建筑磚砌體裂縫原因及其防治
關鍵詞: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,嚴重者降低建筑結構的承載力、剛度、穩(wěn)定和整體性、耐久性,甚至還會導致整體倒塌的重大質量事故。因此,正確分析原因、切實加以防治十分必要,十分迫切。
2 溫差變形引發(fā)的磚砌體裂縫
這類裂縫較典型和普遍的是建筑物(特別是那些縱向較長的)頂層兩端內外縱墻上的斜裂縫,其形態(tài)呈“八”字或“X”型,且顯對稱性,但有時僅一端有,輕微者僅在兩端1~2個開間內出現,嚴重者會發(fā)展至房屋兩端1/3縱長范圍內,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、未設變形縫、隔熱層的房屋,更易發(fā)生。產生的直接原因是混凝土結構屋面的伸縮變形牽引其下磚砌體超過其材料抗拉強度的結果。具體的機理可認為是:在陽光照射下(特別是南方地區(qū))屋面板溫度可高達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比磚砌體近似大一倍,則根據王鐵夢《建筑物的裂縫控制》一書中提出的計算理論和公式,可計算出砌體中的主拉應力。設砂漿強度M5.0、磚強度Mu7.5時,則其沿灰縫截面破壞時的軸心抗拉、抗剪強度設計值僅為0.14MPa和0.12MPa,而沿齒縫通縫的彎曲抗拉強度僅為0.25MPa和0.12MPa,則溫差引起的砌體主拉應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,如無相應措施上述裂縫在所難免。當屋面向兩端熱脹時,致使下部砌體出現正“八”字縫,當冷縮時,就出現倒“八”字縫,一脹一縮則易出現“x”字縫。其防治的主要方法:一是減緩消除熱脹冷縮動力源,如設隔熱層、變形縫;二是增強相關砌體抗力,如提高砂漿強度,提高飽滿度,空斗改實砌,加筋砌體,加設構造柱;三是提高抹灰的抗裂能力(對于不影響結構安全的縫)。
同理,溫差裂縫尚有屋面結構與其下相應砌體之間的水平縫,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在靠近外縱墻的橫墻上的內高外低斜裂縫等等。對于出現這類斜裂縫一般為: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,尤其是那種層層設混凝土梁(如圈梁)和縱橫墻交角設混凝土柱(如構造柱)的房屋,其產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構,其線膨脹系數大于磚砌體近一倍,再加上溫差效應,受熱脹時,柱向上伸長(下有地基約束),梁向外墻伸長(內約束大于外端),于是在橫墻端部產生豎、橫向拉應力σy和σx合力為主拉應力σr,約45°(如圖1),當σr超過砌體抵抗強度時,裂縫就出現了。與此同理出現的尚有如窗角“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混凝土窗臺盤(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題,防止窗周滲漏水。
3 基礎不均勻引起的裂縫
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。當長條形的建筑物中部沉降過大,則在房屋兩端由下往上形成正“八”字縫,且首先在窗對角突破;反之,當兩端沉降過大,則形成的兩端由下往上的倒“八”字縫,也首先在窗對角突破,還可在底層中部窗臺處突破形成由上至下豎縫;當某一端下沉過大時,則在某端形成沉降端高的斜裂縫;當縱橫墻交點處沉降過大,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;當外縱墻凹凸設計時,由于一側的不均勻沉降,還可導致在此處產生水平推力而組成力偶,從而導致此交接處的豎縫。對于不均勻沉降導致的裂縫應以預防為主,即無地質勘察資料嚴禁做施工圖設計,嚴格按圖施工,不得擅自更改、任意處理,根據本地區(qū)通病,如能在那些開大窗洞的教學樓底層窗臺下設置構造圈梁與地梁構成剛度較大的復合墻梁結構,對防止所述裂縫有明顯效果。治理的原則是,觀測裂縫發(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加固處理。
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4 特殊砌體材料產生的裂縫
①加氣混凝土砌塊出釜時的含水率為35%左右,以后砌塊逐漸干燥而收縮,造成體積不穩(wěn)定。有些施工單位對新出釜的砌塊邊采購進場邊砌筑,或進場的加氣混凝土砌塊隨意堆放,任其淋雨,使砌塊砌筑時的含水率較高,體積相對較大。更有甚者,為了加快施工進度和減少工序,將填充墻一次性砌至梁底,用砂漿塞實梁下縫隙后即進行墻面抹灰。這種作法不僅加大了砌塊自重,不便施工,而且會使加氣混凝土砌塊填充墻因砌塊失水體積收縮而出現水平及垂直裂縫因承重墻,柱與填充墻之間有拉筋作用,一般出現在拉結筋長度外或墻中。
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度等級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,這種不均勻變形會使墻中部產生不規(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度在某些部位偏短,而填充墻使用的砌筑沙漿強度等級較低,施工時如未按要求加設鋼筋網補強,會使墻體收縮產生軸心受拉,沿齒縫出現垂直裂縫。
④因布設電線管,在加氣混凝土填充墻上面剔鑿線,因線槽較深而沿槽開裂。有些線管布設不牢固,使布設線管處抹灰層空鼓、開裂。
?、菁託饣炷疗鰤K的吸水特點是先快后慢,容量大且延續(xù)時間長。如果在抹灰前對基層表面不做處理或處理不當,抹灰層中沙漿的水分會過早被加氣混凝土砌塊吸走而失去凝結硬化條件,抹灰層達不到預期的強度,從而引起空鼓、開裂。
預防的主要方法:①消除砌塊體積收縮產生的裂縫,主要應降低砌筑時砌塊的含水率。施工時加氣混凝土砌塊的含水率要控制在15%以下,嚴禁提前大量澆濕潤。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高。填充墻砌至接近梁、板底部時,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天用側磚或立磚斜砌頂緊。補砌量、板下部空隙時應從建筑物的底層開始向頂層補砌,使上部承重量、板對填充墻有擠壓作用,抹灰順序一般也從底層向上進行。②筑前應根據墻面尺寸設計砌塊排列圖,設計排列圖時要考慮砌塊上下搭接錯縫,要求搭接長度不小于塊體長度的l/3,并且不小于150mm。當某些部位搭接無法滿足以上要求時,可在水平灰縫中設置2根直徑6mm的鋼筋或直徑4mm的鋼筋網片加強,加強筋長度不小于500mm。③線管附設時使用專用鏤槽寬度、深度要與線管吻合,敷管后在管槽兩側釘釘子并用鐵絲扎牢,再在管上用l00mm寬鍍鋅鐵絲網加強。④灰前基層表面必須進行處理,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。一次抹灰厚度應不大于10mm,如果厚度超過10mm要分層抹灰,下一層抹灰要在上一層沙漿終凝前進行。
5 結束語
綜上分析,砌體裂縫因溫差和磚的材質因素產生的較普遍,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,在具體處理時務須正確區(qū)分,對癥防治,且以防為主。治理的原則:凡已涉及結構安全且變化劇烈的,應當機立斷,迅速采取相應對策,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、修復后不影響使用,則重點放在表面處理上??傊?,只要堅持對國家和人民極端負責的態(tài)度,認真,切實查明原因,磚砌體裂縫問題也是不難處理的。
參考文獻
[1]王鐵夢著.建筑物的裂縫控制
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