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砌體結(jié)構(gòu)裂縫原因及防治措施

2010-10-13 10:55  來(lái)源于網(wǎng)絡(luò)  【  【打印】【我要糾錯(cuò)】

  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(guān),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,分析產(chǎn)生裂縫的原因并做好預(yù)防措施,是建筑工程技術(shù)人員的一項(xiàng)重要任務(wù)。下面就幾種常見(jiàn)裂縫的形式、產(chǎn)生原因和采取的防治措施作些介紹。

  2. 產(chǎn)生裂縫的原因

  2.1 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頂層兩端內(nèi)外縱墻上的斜裂縫,其形狀呈“八”字型或“X”型,且呈對(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1/2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)變形縫和隔熱層的房屋,更易發(fā)生。產(chǎn)生的直接原因是混凝土結(jié)構(gòu)屋面變形大,下部墻體變形小,墻體受剪、受拉的結(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攝氏度,而在其下的磚砌體僅為30~35攝氏度,如此大的溫差,加上混凝土膨脹系數(shù)比磚砌體近似大一倍,則根據(jù)王鐵夢(mèng)《工程結(jié)構(gòu)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)有一平屋頂建筑,頂板厚80mm,磚墻厚370mm,兩縱墻的間距為6m,建筑物總長(zhǎng)60m;則可以計(jì)算出沿灰縫截面破壞時(shí)的最大主拉應(yīng)力為0.55MPa,而磚砌體本身的抗拉強(qiáng)度僅為0.25MPa,則溫差引起的砌體主拉應(yīng)力大于砌體本身抵抗力的2.2倍。由此可知墻體的主拉應(yīng)力與溫差成正比。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。同理,溫差裂縫尚有屋面板底部附近或頂層圈梁附近,出現(xiàn)沿外墻頂部的縱向水平裂縫和包角裂縫,沿窗上下角水平裂縫,女兒墻根部水平裂縫等等。對(duì)于屋面板底部附近或頂層圈梁附近,出現(xiàn)沿外墻頂部的縱向水平裂縫和包角裂縫,原因是屋面板或圈梁的伸縮比下部墻體的伸縮大,從而產(chǎn)生的推、拉力所致;包角裂縫實(shí)際上是水平裂縫的一種形式,是外橫墻和縱墻的水平裂縫連接起來(lái)形成的。有時(shí),外縱墻的水平裂縫也會(huì)出現(xiàn)在頂層的窗臺(tái)水平處。窗上角水平裂縫,原因是窗上過(guò)梁的溫差變形和收縮在梁端達(dá)到最大值,而砌體在這些部位卻沒(méi)有適應(yīng)梁端部變位的余地,變形達(dá)到一定數(shù)值后,引起局部承拉而開(kāi)裂。女兒墻根部水平裂縫,原因是屋面板在高溫下的溫度變形比女兒墻的溫度變形大,所以屋面板膨脹變形推擠女兒墻,使女兒墻根部的砌體外移或女兒墻外傾形成水平裂縫。

  2.2 基礎(chǔ)不均勻沉降引起的裂縫

  磚混結(jié)構(gòu)房屋墻體開(kāi)裂的另一個(gè)主要原因是建筑物基礎(chǔ)不均勻沉降引起的裂縫。當(dāng)基礎(chǔ)不均勻沉降時(shí),建筑物局部產(chǎn)生不規(guī)則變形,基礎(chǔ)不足以調(diào)整因沉降差而產(chǎn)生應(yīng)力時(shí),便會(huì)使磚砌體的薄弱部位產(chǎn)生不同程度的拉應(yīng)力和剪應(yīng)力,當(dāng)砌體的抗拉、抗剪強(qiáng)度不足以抵抗變形應(yīng)力時(shí),墻體便會(huì)產(chǎn)生裂逢;A(chǔ)不均勻沉降引起的裂縫一般在建筑物下部,由下往上發(fā)展,呈“八”字型、倒“八”字型、水平及豎向裂縫。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”字裂縫,且首先在窗對(duì)角突破,往上逐漸減輕;反之,當(dāng)兩端沉降過(guò)大,則在房屋兩端由上往下形成倒“八”字裂縫,也首先在窗對(duì)角突破,向下逐漸減輕,還可在底層中部窗臺(tái)處突破形成由上至下豎向裂縫;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。引起基礎(chǔ)不均勻沉降的原因主要有如下幾點(diǎn):(1)房屋建于土質(zhì)差別較大的地基上;(2)建筑物基礎(chǔ)深淺差別較大;(3)相鄰建筑物的高度、荷重、結(jié)構(gòu)剛度差別較大,基礎(chǔ)處理不當(dāng)造成不均勻沉降;(4)建于軟弱土質(zhì)上,如在淤泥、淤泥質(zhì)土、雜填土上,即使上部結(jié)構(gòu)均勻,但由于壓縮模量較小,強(qiáng)度較低,變形較大,因荷載差異也會(huì)引起不均勻沉降;(5)地基含水量。

