砌体裂缝的成因及防治措施
2011-12-30方啟霞
方啟霞
(浙江宝业住宅产业化有限公司,浙江 绍兴 312030)
1 前言
砌体结构其建筑材料分布广,容易就地取材,且较水泥钢材和木材的价格便宜,具有良好的耐火性和较好的耐久性能,使用期限较长,因此得到广泛运用。但是,砌体结构也存在许多缺点,其抗拉、弯、剪的强度又较其抗压强度低,抗震性能差,在多层砌体结构建筑物中,墙体裂缝多有发生,裂缝出现时间因不同的建筑物而异。对于多层砌体建筑来说,砌体裂缝影响建筑的整体性,降低结构强度、刚度和稳定性,影响建筑合理使用寿命。因此如何防治砌体结构裂缝已是工程技术人员不可忽视的重要课题。
2 产生裂缝的原因
引起砌体结构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,一是温度裂缝,二是干燥收缩裂缝,简称干缩裂缝,以及由温度和干缩共同产生的裂缝。
2.1 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。最常见的裂缝是在砼平屋盖房屋顶层两端的墙体上,如在门窗洞边的八字型裂缝,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)和垂直裂缝。
2.1.1 八字型裂缝:当外界温度上升时,外纵墙本身沿长度方向将有所伸长,但屋盖部分的伸长量比墙体的伸长量大的多,从而导致墙体产生裂缝。
2.1.2 水平裂缝和包角裂缝:平屋顶的房屋,有时在屋面板部或顶层圈梁附近出现沿外墙的纵向水平裂缝和包角裂缝。这是由于屋面伸长或缩短引起的向外或向内的推力产生的。
2.1.3 女儿墙裂缝:由于屋面板和水泥砂浆面层发生过大温度变形,使女儿墙跟部受到向外或向内的水平作用力而引起的女儿墙根部与平屋面交接处砌体外凸或女儿墙外倾所产生的。
2.1.4 垂直裂缝:当房屋的楼(屋)为现浇钢筋混凝土结构时,由于收缩和降温引起的楼(屋)面缩短受到了墙体的限制,使楼(屋)面构件处于受拉状态。如果房屋过长,或设计时按采暖考虑而实际上未采暖,则可能在楼(屋)面上每隔一定距离发生贯通全宽的裂缝,在四个角发生八字型裂缝。当房屋有错层时,错层处地墙体容易产生局部的垂直裂缝。
2.2 干缩裂缝烧结粘土砖,包括其它材料的烧结制品,其干缩变形很小,且变形完成比较快。只要不使用新出窑的砖,一般不要考虑砌体本身的干缩变形引起的附加应力。但对这类砌体在潮湿情况下会产生较大的湿胀,而且这种湿胀是不可逆的变形。对于砌块、灰砂砖、粉煤灰砖等砌体,随着含水量的降低,材料会产生较大的干缩变形。
2.3 温度、干缩及其它裂缝对于烧结类块材的砌体最常见的为温度裂缝,面对非烧结类块体,如砌块、灰砂砖、粉煤灰砖等砌体,也同时存在温度和干缩共同作用下的裂缝,其在建筑物墙体上的分布一般可为这两种裂缝的组合,或因具体条件不同而呈现出不同的裂缝现象,而其裂缝的后果往往较单一因素更严重。另外设计上的疏忽、无针对性防裂措施、材料质量不合格、施工质量差、违反设计施工规程、砌体强度达不到设计要求,以及缺乏经验也是造成墙体裂缝的重要原因之一。如对砼砌块、灰砂砖等新型墙体材料,没有针对材料的特殊性,采用适合的砌筑砂浆、注芯材料和相应的构造措施,仍沿用粘土砖使用的砂浆和相应的抗裂措施,必然造成墙体出现较严重的裂缝。
3 裂缝的预防措施
目前,由于砌体房屋砌体开裂的成因的复杂性,根据目前的技术经济水平,尚不能完全防止和杜绝由于钢筋混凝土屋盖的温度变形和砌体干缩变形引起的墙体局部裂缝。只能通过一些合理的构造措施,使砌体房屋墙体的裂缝的产生和发展达到可接受的程度。
3.1 温度变化引起的墙体开裂
