磚混結(jié)構(gòu)墻體裂縫的原因和防治措施分析

陳　體

摘要:本文分析了墻體裂縫的產(chǎn)生原因,闡述了裂縫寬度的標準問題,并提出了在設計、施工中相應采取的防治方法和措施,供大家參考。

關(guān)鍵詞:磚混結(jié)構(gòu)墻體裂縫分析防治

0 引言

近年來,磚混結(jié)構(gòu)多層住宅工程屢屢發(fā)生墻體裂縫。裂縫位置走向不一。有的裂縫由小變大,發(fā)展很快;有的裂縫,發(fā)展到一定程度后就不再增大,給住戶心理造成很大壓力。因此分析產(chǎn)生裂縫的原因并做好預防措施,是工程技術(shù)人員的一項重要任務.近幾年來通過對一些住宅樓的裂縫進行考察、分析、研究,對如何防止墻體裂縫,主要從以下幾方面論述,并采取相應措施。

1 產(chǎn)生裂縫的原因分析

1.1 由于基礎(chǔ)不均勻沉降造成墻體裂縫 對于不均勻的地基,設計中沒有把剛度不同的地基進行調(diào)整,造成基礎(chǔ)不均勻沉降,墻身受較大的剪力作用,主拉應力大于墻體抗拉應力,造成了砌體受主拉應力而破壞,這種裂縫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.

1.2 由于溫度的變化 因屋面長時間受陽光幅射,其溫度較墻體高出許多,在炎熱的夏季,屋面溫度是墻體溫度的2倍左右,且在相同溫度條件下,鋼筋混凝土的線膨脹系數(shù)是磚砌體線膨脹系數(shù)的2倍,它使屋面變形比墻體變形大得多。在屋面變形過程中,產(chǎn)生了很大的推力,作用在墻體頂端的水平推力使墻體與屋面的接觸面受剪,剪力與屋蓋、挑檐或女兒墻的垂直壓力,構(gòu)成墻體雙向應力,當主拉應力大于墻體的抗拉強度時,墻體就會出現(xiàn)裂縫。

在建筑物的端部,垂直壓應力很小,則此區(qū)域的主拉應力等于最大剪應力,一般砌體的抗拉強度最低,所以在端部容易出現(xiàn)斜裂縫,對于灰縫強度不良的砌體則出現(xiàn)水平裂縫。

1.3 由于塊石基礎(chǔ)施工質(zhì)量差,造成墻體裂縫。對于塊石基礎(chǔ),在施工過程中沒有嚴格按《施工規(guī)范》施工,砌筑塊石的砂漿不飽滿,或采用堆砌的方法施工,造成塊石基礎(chǔ)工程質(zhì)量低劣,樓房交付使用后由于豎向荷載的作用或水平振動荷載的作用,造成塊石移位,使整個基礎(chǔ)產(chǎn)生不均勻沉降,造成砌體受主拉應力作用而破壞。

1.4 對于寒冷地區(qū),在設計基礎(chǔ)埋置深度的過程中,只考慮了結(jié)構(gòu)要求而忽視了基礎(chǔ)的冰凍線要求?；A(chǔ)的埋置深度小于該地區(qū)的冰凍線,造成基底地基土受凍后膨脹,給基礎(chǔ)施加了向上的作用力,當這種作用產(chǎn)生的主拉應力大于墻體的抗拉應力時,導致了墻體裂縫,尤其經(jīng)過多次凍融循環(huán)后,裂縫更加嚴重。

1.5 在結(jié)構(gòu)設計上存在的問題:①建筑物頂層端部剪應力與溫度成正比,與水平阻力系數(shù)、材料彈性模量、建筑物長度呈非線性關(guān)系,控制溫度應力引起墻體裂縫的主要因素有多種,而不是建筑物長度單一因素,因此用伸縮縫作為控制裂縫的唯一方法是不全面的。②磚混房屋長度過長,如有的住宅,5個單元連在一起,總長度超過溫度變形允許長度,規(guī)范規(guī)定總長超過60m應設伸縮縫,有的房屋超過較多而未設,也未采取其他措施。③構(gòu)造柱是增強建筑物整體性,抵抗地震作用的重要構(gòu)造措施,過去不少設計,構(gòu)造柱的設置只考慮符合抗震規(guī)范,不考慮實際已存在的溫度應力,認為溫度應力在規(guī)范上未明確規(guī)定計算的方法,不考慮不能算是設計錯誤。因此,設計人員對6層以下住宅,基本上是隔問布置構(gòu)造柱,未對建筑物端部裂縫多發(fā)區(qū)予以重點加強,構(gòu)造柱的布置有的較稀,每隔2～3道內(nèi)橫墻才設,靠近建筑物端部往往也是一視同仁。④不少磚混房屋熱衷于采用屋頂鋼筋混凝土大挑檐,有時為平衡懸挑荷重,在室內(nèi)屋蓋部分也要現(xiàn)澆一部分屋蓋板,在二者之間緊密連結(jié)的是外縱墻圈梁,圈梁往往與墻同寬。這樣桃檐、圈梁及現(xiàn)澆屋蓋部分共同組成剛度較大的現(xiàn)澆連續(xù)板如遇溫差變化,產(chǎn)生的溫度應力較高,導致墻體不能承受而開裂。⑤采用的磚、砂漿強度等級,越到頂層越低,有些建筑物底部幾層采用MU1O級磚,M5級砂漿,而到頂層則為MU7.5級磚,M2.5級砂漿,設計人員習慣于從強度上考慮,對溫度應力引起的抗剪強度及變形則考慮較少。