  2.3 其它裂縫

  這些裂縫包括:混凝土構(gòu)件變形導(dǎo)致的砌體裂縫,如當(dāng)挑梁上填充墻、梁相繼同步施工致使撓度過(guò)大,其上砌體產(chǎn)生內(nèi)低外高斜裂及與外縱墻之間的豎縫等;砌體本身承載力不足如磚柱承載不足時(shí)在下部1/3高度處出現(xiàn)的豎縫;砌體構(gòu)造要求不良如施工洞留置和拉結(jié)筋放置不當(dāng)造成的洞邊縫,施工質(zhì)量差造成的裂縫,如砌體通縫,灰縫砂漿不飽滿(mǎn),含水率掌握不當(dāng),腳手眼設(shè)置不當(dāng),組砌不當(dāng)?shù)取?

  3. 裂縫防治措施

  3.1 對(duì)于溫度裂縫的防治措施。(1)屋蓋上設(shè)置良好的保溫層或隔熱層,采用種植屋面和儲(chǔ)水屋面;(2)適當(dāng)加大屋面層圈梁和房屋四角構(gòu)造柱的配筋和提高頂層砌體的砂漿標(biāo)號(hào);(3)溫度伸縮縫嚴(yán)格控制在《砌體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》允許范圍內(nèi);(4)在女兒墻根部留一定空隙,使其能自由伸縮且有伸縮余地,或女兒墻設(shè)構(gòu)造柱;(5)在建筑物的兩端的1~2個(gè)開(kāi)間內(nèi)或總長(zhǎng)1/4范圍內(nèi)的屋面板底設(shè)置滑動(dòng)支座,讓其自由伸縮;(6)嚴(yán)格控制施工質(zhì)量和材料質(zhì)量。

  3.2 對(duì)于溫度裂縫的防治措施:(1)當(dāng)房屋建于土質(zhì)差別較大的地基上,或房屋相鄰部分的高度、荷重、結(jié)構(gòu)剛度、地基基礎(chǔ)的處理方法等有顯著差別時(shí),應(yīng)在差異部位設(shè)置沉降縫,將其劃分成剛度較好、長(zhǎng)度變化較小的幾個(gè)單元;(2)盡量避免用軟弱土層做持力層,若無(wú)法避免,可調(diào)整上部結(jié)構(gòu)剛度,或采用筏式基礎(chǔ),以減少建筑的沉降;(3)對(duì)于地基持力層不均勻的建筑物,應(yīng)根據(jù)實(shí)際情況,將局部基礎(chǔ)適當(dāng)加深或加寬,或局部設(shè)計(jì)成板帶基礎(chǔ),降低基底應(yīng)力,盡量達(dá)到地基均勻沉降;(4)在施工過(guò)程中應(yīng)盡量避免對(duì)地基土的擾動(dòng),做好排水處理,完工后建筑物四周做好散水坡及排水地溝,避免地表水浸泡基礎(chǔ)而引起局部下沉;(5)加強(qiáng)門(mén)窗洞口外的剛度,將門(mén)窗洞口上的鋼筋混凝土過(guò)梁與內(nèi)墻鋼筋連接起來(lái),形成一個(gè)連續(xù)過(guò)梁,以增強(qiáng)房屋整體剛度;(6)設(shè)計(jì)時(shí)嚴(yán)格按規(guī)范設(shè)置構(gòu)造柱和圈梁,必要時(shí)可增加圈梁道數(shù),以增加上部結(jié)構(gòu)的剛度。

  4. 小結(jié)

  綜上所述,影響建筑物出現(xiàn)裂縫的原因很多而且還很復(fù)雜,以上所述的僅是一些常見(jiàn)的情況。通過(guò)對(duì)建筑物常見(jiàn)裂縫的分析研究和實(shí)踐證實(shí),磚混結(jié)構(gòu)的墻體裂縫雖然不可避免,但只要設(shè)計(jì)合理,確保施工質(zhì)量,選用材料得當(dāng),建筑物的裂縫是可以從根本上得到控制的。

  參考文獻(xiàn)

 。1]王鐵夢(mèng). 《工程結(jié)構(gòu)裂縫控制》

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