性、保水性、和易性,分層度)砂漿稠度應控制在60～90mm,基礎墻體必須采用水泥砂漿砌筑,地坪以上的墻體采用水泥混合砂漿。

3.砌體轉角處和縱橫墻交接處應同時砌筑。對不能同時砌筑的應留成斜槎,斜槎水平投影長度不小于高度的三分之二。應隨鋪隨砌,錯縫砌筑,水平灰縫厚度和豎向灰縫寬度宜為8～12mm,水平灰縫飽滿度不低于90%,豎向灰縫飽滿度不低于80%,并做勾縫處理,凹進墻面2mm。墻體灰縫應橫平豎直,保證灰縫飽滿。

4.臨時洞口邊補砌時應用混凝土多孔磚填砌密實,使用的砂漿應提高一個等級,宜用微膨脹砂漿填滿,洞口四周按框架結構與非承重墻交接處的辦法處理。

5.施工中對墻體構造柱邊的予留挑眼應提前予留,不得在剛砌筑的墻體上開洞剔槽,更不得擾動剛砌筑好的墻體,如發(fā)現(xiàn)擾動開裂的砌體應及時處理。

6.砌筑時應控制砌體的含水率,一般情況下混凝土多孔磚、小型空心砌塊、加氣砌塊砌筑不得澆水;在施工期間氣候異常炎熱干燥時,可在砌筑前稍加噴水濕潤。

7.小于240mm的獨立磚垛應采用實心磚或空心磚內灌滿C15混凝土砌筑,并有加強措施。上料口、過人洞封堵時,頂端應采用細石混凝土加膨脹劑填實。

8.門窗洞兩邊200mm范圍內的砌塊墻體宜采用不低于MU10.0混凝土實心磚砌筑,如采用空心砌塊,砌塊孔洞應用不低于C20的細石混凝土填實。

9.線管預埋密集的墻體(如住宅樓梯間墻),應在墻體砌筑時預先留出線槽,并沿墻高每20cm加設拉接鋼筋,在管線預埋完畢后用C20細石混凝土澆灌填實,不得在砌塊墻體砌筑完畢后切割鑿打線槽。

10.砌筑完成后,要堅持灑水養(yǎng)護,以減少砂漿的干燥收縮。

(三)構造措施

1.砌塊填充墻體應與鋼筋混凝土柱或剪力墻拉結,拉結筋間距應≤500mm并根據(jù)砌體的模數(shù)進行調整,并應滿足《建筑抗震設計規(guī)范》(GB50011-2001)(2008版)要求及設計要求。

2.砌筑墻體的長度大于4m時,宜加設構造柱。當墻高超過4m時,應在墻體半高處設置與柱連接且沿墻貫通的現(xiàn)澆鋼筋混凝土壓梁。

3.外縱墻端開間窗邊應設置防裂構造柱,構造柱斷面不小于240*120毫米,混凝土強度等級不小于C20,內縱墻兩端開間沿墻體高度50cm設置混凝土配筋板帶,出屋面閣樓砌體應在中部設通長拉接加強筋。

4.墻體內的拉接筋應平直,和砌筑砂漿有效握裹,端頭帶90度彎勾,嚴禁鋼筋隨意彎折,拉接筋不得位于砌體的空洞上方。

5.外墻宜設通長現(xiàn)澆窗臺板,內墻設通長過梁板,板厚宜為60～100mm,內配2Ф6～8mm通長鋼筋,并與框架柱之間拉結起來,用C20混凝土澆搗。這樣做既能防止窗角開裂,又能把窗下墻封閉起來形成墻梁,不但增強了填充墻的抗震性能,同時也增強了建筑物的整體剛度,對協(xié)調不均勻沉降也有一定的幫助作用。

6.廚房、衛(wèi)生間底部應設置高度200mm,寬度同墻厚,強度不低于C20混凝土止水帶,并在有水部位設防水層。

(四)門窗措施

1.門窗框制作尺寸按洞口的尺寸定身制作,確保安裝后窗框和面層間的空隙尺寸;門窗安裝采用鍍鋅鐵片連接固定,鍍鋅鐵片厚度不小于1.5mm,固定點間距:轉角處180㎜,框邊處不大于500mm。固定方法如下:(1)砼墻洞口采用射釘或塑料膨脹螺釘固定;(2)磚墻洞口采用塑料膨脹螺釘或水泥釘固定,并不得固定在磚縫處。

