住宅墙体常见裂缝的判断及处理

2010-08-15刘安铭

山西建筑 2010年30期

刘安铭何菲

1998年,我国开始了住房货币化改革,随着经济的飞速发展,城市建设日新月异,人们生活水平的大大提高,大量的住宅商品房在市场上涌现出来后,人们已不再只满足住宅的数量和面积,对住宅房屋的安全性、适用性和耐久性也提出了更高的要求,特别是住宅房屋的质量问题越来越受到人们重视。而商品房在交付使用后,常常为一条墙体裂缝闹上法院,经济赔偿纠纷麻烦,还耽误时间精力。墙体裂缝确实对房屋质量有较大的危害。本文对住宅墙体裂缝进行判断并提出处理方法,帮助设计施工人员控制和预防裂缝,提高住宅房屋的安全性、适用性和耐久性。

住宅墙体裂缝按结构受力体系的不同,分两大类,即砖混结构的墙体裂缝和框剪结构的混凝土墙体裂缝。

1 砖混结构的墙体裂缝

1.1 温差变形引发的砖混结构墙体裂缝

这类裂缝较典型和普遍的是住宅房屋顶层两端内外纵墙上的斜裂缝,其形状呈“八”字形或“X”形,且呈对称性,但有时仅一端有,轻微者仅在两端1个～2个开间内出现,严重者会发展至房屋两端1/2纵长范围内,并由顶层向下几层发展。此类型缝在刚性屋面平屋顶、未设变形缝和隔热层的房屋,更易发生。

1.2 砖混结构基础不均匀沉降引起的裂缝

当基础不均匀沉降时,住宅房屋局部产生不规则变形,基础不足以调整因沉降差而产生应力时,便会使砖砌体的薄弱部位产生不同程度的拉应力和剪应力,当砌体的抗拉、抗剪强度不足以抵抗变形应力时,墙体便会产生裂缝。

1.3 砖混结构墙体其他裂缝

这些裂缝包括:混凝土构件变形导致的砌体裂缝,如当挑梁上填充墙、梁相继同步施工致使挠度过大,其上砌体产生内低外高斜裂及与外纵墙之间的竖缝等;砌体本身承载力不足如砖柱承载不足时在下部1/3高度处出现的竖缝;砌体构造要求不良如施工洞留置和拉结筋放置不当造成的洞边缝,施工质量差造成的裂缝。

1.4 砖混结构墙体裂缝防治措施

1.4.1 对于温度裂缝的防治措施

1)屋盖上设置良好的保温层或隔热层;2)适当加大屋面层圈梁和房屋四角构造柱的配筋和提高顶层砌体的砂浆标号;3)温度伸缩缝严格控制在《砌体结构设计规范》允许范围内;4)在女儿墙根部留一定空隙,使其能自由伸缩且有伸缩余地,或女儿墙设构造柱;5)在住宅房屋两端的1个～2个开间内或总长1/4范围内的屋面板底设置滑动支座,让其自由伸缩;6)严格控制施工质量和材料质量。

1.4.2 对于基础不均匀沉降引起的裂缝的防治措施

1)当房屋建于土质差别较大的地基上,或房屋相邻部分的高度、荷重、结构刚度、地基基础的处理方法等有显著差别时,应在差异部位设置沉降缝,将其划分成刚度较好、长度变化较小的几个单元;2)尽量避免用软弱土层做持力层,若无法避免,可调整上部结构刚度,或采用筏式基础,以减少建筑的沉降;3)对于地基持力层不均匀的住宅房屋,应根据实际情况,将局部基础适当加深或加宽,或局部设计成板带基础,降低基底应力,尽量达到地基均匀沉降;4)在施工过程中应尽量避免对地基土的扰动,做好排水处理,完工后住宅房屋四周做好散水坡及排水地沟,避免地表水浸泡基础而引起局部下沉;5)加强门窗洞口外的刚度,将门窗洞口上的钢筋混凝土过梁与内墙钢筋连接起来,形成一个连续过梁,以增强房屋整体刚度;6)设计时严格按规范设置构造柱和圈梁,必要时可增加圈梁道数,以增加上部结构的刚度。

2 框剪结构的混凝土墙体裂缝

2.1 混凝土收缩裂缝

1)干缩。混凝土体积收缩,使混凝土产生内应力,当收缩快和收缩大时混凝土就会产生裂缝。2)混凝土内部温度变化产生收缩裂缝。当框架柱混凝土内大量发热膨胀时,墙体已开始降温收缩,由于连接在一起的两个构件之间产生温差,变形不同步协调,在柱子附近和墙中间出现裂缝是符合规律的。3)强约束引起裂缝。约束是对结构构件活动和变形的制约,约束分为内部约束和外部约束。当墙体混凝土收缩变形产生内应力,若外约束很强,产生的内应力不能造成约束变形时,则墙体混凝土出现开裂,尤其是早期混凝土容易开裂,因为混凝土早期抗拉强度较低。墙体的最大外约束应力一般都产生在外约束的边缘,即墙体与柱、筒体、基础、底板、梁等交接处。但实际裂缝并非在墙与约束体的交接处,而是离开0.3 m～0.5 m,其理由是裂缝由约束产生,反过来约束又能推迟裂缝的出现和限制裂缝的扩展,这就是人们常说的“模箍作用”。

