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砖混结构墙体裂缝的成因与防治

2009-07-28刘凤山

中国新技术新产品 2009年11期
关键词:墙体房屋裂缝

刘凤山

摘 要:房屋墙体裂缝的产生给住户造成了很大经济损失及心理压力。因此分析砖混结构墙体产生裂缝的原因并做好预防措施,是工程技术人员的一项重要任务。

关键词:房屋;墙体;裂缝

民用建筑的分类,按照主要承重结构材料可分为木结构、砖木结构、砖混结构、钢筋混凝土结构、钢结构。现今,与我们生活息息相关的住宅工程大多为砖混结构,该结构用钢筋混凝土作为水平的承重构件,以砖墙或砖柱作为承受竖向荷载的构件。该结构虽然施工简单、造价低廉,但其整体性与刚性不强,造成了近年来住宅工程屡屡发生墙体裂缝现象。裂缝的大小、位置情形不一。

1 裂缝产生的原因分析

1.1 基础不均匀沉降造成墙体裂缝

房屋施工的地质条件差、地耐力不均匀,或地基以下有空洞,勘察设计人员没有发现,施工单位又没有进行适当的处理,就会造成基础不均匀沉降,墙身在较大的剪力作用下主拉应力大于墙体抗拉应力,造成了砌体受主拉应力而破坏。这种裂缝往往是在沉降较小与沉降较大地基之间的墙体上发生,并逐渐向上发展。

1.2 温度的变化引起墙体裂缝

由于屋面长时间受阳光照射,其温度较墙体高出许多,在炎热的夏季,屋面温度比墙体温度高1倍有余,且在相同温度条件下,钢筋混凝土的线膨胀系数是砖砌体线膨胀系数的几倍,它使屋面变形比墙体变形大得多。在屋面变形过程中,产生了很大的推力,作用在墙体顶端的水平推力使墙体与屋面的接触面受剪,剪力与屋盖、挑檐或女儿墙的垂直压力,构成墙体双向应力,当主拉应力大于墙体的抗拉强度时,墙体端部就会出现水平或斜裂缝,这种裂缝多出现于屋面为混凝土的刚性平屋面住宅工程。

1.3 块石基础质量差,造成墙体裂缝

对于块石基础,若块石的材料抗压强度要求不合格,而又疏于检验,导致房屋使用后基础耐久性差,承受不了上层建筑物对其的压力,时间一长就会导致基础的不均匀沉降,使墙体开裂。在施工过程中没有严格按《施工规范》施工,砌筑块石的砂浆不饱满,或采用堆砌的方法施工,造成块石基础工程质量不符合要求。楼房交付使用后由于竖向荷载的作用,造成块石移位,使整个基础产生不均匀沉降,造成砌体受主拉应力作用而破坏。

1.4 冰冻线以上砌筑基础,造成墙体裂缝

对于寒冷地区,在设计基础埋置深度的过程中,若只考虑结构要求而忽视了基础的冰冻线要求。基础的埋置深度小于该地区的冰冻线,在冬季,地基土受冻后膨胀,给基础施加了向上的作用力,当这种作用产生的主拉应力大于墙体的抗拉应力时,会导致墙体裂缝,尤其经过多次冻融循环后,裂缝更加严重。

1.5 在结构设计上存在的问题

①建筑物顶层端部剪应力与温度成正比,与水平阻力系数、材料弹性模量、建筑物长度呈非线性关系,控制温度应力引起墙体裂缝的主要因素有多种,而不是建筑物长度单一因素,因此用伸缩缝作为控制裂缝的唯一方法是不全面的。

②砖混房屋长度过长,如有的住宅总长度超过温度变形允许长度,规范规定总长超过60m应设伸缩缝,有的房屋超过较多也未设,也未采取其他措施。

③构造柱是增强建筑物整体性,抵抗地震作用的重要构件。设计构造柱不仅要考虑符合抗震规范,还要考虑实际已存在的温度应力。认为温度应力在规范上未明确规定计算的方法,不考虑不能算是设计上理解的错误。因此,设计人员对此问题应多研究。

④若砖混房屋设计热衷于采用屋顶钢筋混凝土大挑檐,有时为平衡悬挑荷重,在室内屋盖部分也要现浇一部分屋盖板,在二者之间紧密连结的是外纵墙圈梁,圈梁往往与墙同宽。这样桃檐、圈梁及现浇屋盖部分共同组成刚度较大的现浇连续板如遇温差变化,产生的温度应力较高,易导致墙体不能承受而开裂。