2.進行抗風壓、氣密性和水密性三項性能指標的檢測,門窗洞口應干凈干燥后施打發(fā)泡劑,發(fā)泡劑連續(xù)施打,一次成型,充填飽滿,溢出門窗框外發(fā)泡劑在結膜前塞入縫隙內,防止發(fā)泡劑外膜破損。門窗框外側留5㎜寬的打膠槽口,貼美紋紙,打密封膠做到表面光滑,無雜物、氣泡。密封膠采用中性硅酮密封膠。

3.門窗洞口四角(400mm×500mm)范圍內用涂塑耐堿玻璃纖維網(wǎng)格布加強。窗臺應加設現(xiàn)澆或預制鋼筋混凝土壓頂,門窗洞口上方應采用鋼筋混凝土過梁,壓頂和過梁入墻長度不小于250mm,或錨入柱內;壓頂和過梁的高度應符合砌塊的模數(shù)。

4.首層和頂層窗臺下一皮磚的灰縫內應設置2Φ6的通長拉接加強筋。外窗窗臺應采用現(xiàn)澆混凝土,鋼筋錨入砌體內的長度不小于250mm,混凝土厚度不小于60mm,強度等級不小于C20,并且與窗臺下部設置間距不大于500mm的暗柱,高度為150mm左右,厚度同墻厚。

(五)裝飾裝修措施

1.在不同材料交接處,應采用寬度≥300mm。用1mm鋼板網(wǎng)或耐堿玻璃纖維網(wǎng)格布加強帶進行處理,加強帶與各種基體的搭接寬度不應小于150mm。

2.在預埋暗線、暗管等的孔槽間隙,應先用砂漿分層填實,并沿縫長方向用聚丙烯纖維防裂砂漿粘貼涂塑耐堿玻纖網(wǎng)格布加強,每側寬度不小于250毫米,嚴禁水平方向開槽。在門窗、各種箱盒側壁應分層填實抹嚴,為避免框體側壁與砌體交接處空鼓、裂縫,應在框體周圍留出深為7mm、寬為5mm的縫隙,以便嵌縫打膠。

3.應嚴格控制粉刷時間,只有待填充墻砌筑一個月后,才能粉刷,這樣就不會因墻體收縮而引起粉刷層的開裂。

4.內、外墻粉刷前應將砌體墻面的灰縫、孔洞、鑿槽填補密實、整平,清除浮灰并提前1天澆水濕潤,天氣炎熱干燥時可在操作前1～2h適度噴水。砼結構和加氣砌塊采用界面劑抹砂漿進行毛化處理,并進行噴水養(yǎng)護。

5.抹灰前沿縫長方向應先抹一道寬度為300mm、厚度為10mm的聚丙烯纖維防裂砂漿找平層(1∶1∶6水泥混合砂漿摻入抗裂纖維,摻量為1.0kg/m3),再將寬度為250mm的涂塑耐堿玻璃纖維網(wǎng)格布均勻壓入砂漿面層中。

6.用于抹灰的抗裂砂漿中的聚丙烯纖維長度一般為10～12mm,宜采用三葉型或Y型,使用時計量應當準確。

7.窗臺、窗眉、陽臺、雨篷和腰線等處粉刷的排水坡度不低于2%;對于外墻、衛(wèi)生間等有防水要求的部位應涂刷防水劑和界面處理劑,提高表面強度,改變吸水率高的現(xiàn)狀。施工時拌均勻后涂刷。

8.外墻粉刷使用含泥量低于2%,細度模數(shù)不小于2.5的中粗砂。外墻用水泥砂漿,內墻用水泥砂漿或水泥混合砂漿,抹灰后應及時噴水養(yǎng)護不少于7天。

9.外層涂料粉刷層與外墻面磚設置分格縫,面磚勾縫用人工勾縫條抽壓出漿至密實,且平面一致。外墻涂料層選用吸附力強、耐侯性好、耐洗刷的彈性涂料,沖水干凈后1天在表面噴防水劑,使表面形成一層防水保護膜。

百年大計、質量第一,質量是建設工程的生命,也是永恒的主題。各種輕質砌筑墻體裂縫滲漏的原因較多,但只要充分了解它的材料特性和分析裂縫滲漏原因并采取相應的措施,裂縫滲漏問題雖無法絕對避免卻可以得到有效控制。在工程實踐和不斷完善中,只要技術措施得當,嚴格執(zhí)行國家施工規(guī)范,還是可以有效解決裂縫滲漏問題。才能消除墻體裂縫滲漏的質量通病。

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