墙体出现裂缝的原因及预防措施

2010-08-15廖寒冬

山西建筑 2010年7期

廖寒冬

随着我国住房商品化的进展,人们对居住环境和建筑质量的要求不断提高,对建筑物墙体裂缝的控制要求更为严格。由于建筑物的质量低劣,如墙体裂缝、渗漏等涉及的纠纷与官司越来越多,建筑物的裂缝已成为住户评判建筑物安全与否的一个非常直观、敏感和首要的质量标准。因此加强砌体结构的抗裂措施,已成为我们共同关注的课题。

1 墙体裂缝产生的原因

引起墙体裂缝的因素很多,既有地基、温度、干缩,也有设计上的疏忽、施工质量、材料不合格及设计施工人员缺乏经验等。根据工程实践和统计资料,这类裂缝几乎占全部可遇裂缝的80%以上。而最为常见的裂缝有两大类:1)温度裂缝;2)干燥伸缩裂缝,简称干缩裂缝,还有一些是由温度和干缩共同产生的裂缝。

1.1 地基不均匀下沉引起的墙体裂缝

地基不均匀下沉引起的墙体裂缝一般发生在纵墙的两端,多数裂缝通过窗口的两个对角向沉降较大的方向倾斜,并由下向上发展。由于横墙刚度较大,一般不会产生较大的相对变形,故很少出现这类裂缝。裂缝多在墙体下部,向上逐渐减少,裂缝宽度下大上小,常常在房屋建成后不久就出现,其数量及宽度随时间而逐渐发展。窗间墙水平裂缝,一般在窗间墙的上下对角处成对出现,沉降大的一边裂缝在下,沉降小的一边裂缝在上,竖向裂缝发生在纵墙中央的顶部和底层窗台处,裂缝上宽下窄。

斜裂缝主要发生在软土地基上,由于地基不均匀下沉,使墙体承受较大的剪切力,当结构刚度较差、施工质量和材料强度不能满足要求时,导致墙体开裂。

1.2 温度裂缝

温度的变化会引起材料的热胀冷缩,当约束条件下温度变形引起的温度应力足够大时,墙体就会产生温度裂缝。最常见的裂缝是在房屋顶层两端的墙体上,如在门窗洞边的正八字斜裂缝,平屋顶下或屋顶圈梁下沿砖(块)灰缝的水平裂缝,以及水平包角裂缝(包括女儿墙)。同时导致平屋顶温度裂缝的原因,是顶板的温度比其下的墙体高得多,而混凝土顶板的线膨胀系数又比砖砌体大得多,故顶板和墙体之间的变形差在墙体中产生很大的拉力和剪力。剪应力在墙体内的分布为两端附近较大,中间渐小,顶层大,下部小。温度裂缝是造成墙体早期裂缝的主要原因。这些裂缝一般经过一个冬夏之后才逐渐稳定,不再继续发展,裂缝的宽度随着温度变化而略有变化。

八字裂缝一般发生在平屋顶房屋顶层纵墙面上,这种裂缝往往发生在夏季屋顶圈梁、挑檐混凝土浇筑后,而保温层未施工前。由于混凝土和砖砌体两种材料膨胀系数不同,在较大温差情况下,纵墙因不能自由缩短而在两端产生八字斜裂缝,无保温屋盖的房屋,经过冬夏气温的变化也容易产生八字裂缝。檐口下水平裂缝、包角裂缝以及在较长的多层房屋楼梯间处的竖直裂缝,产生的原因与上述原因相同。对于一些长度较大的房屋,在纵墙中间部位可能出现竖向裂缝,裂缝宽度中间大,两端小。

1.3 干缩裂缝

干缩变形的特征是早期发展比较快,如砌块出窑后放置28 d能完成50%左右的干缩变形,之后逐步变慢,几年后材料才能停止干缩。但是干缩后的材料受湿后仍会发生膨胀,脱水后材料会再次发生干缩变形,但其干缩率有所减小,约为第一次的80%。这类干缩变形引起的裂缝在建筑上分布广、数量多、裂缝的程度也比较严重。