防止主要由温度变化引起的砌体结构开裂,宜采取下列措施:当采用整体式或装配式的钢筋混凝土屋盖时,宜在屋盖上设置保温层或隔热层;在屋盖的适当部位设置控制缝,控制缝的间距不大于30m;当采用现浇混凝土挑檐的长度大于12m时,宜设置分隔缝,分隔缝的宽度不应小于20mm,缝内用弹性油膏嵌缝;建筑物温度伸缩缝的间距应满足现行《砌体结构设计规范》的规定,控制缝宜在建筑物墙体的适当部位设置,控制缝的间距不宜大于30m;非地震地区,在房屋顶层宜设钢筋混凝土圈梁。
3.2 墙体材料的干缩引起的开裂
①设置控制缝:在墙的高度变化处、厚度变化处、在门、窗洞口的一侧或两侧设置竖向控制缝;竖向控制缝,对3层以下的房屋,应沿房屋墙体的全高设置;对大于3层的房屋,可仅在建筑物层和顶层墙体的上述位置设置;控制缝在楼、屋盖处可不贯通,在该部位宜做成假缝,以控制可预料的裂缝;对有规则洞口外墙不大于6m;对无洞墙体不大于8m及墙高的3倍;转角的控制缝距墙转角的距离不大于4.5m;②设置灰缝钢筋:在墙洞口上、下的第1道和第2道灰缝,钢筋伸人洞口每侧长度不应小于600mm;在楼盖标高以上,屋盖标高以下的第2或第3道灰缝,和靠近墙顶的部位;灰缝钢筋的间距不大于600mm;灰缝钢筋距楼、屋盖混凝土圈粱或配筋带的距离不小于600mm;灰缝钢筋宜采用小螺纹钢筋焊接网片,网片的纵向钢筋不小于25,横筋间距不宜大于200mm;灰缝钢筋宜通长设置,当不便通长设置时,允许搭接,搭接长度不应小于300mm;灰缝钢筋两端应锚人相交墙或转角墙中,锚固长度不应小于300mm;灰缝钢筋应埋人砂浆中,灰缝钢筋砂浆保护层,上下不小于3 mm,外侧小于15mm,灰缝钢筋宣进行防腐处理;当利用灰缝钢筋作砌体抗剪钢筋时,其配筋量应按计算确定,其搭接和锚固长度尚不应小于300mm;设置灰缝钢筋的房屋的控制缝的间距不宜大于30m。③ 在墙体中设置配筋带:在楼盖处和屋盖处、墙体的顶部窗台的下部设置配筋带;配筋带的间距不应大于2400mm,也不宜小于800mm;配筋带的钢筋,对190mm厚墙,不应小于2 l2,对250~300mm厚墙不应小于2 16,当配筋带作为过梁时,其配筋应按计算确定;配筋带钢筋宜通长设置,当不能通长设置时,也可搭接,但搭接长度不应小于45 d和600mm;配筋带钢筋应弯过转角墙锚固,锚固长度不应小于35d和400mm;当配筋带仅用于控制墙体裂缝时,宜在控制缝处断开,当设计考虑需要通过控制缝时,宜在该处的配筋带表面做成虚缝,以控制可预料的裂缝位置;对地震设防裂度≥7o的地区,配筋带的截面不应小于190mm×200mm,配筋不应小于4 10。
3.3 地基沉降引起的开裂
防止主要由地基沉降引起的裂缝,可采用下列措施:建筑物的体型力求简单;合理设置沉降缝。在建筑物平面转折处、建筑高度荷载突变处、结构类型不同处以及地基土软硬交界处设置沉降缝;减轻结构自重;增强建筑物的刚度和强度。设置封闭圈梁和构造柱,特别是增强顶层和底层圈梁、合理布置纵横墙、采用整体性好、刚度大的基础形式等;减小或调整基底的附加应力。改变基础地面尺寸,使不同荷载的基础沉降量接近。
4 结束语
控制裂隙的产生和扩展,是建筑工程中必不可少的重要环节,应引起足够重视,尤其在当前建筑物普通向高层、大型化发展的形势下,制定一项统一的规范和技术标准已迫在眉捷.控制裂隙,重点在防,并需要从设计、施工上共同努刀,采取有针对性的防裂措施,加大主动控制的力度,才能提高新建房屋质量的可靠性,只要严格执行规范,做到设计与施工紧密配合。控制裂隙是完全可以做到的.
[1]唐岱新,龚绍熙,周炳章.砌体结构设计规范理解与应用[M].北京:中国建筑工业出版社,2002.
[2]王铁梦.工程结构裂缝控制[M].北京:中国建筑工业出版社,1997.