严寒地区砌体结构温度裂缝事故分析与处理

2010-04-14严和平

四川建筑 2010年4期

严和平

(石河子开发区宏业建筑安装工程有限责任公司,新疆石河子 832014)

新疆地处严寒地区,具备气候干燥,年温差、日温差大等特点。以石河子为例,本地年温差达 41.6℃、日温差达13.1℃[1]。因此,砌体结构中因温度应力导致墙体开裂是工程中较为普遍的问题,砖砌体属于脆性材料,温度裂缝的存在降低了墙体的整体性、耐久性和抗震性能,墙体的裂缝给居住者在感观上和心理上造成不良影响,特别是在施工过程中就出现裂缝的情况,更应引起广泛重视。

笔者针对本地一工程在施工过程中墙体出现大量裂缝的实例,进行了现场调查,经判断为温度裂缝,分析了裂缝形成机理,从设计、施工角度提出相应裂缝控制措施,以供参考。

1 工程事故情况

某商品批发集市为 6栋 2层一字形砖砌体房屋,横向尺寸为 12m,纵向尺寸为 39.6m,底层层高为 2.8m,顶层层高为 2.2m,每栋房屋只有四大角设构造柱,屋面板下设圈梁一道。本工程于当年10月完成主体施工后停工,未做保温层。次年4月下旬开工,主要进行墙体抹灰和屋面工程。5月6日屋面二道冷底子油做完,5月7日发现墙体有大量裂缝,且6栋建筑的裂缝情况相似。

裂缝主要分布规律为顶层较一层严重,端部较中部严重;顶层内外纵墙均出现正八字形裂缝,外纵墙裂缝主要集中与门窗洞口角部,内纵墙裂缝情况较外墙更为严重,在端部 1～3开间大面积出现裂缝,裂缝均已贯穿墙体;顶层山墙有水平裂缝,裂缝未贯穿墙体,裂缝宽度由表及里,由宽变窄,开口方向为由端部向中部张开,有明显对称性;裂缝最大宽度达 3～4mm。根据当地气象资料,5月1日以后,环境气温最高 33℃,最低 13℃,日温差达 20℃。经检测,砌体强度符合规范要求,且结构基础无相对沉降,可判断此结构裂缝为温度应力裂缝。

2 墙体温度裂缝形成机理分析

砌体结构墙体温度裂缝形成主要是由于屋面长时间受太阳辐射作用,其温度较墙体高出许多。且由于在相同的温度变化情况下,钢筋混凝土屋面板的线膨胀系数比砖的线膨胀系数大一倍。使得屋面板的受热膨胀变形要比墙体大得多,屋面变形受到墙体约束,屋面板对墙体顶端作用水平推力,使得屋盖与墙体接触面产生剪力。剪力与屋面荷重共同作用下使墙体处于受剪、受拉的双向应力状态,当主拉应力超过墙体抗拉、抗剪强度时,便引起主拉应力斜裂缝或剪应力水平裂缝[2]。

3 事故原因分析及处理

3.1 事故原因分析

根据当时气象资料表明,裂缝发生时的最高温度为33℃。在太阳直接照射下,屋面冷底子油做完后,保温隔热层没有及时做上。致使黑色混凝土板面长时间曝晒吸热,可接近 70℃ ～80℃,产生过大的膨胀变形。全天温差可达50℃～60℃,导致屋面板相对墙体变形大得多,最终导致了大面积墙体开裂。此外,本工程的构造措施薄弱,构造柱设置相对较少,圈梁仅屋面设置一道,导致结构整体性差,抵抗温度应力的能力较弱。

3.2 事故处理

该工程在屋面保温隔热层施工完成后,裂缝逐渐缩小,特别是两端横墙上的水平裂缝缩小很多,表明屋面板对墙体的水平推力大大减小。针对本工程裂缝的分布特点,以及裂缝对承载力影响不大的前提,所以采取的裂缝处理方法为填缝法[3]。具体做法是沿裂缝方向开一宽度为 20mm的槽,上面用钢丝网覆盖,再用 1∶2.5的水泥砂浆粉刷填补。