2 预防和控制措施

1)“防、放、抗”相结合对裂缝进行控制,目前设计中控制温度裂缝开展的措施是采用“防”“放”“抗”相结合的原则。例如,滑模施工的墙壁应选择适当的壁厚,尽可能双层配筋,配细一些,密一些。亦可在两根粗筋中间配置几根细钢筋以提高抗裂度,提高极限拉伸,是“防”的措施。在顶板与墙体间设置滑动层(利用沥青油毡、滑石粉、白铁皮等),再把圈梁设于滑动层下,如能控制圈梁与顶板之间可能微动但不能大动(有钢筋拉结),既解决了裂缝问题,又不降低抗震能力,是“放”的方法。也可以将圈梁、顶板连接成一体,设框架立柱,其中作女儿墙,是“抗”的方法,在施工中,墙体的构造应尽量加强,但顶板与墙的连接应尽可能有“放”的余地,可谓“以放为主,抗放兼施”。

2)深化设计,遏制裂缝的产生:a.对多层砖混结构住宅楼底层窗台下的裂缝,设计人员在进行设计时,尽可能减少地基不均匀沉降而引起的上部主体开裂,外墙窗台下可能考虑增加一道腰梁,或采取加通长钢筋混凝土窗台压顶板等措施。b.针对楼层顶部所出现的温度裂缝,在设计中应进行热工计算,提出足以抵抗温度变形的结构措施和减少温差的技术措施,例如增加锚拉,设置隔热措施,按规范要求设置伸缩缝等。

3)严把施工质量关:a.对于窗台下的裂缝,在施工时要合理安排施工工期,不能盲目求快,尤其经人工处理过的地基,必须严格控制施工进度,进行必要的夯实和加固,以防止主体结构完成后出现因地基不均匀沉降引起的裂缝。b.对于顶层及女儿墙的裂缝,在施工过程中都要严格把关。圈梁与女儿墙的裂缝,在施工过程中也要严格把关。圈梁与女儿墙砌体的结合面要扫干净,人工凿毛、洒水润湿后再砌砖:浇筑短构造柱混凝土时,要把主筋插入圈梁内并与圈梁钢筋焊接在一起,先砌墙壁后浇混凝土,砌墙时严禁干砖上墙,严格控制砂浆配合比、砂浆饱满度,定期养护,确保砌筑质量,进而提高抗裂能力,杜绝顶层及女儿墙产生温度裂缝的隐患。

4)防止地基不均匀沉降引起的墙体开裂首先应处理好不均匀地基,且应将地基处理和上部结构的处理结合起来考虑。从钻探报告入手,钻探报告是设计人员的主要设计依据,必须提高地质勘测人员的业务水平、政治素质和职业道德素质,加强责任感,这样才能使钻探报告具有真实性和可靠性。从设计入手,采取多种措施,增强多层住宅的基础刚度和整体刚度。建筑措施,多层住宅的平面形状应力求简单,规则整齐,尽量避免形状复杂,阴角太多;避免建筑物有显著的高差或荷载差异。在软土地区建筑物的裂缝事故,往往以有高度差异或荷载差异的建筑物为多见,尤其是高、低或轻、重单元连成一体未设置沉降缝时易发生。

5)其他措施。设置沉降缝,多层住宅的单位体长度应控制在50 m以内,长度较大的住宅,考虑在适当部位设置沉降缝;对于平面图形复杂的,或有层高高差及荷载显著不同的,要在其转折处,层高高差处或荷载显著不同的部位设置沉降缝;在地基土的压缩性有显著不同处或在地基处理方法不同处设置沉降缝。

结构措施,控制建筑物的长高比。长高比是保证砖石承重结构建筑物刚度的主要因素。长高比大的建筑物,调整地基不均匀变形的能力就差,相反,如将建筑物长高比限制在一定范围内,合理布置纵横墙。承重结构的墙身是房屋挠曲的主要受力构件,它具有调整地基不均匀变形的能力。纵、横墙的布置合理与否,对建筑物的整体刚度影响很大。如纵墙贯通而横墙密布,则犹如空胀多肋深梁,刚度很大,这时基础沉降也较均匀。为了保证建筑物的整体刚度,对于砖石承重结构的纵横墙应尽量贯通,横隔墙的间距不宜过大。

设置圈梁。在建筑物的墙体设置钢筋混凝土圈梁的主要作用是增强建筑物的整体性,它在一定程度上能防止或减少裂缝的出现,即使出现了裂缝也能阻止裂缝的发展。