建筑磚砌體裂縫原因及其防治
關(guān)鍵詞:建筑物磚砌體 裂縫 防治
1 前言
建筑磚砌體裂縫不僅種類(lèi)繁多,形態(tài)各異,而且較普遍,輕微者影響建筑物美觀,造成滲漏水,嚴(yán)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,甚至還會(huì)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(shí)加以防治十分必要,十分迫切。
2 溫差變形引發(fā)的磚砌體裂縫
這類(lèi)裂縫較典型和普遍的是建筑物(特別是那些縱向較長(zhǎng)的)頂層兩端內(nèi)外縱墻上的斜裂縫,其形態(tài)呈“八”字或“X”型,且顯對(duì)稱(chēng)性,但有時(shí)僅一端有,輕微者僅在兩端1~2個(gè)開(kāi)間內(nèi)出現(xiàn),嚴(yán)重者會(huì)發(fā)展至房屋兩端1/3縱長(zhǎng)范圍內(nèi),并由頂層向下幾層發(fā)展。此類(lèi)型縫對(duì)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(guò)其材料抗拉強(qiáng)度的結(jié)果。具體的機(jī)理可認(rèn)為是:在陽(yáng)光照射下(特別是南方地區(qū))屋面板溫度可高達(dá)60~70℃,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(mèng)《建筑物的裂縫控制》一書(shū)中提出的計(jì)算理論和公式,可計(jì)算出砌體中的主拉應(yīng)力。設(shè)砂漿強(qiáng)度M5.0、磚強(qiáng)度Mu7.5時(shí),則其沿灰縫截面破壞時(shí)的軸心抗拉、抗剪強(qiáng)度設(shè)計(jì)值僅為0.14MPa和0.12MPa,而沿齒縫通縫的彎曲抗拉強(qiáng)度僅為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的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(wú)相應(yīng)措施上述裂縫在所難免。當(dāng)屋面向兩端熱脹時(shí),致使下部砌體出現(xiàn)正“八”字縫,當(dāng)冷縮時(shí),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(dòng)力源,如設(shè)隔熱層、變形縫;二是增強(qiáng)相關(guān)砌體抗力,如提高砂漿強(qiáng)度,提高飽滿度,空斗改實(shí)砌,加筋砌體,加設(shè)構(gòu)造柱;三是提高抹灰的抗裂能力(對(duì)于不影響結(jié)構(gòu)安全的縫)。
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,沿窗上下角水平縫,女兒墻根部水平縫以及出現(xiàn)在靠近外縱墻的橫墻上的內(nèi)高外低斜裂縫等等。對(duì)于出現(xiàn)這類(lèi)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(yán)重者可達(dá)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)混凝土柱(如構(gòu)造柱)的房屋,其產(chǎn)生裂縫的機(jī)理可以認(rèn)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),受熱脹時(shí),柱向上伸長(zhǎng)(下有地基約束),梁向外墻伸長(zhǎng)(內(nèi)約束大于外端),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°(如圖1),當(dāng)σr超過(guò)砌體抵抗強(qiáng)度時(shí),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(lèi)縫的有效措施是加設(shè)混凝土窗臺(tái)盤(pán)(具體做法 如圖2),它不僅可以防裂縫,還可有效地解決鋁合金等窗框安裝配合問(wèn)題,防止窗周滲漏水。
3 基礎(chǔ)不均勻引起的裂縫
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(dāng)長(zhǎng)條形的建筑物中部沉降過(guò)大,則在房屋兩端由下往上形成正“八”字縫,且首先在窗對(duì)角突破;反之,當(dāng)兩端沉降過(guò)大,則形成的兩端由下往上的倒“八”字縫,也首先在窗對(duì)角突破,還可在底層中部窗臺(tái)處突破形成由上至下豎縫;當(dāng)某一端下沉過(guò)大時(shí),則在某端形成沉降端高的斜裂縫;當(dāng)縱橫墻交點(diǎn)處沉降過(guò)大,則在窗臺(tái)下角形成上寬下窄的豎縫,有時(shí)還有沿窗臺(tái)下角的水平縫;當(dāng)外縱墻凹凸設(shè)計(jì)時(shí),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。對(duì)于不均勻沉降導(dǎo)致的裂縫應(yīng)以預(yù)防為主,即無(wú)地質(zhì)勘察資料嚴(yán)禁做施工圖設(shè)計(jì),嚴(yán)格按圖施工,不得擅自更改、任意處理,根據(jù)本地區(qū)通病,如能在那些開(kāi)大窗洞的教學(xué)樓底層窗臺(tái)下設(shè)置構(gòu)造圈梁與地梁構(gòu)成剛度較大的復(fù)合墻梁結(jié)構(gòu),對(duì)防止所述裂縫有明顯效果。治理的原則是,觀測(cè)裂縫發(fā)展的速度、部位、程度,決定是表面處理還是上部加固或基礎(chǔ)加固處理。
