浅谈砌体结构裂缝加固施工分析

熊华俊

摘要:随着社会的不断发展,因墙体裂缝、墙体渗漏等原因涉及的纠纷越来越多,建筑物的裂缝已成为广大消费者评判建筑物质量的重要标准。文章针对砌体开裂的产生原因提出了一些预防加固措施。

关键词:砌体裂缝;加固施工;工程质量;直接加固;间接加固

中图分类号:TU364文献标识码:A文章编号:1009-2374(2009)22-0156-02

砌体结构出现裂缝已成为工程的通病,轻者影响美观,重者影响使用;因此对砌体结构开裂的原因和预防措施以及对已开裂的砌体结构如何进行加固与处理显得非常迫切。

砌体出现裂缝是非常普遍的质量事故之一。砌体轻微细小裂缝影响外观和使用功能,大的裂缝影响砌体的承载力,甚至引起倒塌。在很多情况下,裂缝的发生与发展往往是发生重大事故的先兆,对此必须认真分析,妥善处理。砌体中发生裂缝的原因主要有:地基不均匀沉降,地基不均匀冻胀,温度变化引起的伸缩,地震等灾害作用以及砌体本身承载力不足等五个方面:

一、砌体裂缝原因

(一)地基不均匀沉降引起的裂缝

地基发生不均匀沉降后,沉降大的部分砌体与沉降小的部分砌体产生相对位移,从而使砌体中产生附加的拉力或剪力,当这种附加内力超过砌体的强度时,砌体中便产生裂缝。这种裂缝往往与地面呈45°左右的夹角,上宽下窄斜缝朝向凹陷处(沉陷大的部位)。

(二)地基冻胀引起的裂缝

地基土上层温度降到0℃以下时,冻胀性土中的水上部开始冻结,下部水由于毛细管作用不断上升,在冻结层中形成冰晶,体积膨胀,向上隆起。隆起的程度与冻结层厚度及地下水位有关,一般隆起可达几毫米至几十毫米,其折算冻胀力可达2×106MPa,而且往往是不均匀的,建筑物的自重往往难以抗拒,因而建筑物的某一局部就被顶了起来,和地基不均匀沉降类似,引起房屋开裂。

(三)温度差引起的裂缝防止土的冻胀

热胀冷缩是绝大多数物体所具有的基本物理性能,砌体也不例外。由于温度变化不均匀使砌体产生不均匀。收缩,或者砌体的伸缩受到不均匀的约束,均会引起砌体开裂。

常见的是砌体长度过长,砌体伸缩在上层大而在基础处小,引起开裂。故应按规范要求设置伸缩缝。此外,由于混凝土屋盖、混凝土圈梁与砌体的温度膨胀系数不同,在温度变化时会使墙体产生裂缝。

(四)砖混结构温差裂缝分析

砖混结构屋面漏雨、基础下沉和墙体开裂,是建筑工程质量中存在的三个老问题。由于砖混结构和砖石砌体与钢筋混凝土梁板的物理、力学性能不同,热胀冷缩和湿胀干缩效应相差悬殊,因此,容易产生温度应力,导致墙体开裂。

二、砌体结构加固施工

(一)直接加固法

1.钢筋混凝土外加层加固法。该法属于复合截面加固法的一种。其优点是施工工艺简单、适应性强,砌体加固后承载力有较大提高,并具有成熟的设计和施工经验;适用于柱、带壁墙的加固;其缺点是现场施工的湿作业时间长,对生产和生活有一定的影响,且加固后的建筑物净空有一定的减小。

2.钢筋水泥砂浆外加层加固法。钢筋水泥砂浆外加层加固法是指把需加固的砖墙表面除去粉刷层后,在砖墙两面附设φ4~φ8mm的钢筋网片,然后抹水泥沙浆面层。该法属于复合截面加固法的一种。其优点与钢筋混凝土外加层加固法相近,但提高承载力不如前者;适用于砌体墙的加固,有时也用于钢筋混凝土外加层加固带壁柱墙时两侧穿墙箍筋的封闭。

3.增设扶壁柱加固法。混凝土扶壁柱与原墙体的连接是十分重要的。该法属于加大截面加固法的一种。其优点亦与钢筋混凝土外加层加固法相近,但承载力提高有限,且较难满足抗震要求,一般仅在非地震区应用。

(二)适用于砌体结构的间接加固方法

1.无粘结外包型钢加固法。用水泥沙浆将角钢粘贴于受荷砖柱的四周,并用卡具卡紧,随即用缀板与角钢焊接连成整体,去掉卡具,粉刷水泥浆以保护角钢。

该法属于传统加固方法,其优点是施工简便、现场工作量和湿作业少,受力较为可靠;适用于不允许增大原构件截面尺寸,却又要求大幅度提高截面承载力的砌体柱的加固;其缺点为加固费用较高,并需采用类似钢结构的防护措施。

2.预应力撑杆加固法。该法能较大幅度地提高砌体柱的承载能力,且加固效果可靠;适用于加固处理高应力、高应变状态的砌体结构的加固;其缺点是不能用于温度在600℃以上的环境中。

三、工程实例

下列工程实例中,除外廊式门诊楼为1∶3白灰砂浆砌斗砖墙,施工质量较差外,均为M2.5混合砂浆砌一砖墙,满丁满条,铺浆刮灰,中缝多不饱满,马牙搓较普遍,砌体质量一般。

1.外廊式办公楼裂缝(见图1)。

南楼1号垂直裂缝在办公楼建成后1年出现,从循口贯通到第2层窗台,宽度不大。冬季由于低温影响,该裂缝显著扩大,宽达10mm左右,并继续向下延伸,直至底层窗台,此后便趋于稳定。使用20年后才进行嵌缝修补并做内、外墙面抹灰,迄今裂缝末重现。2号裂缝与1号裂缝同时出现,但不严重。北楼6号裂缝与7号裂缝完全对称,建成后即出现,至今无大变化。3号裂缝出现在3个楼梯间的北墙面,呈枣核形,各枣核状裂缝部位、走向和大小完全一致。4号及5号裂缝建成后即出现,缝宽达5mm,但只局限于素混凝土条形基础的勒脚部分。该处裂缝经用低稠度水泥砂浆嵌补以后,趋于稳定。

2.内廊式教学楼裂缝(见图2)。教学楼共4栋,其裂缝规律为:顶层内、外纵墙商肩普遍出现正“八”字形裂缝,一般内纵墙裂缝比外纵墙裂缝严重,西端裂缝比东端裂缝严重。横墙(包括山墙)两肩不同程度地出现正“八”字形裂缝。沿顶层门窗口出现的垂直裂缝在施工过程中被最先发现,但极细.只有仔细观察才能辨认,也不扩大。两端“八”字缝出现之后,垂直裂缝甚至“消失”。顶层内纵墙中段接近屋顶板处出现水平裂缝,使屋顶板有鼓起趋势。

对上述工程在竣工前后均进行过沉降观测,排除了基础下沉的因素,所有裂缝皆可确认为温差引起。

四、结语

砌体裂缝因温差和砌体的材质因素产生较普遍,而以沉降、超载致裂的危害较大,因其危害性和处理方法不同,不能一概而论,在具体处理时应正确区分,且以防为主。对裂缝处理的原则是凡已涉及结构安全且变化剧烈的,应当机立断,迅速采取相应对策,加固补强或作拆除返工处理;反之,如变化趋缓、稳定、仅与外观和评定有关、修复后不影响使用,则重点放在表面处理上。总之,只要认真切实地分析查明原因,对症防治,砌体裂缝问题是可以得到妥善处理的。

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