2.2 住宅房屋的形体及结构构件断面对混凝土墙体裂缝的影响

框架柱断面大,墙板厚度小,柱墙连接断面变化大,不利于防止墙体裂缝,其原因除了柱墙混凝土水化热产生温差收缩变化和大柱子给墙板增加约束造成墙体裂缝以外,还因框架柱是高层建筑主要传力构件,基础以上的所有荷重全部由柱子、筒体传给基础、基岩,当地基出现沉降或基础压缩下沉时,墙体在基础边际部位产生剪力,导致裂缝出现。

2.3 外力作用引起混凝土墙体裂缝

墙体两侧模板未同时拆除,先拆一边,未拆的一边模板支撑给新浇混凝土墙体一个侧向压力,若模板支撑较紧,则混凝土墙体产生裂缝。

2.4 混凝土墙体裂缝防治措施

2.4.1 原材料的控制

由于在剪力墙中配筋很多、很密,为了保证混凝土在结构中的最紧密填充,应当控制石子的最大粒径和粗细集料级配。砂石料的含泥量必须严格控制,当砂石料含泥量超过规定,不仅增加了混凝土的收缩,同时又降低了混凝土的抗拉强度,容易引起裂缝。由于墙板结构施工中的水化热及收缩很可观,所以应尽可能选用低水化热、低收缩的水泥。

2.4.2 从施工组织来控制

采用科学合理的施工组织设计,根据混凝土的凝结时间对混凝土的浇筑施工及混凝土搅拌站的混凝土供应做合理的协调,使上层混凝土在下层混凝土浇筑后3 h～5 h内浇筑。混凝土的初凝时间并不是混凝土不致出现冷缝的终凝时间,实际上在此时浇筑混凝土,上下层混凝土的结合已经很弱,如在混凝土接近初凝之时,对混凝土进行振动,同样也会在新旧混凝土之间形成一层薄弱层,影响结构的整体性,形成冷缝。为防止产生分层缝,在浇筑上层混凝土时,捣棒应插入下层混凝土5cm～10cm,以利于两层混凝土充分结合。同样,分层缝的出现也将使混凝土的整体性能降低。

2.4.3 从结构设计来控制

为防止墙板结构的裂缝,在结构设计方面主要应考虑好温度钢筋的设计,充分利用构造钢筋的作用以减小墙板结构的温度应力和收缩应力。由于引起墙板裂缝的主要因素是水化热及降温引起的拉应力,所以必须尽可能减少入模温度,应分层散热浇灌,预防激烈的温、湿度变化,为混凝土创造充分应力松弛的条件。

应避免结构突变(或断面突变),产生应力集中,导致应力集中裂缝。当不能避免断面突变时,应作局部处理,做成逐渐变化的过渡形式,同时加配钢筋。“适当”的构造配筋能够提高混凝土的极限拉伸,对控制混凝土的温度收缩裂缝及收缩裂缝有积极的作用。在墙板结构中,采取增配构造钢筋的措施,使构造钢筋起到温度筋的作用,能有效地提高混凝土的抗裂性能。

3 裂缝处理方法

1)加大截面加固法。加大截面加固法是采用与原有构件同类的材料,通过增大截面的面积,提高构件的承载能力和刚度,达到对原构件进行加固的目的。2)外包钢加固法。外包钢加固法是把型钢或钢板等材料包在被加固(钢筋混凝土)构件的外侧,通过外包钢与原有构件的共同作用,提高构件的承载能力和刚度,达到加固的目的。3)外加预应力加固法。外加预应力加固法是采用外设预应力拉杆或撑杆对结构构件或整体进行加固的方法。它通过改变原结构的内力分布、降低结构原有应力水平来间接提高结构的承载能力。4)改变受力体系加固法。改变受力体系加固法是以减小结构的计算跨度和变形,间接提高承载能力的一种加固方法。为了减小构件的计算跨度,常采用增设支点(包括柱支座和弹性支座)和采用托梁技术,从而改变结构的受力体系,使承载能力得以提高。5)粘钢加固法。粘钢加固法是将钢板用结构胶粘贴在混凝土构件的外部,以提高结构承载能力的一种方法。6)粘贴纤维复合材料法。粘贴纤维复合材料加固方法与贴钢加固法相似,只是加固用的材料是纤维复合材料。