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4 特殊砌體材料產(chǎn)生的裂縫
?、偌託饣炷疗鰤K出釜時(shí)的含水率為35%左右,以后砌塊逐漸干燥而收縮,造成體積不穩(wěn)定。有些施工單位對(duì)新出釜的砌塊邊采購(gòu)進(jìn)場(chǎng)邊砌筑,或進(jìn)場(chǎng)的加氣混凝土砌塊隨意堆放,任其淋雨,使砌塊砌筑時(shí)的含水率較高,體積相對(duì)較大。更有甚者,為了加快施工進(jìn)度和減少工序,將填充墻一次性砌至梁底,用砂漿塞實(shí)梁下縫隙后即進(jìn)行墻面抹灰。這種作法不僅加大了砌塊自重,不便施工,而且會(huì)使加氣混凝土砌塊填充墻因砌塊失水體積收縮而出現(xiàn)水平及垂直裂縫因承重墻,柱與填充墻之間有拉筋作用,一般出現(xiàn)在拉結(jié)筋長(zhǎng)度外或墻中。
②施工人員疏忽,將不同出廠日期干密度不同的砌塊或不同強(qiáng)度等級(jí)的砌塊混砌于同一道墻上,造成含水率較高的塊體收縮變形較大;反之收縮變形較小,這種不均勻變形會(huì)使墻中部產(chǎn)生不規(guī)則裂縫。
③施工前不做加氣混凝土砌塊的排列組砌的搭接長(zhǎng)度在某些部位偏短,而填充墻使用的砌筑沙漿強(qiáng)度等級(jí)較低,施工時(shí)如未按要求加設(shè)鋼筋網(wǎng)補(bǔ)強(qiáng),會(huì)使墻體收縮產(chǎn)生軸心受拉,沿齒縫出現(xiàn)垂直裂縫。
④因布設(shè)電線管,在加氣混凝土填充墻上面剔鑿線,因線槽較深而沿槽開(kāi)裂。有些線管布設(shè)不牢固,使布設(shè)線管處抹灰層空鼓、開(kāi)裂。
?、菁託饣炷疗鰤K的吸水特點(diǎn)是先快后慢,容量大且延續(xù)時(shí)間長(zhǎng)。如果在抹灰前對(duì)基層表面不做處理或處理不當(dāng),抹灰層中沙漿的水分會(huì)過(guò)早被加氣混凝土砌塊吸走而失去凝結(jié)硬化條件,抹灰層達(dá)不到預(yù)期的強(qiáng)度,從而引起空鼓、開(kāi)裂。
預(yù)防的主要方法:①消除砌塊體積收縮產(chǎn)生的裂縫,主要應(yīng)降低砌筑時(shí)砌塊的含水率。施工時(shí)加氣混凝土砌塊的含水率要控制在15%以下,嚴(yán)禁提前大量澆濕潤(rùn)。要在砌筑之前向澆筑面適量澆水,這樣既保證砌筑沙漿有良好的硬化條件,又可使砌體不致含水率過(guò)高。填充墻砌至接近梁、板底部時(shí),留出小于一皮砌塊高度的空隙,待砌體再次收縮變型,抹灰前1~2天用側(cè)磚或立磚斜砌頂緊。補(bǔ)砌量、板下部空隙時(shí)應(yīng)從建筑物的底層開(kāi)始向頂層補(bǔ)砌,使上部承重量、板對(duì)填充墻有擠壓作用,抹灰順序一般也從底層向上進(jìn)行。②筑前應(yīng)根據(jù)墻面尺寸設(shè)計(jì)砌塊排列圖,設(shè)計(jì)排列圖時(shí)要考慮砌塊上下搭接錯(cuò)縫,要求搭接長(zhǎng)度不小于塊體長(zhǎng)度的l/3,并且不小于150mm。當(dāng)某些部位搭接無(wú)法滿足以上要求時(shí),可在水平灰縫中設(shè)置2根直徑6mm的鋼筋或直徑4mm的鋼筋網(wǎng)片加強(qiáng),加強(qiáng)筋長(zhǎng)度不小于500mm。③線管附設(shè)時(shí)使用專(zhuān)用鏤槽寬度、深度要與線管吻合,敷管后在管槽兩側(cè)釘釘子并用鐵絲扎牢,再在管上用l00mm寬鍍鋅鐵絲網(wǎng)加強(qiáng)。④灰前基層表面必須進(jìn)行處理,處理方法;有澆水刷素水泥漿、刷108膠水泥漿和刮糙處理等。其中以澆水刷素水泥漿的工藝最簡(jiǎn)單可靠。操作方法是抹灰前一天在墻面均勻澆水2-3遍,每遍澆水之間的間歇時(shí)間不少于15秒,在抹灰前再澆水1-2遍,澆水后立即刷水泥漿,在素水泥漿干燥前抹灰。一次抹灰厚度應(yīng)不大于10mm,如果厚度超過(guò)10mm要分層抹灰,下一層抹灰要在上一層沙漿終凝前進(jìn)行。
5 結(jié)束語(yǔ)
綜上分析,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、超載致裂的危害較大,但其危害性和處理方法也不能一概而論,在具體處理時(shí)務(wù)須正確區(qū)分,對(duì)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(dāng)機(jī)立斷,迅速采取相應(yīng)對(duì)策,排除動(dòng)力源,加固補(bǔ)強(qiáng)或作拆除返工處理;反之,如變化趨緩、穩(wěn)定、僅與外觀和評(píng)定有關(guān)、修復(fù)后不影響使用,則重點(diǎn)放在表面處理上??傊?,只要堅(jiān)持對(duì)國(guó)家和人民極端負(fù)責(zé)的態(tài)度,認(rèn)真,切實(shí)查明原因,磚砌體裂縫問(wèn)題也是不難處理的。
參考文獻(xiàn)
[1]王鐵夢(mèng)著.建筑物的裂縫控制
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