2 裂縫寬度的標準問題

實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準(限值)是一個宏觀的標準,即肉眼明顯可見的裂縫,砌體結(jié)構(gòu)尚無這種標準。但對鋼筋砼結(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。我國到現(xiàn)在為止對外部構(gòu)件(墻體)最危險的裂縫寬度尚未做過調(diào)查和評定。對砌體結(jié)構(gòu)來說,墻體的裂縫寬度多大是無害呢?這是個比較復雜的問題。因為它還涉及到可接受的美學方面的問題。對鋼筋砼結(jié)構(gòu),裂縫寬>0-3 mm,通常在美學上是不能接受的,這個概念也可用于配筋砌體。而對無筋砌體似乎應比配筋砌體的裂縫寬度標準放寬一些。但是對于客戶來講二者是完全一樣的。這實際上是直觀判別裂縫寬度的安全標準。

3 防止墻體開裂的具體構(gòu)造措施

3.1 防止混凝土屋蓋的溫度變化與砌體干縮變形引起的墻體開裂措施:①屋蓋上設置保溫層或隔熱層;②在屋蓋的適當部位設置控制縫,控制縫的間距不大于30 m;③當采用現(xiàn)澆混凝土挑檐的長度大于12 m時,宜設置分隔縫,分隔縫的寬度不應小于20mm,縫內(nèi)用彈性油膏嵌縫;④建筑物溫度伸縮縫的間距除應滿足《砌體結(jié)構(gòu)設計規(guī)范》的規(guī)定外,宜在建筑物墻體的適當部位設置控制縫,控制縫的間距不宜大于30n3。

3.2 防止主要由墻體材料干縮引起裂縫的措施

3.2.1 設置控制縫 ①控制縫的設置位置:a在墻的高度突然變化處設置豎向控制縫;b在墻的厚度突然變化處設置豎向控制縫;c在不大于離相交墻或轉(zhuǎn)角墻允許接縫距離之半設置豎向控制縫;d在門、窗洞口的一側(cè)或兩側(cè)設置豎向控制縫;e豎向控制縫,對3層以下的房屋,應沿房屋墻體的全高設置;對大于3層的房屋,可僅在建筑物1層-2層和頂層墻體的上述位置設置;f控制縫在樓、屋蓋處可不貫通,但在該部位宜做成假縫,以控制可預料的裂縫;g控制縫做成隱式,與墻體的灰縫相一致,控制縫的寬度不大于12mm,控制縫內(nèi)應用彈性密封材料,如聚硫化物、聚氨酯或硅樹脂等填縫。②控制縫的間距:a對有規(guī)則洞口外墻不大于6nl;b對無洞墻體不大于8n3及墻高的3倍;c在轉(zhuǎn)角部位,控制縫至墻轉(zhuǎn)角的距離不大于4.5m。

3.2.2 設置灰縫鋼筋 ①在墻洞口上、下的第一道和第二道灰縫,鋼筋伸入洞口每側(cè)長度不應小于600mm;②在樓蓋標高以上,屋蓋標高以下的第二或第三道灰縫,和靠近墻頂?shù)牟课?③灰縫鋼筋的間距不大于600mm;④灰縫鋼筋距樓、屋蓋混凝土圈梁或配筋帶的距離不小于600mm;⑤灰縫鋼筋宜采用鋼筋焊接網(wǎng)片,橫筋間距不宜大于200mm;⑥對均勻配筋時含鋼率不少于0.05%;⑦灰縫鋼筋宜通長設置,當不便通長設置時,允許搭接,搭接長度不應小于55d;⑧灰縫鋼筋兩端應錨入相交墻或轉(zhuǎn)角墻中,錨固長度不應小于1m;⑨灰縫鋼筋應埋入砂漿中,灰縫鋼筋砂漿保護層,上下不小于3 mm,外側(cè)小于15mm,灰縫鋼筋宜進行防腐處理;⑩當利用灰縫鋼筋作砌體抗剪鋼筋時,其配筋量應按計算確定,其搭接和錨固長度尚不應小于75d和300mm;不配筋的外葉墻應設控制縫,控制縫間距不宜大于6m;設置灰縫鋼筋的房屋的控制縫的間距不宜大于30m。

3.3 設計者重視抗裂構(gòu)造的設計 設計者在設計過程中,除對強度做必要計算的同時,應針對建筑墻體的具體情況,進行必要的抗裂驗算,提出防裂的具體要求和措施,從源頭上防止裂縫的產(chǎn)生。也可根據(jù)建筑物的具體情況,如場地土及地震設防烈度、基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)布置型式、建筑物平面、外形等,綜合采用上述抗裂措施。

4 結(jié)束語

通過對建筑物常見裂縫的分析研究和實踐證實,磚混結(jié)構(gòu)的墻體裂縫雖然不可避免,但只要設計合理,確保施工質(zhì)量,選用材料得當,建筑物的裂縫是可以從根本上得到控制的。