2 裂缝宽度的问题

实际上建筑物的裂缝是不可避免的。此处提到的墙体裂缝宽度值一个宏观的标准,即肉眼明显可见的裂缝,砌体结构尚无这种标准。但对钢筋混凝土结构其最大裂缝宽度限值主要是考虑结构的耐久性,如裂缝宽度对钢筋腐蚀,以及外部构件在湿度和抗冻融方面的耐久性影响。我国到现在为止对外部构件最危险的裂缝宽度尚未做过调查和评定。对砌体结构来说,墙体的裂缝宽度多大是无害呢?这个问题比较复杂,因为它还涉及到美学方面的问题。对钢筋混凝土结构,裂缝宽>0.3mm,通常在美学上是不能接受的,这个概念也可用于一般砌体。因为对于客户来讲二者是完全一样的。这实际上是直观判别裂缝宽度的安全标准。

3 防止墙体开裂的具体构造措施

3.1 防止混凝土屋盖的温度变化与砌体干缩变形引起的墙体开裂措施

①屋面防水工程尽量不采用钢筋混凝土大挑檐,也不宜多采用大面积的刚性、柔性平屋面防水。近年来屋面防水多采用彩钢瓦的坡屋面,这样既减轻了屋面防水构件自重,又增强了屋面的防水功能、减少了屋顶墙面开裂的风险、屋面造型美观大方;②若一定采用刚性防水屋面,应在屋盖的适当部位设置分格缝,分格缝的间距在6~12M,分格缝的宽度不应小于20mm;③若采用现浇混凝土挑檐,当其长度大于12M时,宜设置分格缝,分格缝的宽度不应小于20mm,缝内用弹性油膏嵌缝;④建筑物温度伸缩缝的间距除应满足《砌体结构设计规范》的规定外,宜在建筑物墙体的适当部位设置控制缝,控制缝的间距不宜大于30m,控制缝的特点为只在适当位置的墙体中设置,且内填充料,宽度不大于12MM。

3.2 防止主要由墙体材料干缩引起裂缝的措施

3.2.1 设置控制缝

控制缝的设置位置:a.在墙的高度突然变化处设置竖向控制缝;b.在墙的厚度突然变化处设置竖向控制缝; c .在门、窗洞口的一侧或两侧设置竖向控制缝;d.竖向控制缝,对3层以下的房屋,应沿房屋墙体的全高设置,对大于3层的房屋,可仅在建筑物1至2层和顶层墙体的上述位置设置;e.控制缝在屋盖处可不贯通,但在该部位宜做成假缝,以控制可预料的裂缝;f.控制缝做成隐式,与墙体的灰缝相一致,控制缝的宽度不大于12mm,控制缝内应用弹性密封材料如聚氨酯或硅树脂等填缝。

3.2.2 设置灰缝钢筋

在墙洞口上的第一道或二道灰缝中设置,钢筋伸入洞口每侧长度不应小于600mm;在楼盖标高以上第二或第三道灰缝的位置设置,灰缝钢筋的间距不大于600mm;灰缝钢筋宜通长设置,当不便通长设置时,允许搭接,搭接长度不应小于55d;灰缝钢筋两端应锚入相交墙或转角墙中,锚固长度不应小于1m;灰缝钢筋应埋入砂浆中,灰缝钢筋砂浆保护层,上下不小于3mm,外侧小于15mm,灰缝钢筋宜进行防腐处理。

设计者在设计过程中,除对强度做必要计算的同时,应针对建筑墙体的具体情况,进行必要的抗裂验算,提出防裂的具体要求和措施,从源头上防止裂缝的产生。应加强房屋的整体性设计,按规范要求,多设置构造柱、圈梁、基础梁。也可根据建筑物的具体情况,如场地土质及地震设防烈度、基础结构布置型式、建筑物平面、外形等,综合采用上述抗裂措施。

4 结束语

以上对建筑物常见裂缝的分析和实践证实,砖混结构的墙体裂缝虽不可避免,但只要合理设计,保证施工质量,选用建筑材料适当,建筑物的裂缝问题是可以从根本上得到解决的。

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