浅谈砖混结构墙体裂缝的成因及防治
2012-04-10高春生
王 颖 高春生
1河南省建筑科学研究院有限公司(450053) 2郑州市正岩建设有限公司(450000)
0 前言
近年来,砖混结构工程中墙体出现裂缝的现象较为普遍,裂缝位置走向不一,程度轻重差别较大,轻则影响房屋正常使用和观感,重则影响结构安全,产生安全隐患。因此分析产生裂缝的原因并做好预防措施,是工程技术人员的一项重要任务。近几年来,作者通过对砖混结构房屋墙体常见裂缝进行分析研究,根据形态特征对裂缝类型进行归纳总结,并采取相应防治措施,论述如下。
1 常见裂缝的成因及类型
砖混结构房屋墙体产生裂缝的原因归纳起来主要有两方面:①在各种直接荷载(包括静、动荷载)作用下墙体产生的裂缝,称为受力裂缝;②由于温度、干缩、变形或地基不均匀沉降等产生应力而引起的裂缝,称为非受力裂缝。在砖混结构工程中,最为常见的墙体裂缝是温度、干缩、变形或地基不均匀沉降产生的非受力裂缝。
1.1 温度变化引起的墙体裂缝
温度的变化会引起材料的热胀、冷缩,由于砖砌体和钢筋混凝土线膨胀系数不同,当温度变化时二者会产生变形不协调,从而导致墙体开裂。此类裂缝主要发生在钢筋混凝土平屋面的砖混结构住宅中。典型裂缝形式如下:
1)“八”字形裂缝。多见于砖混结构房屋顶层内、外纵墙两端,尤其是外纵墙沿窗洞口对角裂缝居多,其原因是混凝土结构屋面受环境温度影响与砖砌体变形不一致,在墙体内产生拉应力导致墙体开裂。轻微者仅在两端1~2个开间内出现,严重者会发展至房屋两端1/3纵长范围内,并由顶层向下几层发展。
2)倒“八”字形裂缝。多见于砖混结构房屋底层纵墙两端,沿窗洞口对角开裂,其原因是冬季墙体受温度影响收缩变形受到地基约束,在窗洞口处产生集中应力,导致墙体开裂。
3)水平裂缝。多见于顶层横墙、纵墙、女儿墙及山墙处,在日照条件下屋面板受热膨胀对墙体产生水平推力,使纵横墙与屋盖的接触面上产生水平裂缝。
4)竖向裂缝。多见于纵墙中部,出现贯穿房屋全高的竖向裂缝。当房屋纵向较长,又未设置伸缩缝,当环境温度变化时,墙体中温度应力较大造成开裂。
1.2 干缩裂缝
一般来讲,烧结黏土砖其干缩变形很小,且变形完成比较快,只要不使用新出窑的砖,不需要考虑砌块本身的干缩变形引起的附加应力。但对于灰砂砖、粉煤灰砖等砌块,随着含水量的降低,材料会产生较大的干缩变形,当墙体较长时会在跨中墙体产生竖向裂缝,严重者甚至将砌块拉裂。
1.3 地基不均匀沉降引起的墙体裂缝
当地基发生不均匀沉降后,沉降不一致的砌体之间会产生相对位移,从而使砌体中产生附加应力,当这种附加应力超过砌体抗力时,便会产生裂缝。这种裂缝往往是由沉降较小的一边向沉降较大的一边逐渐向上发展,且多发生在门窗洞口处。典型裂缝形式如下:
1)“八”字形裂缝。长高比较大的砖混结构房屋,当中部地基沉降大于两端时,在房屋底层纵墙两端会产生正“八”字裂缝,多沿门窗洞口对角开裂延伸。
2)倒“八”字形裂缝。长高比较大的砖混结构房屋,当两端地基沉降大于中部时,在房屋底层纵墙两端会产生倒“八”字裂缝,多沿门窗洞口对角开裂延伸。
3)竖向裂缝。当地基突变,一端沉降较大时,在突变处墙体上产生自下向上的竖向裂缝,裂缝下宽上窄。对于有些底层窗洞口较大的砖混结构,当窗间墙受荷后,由于地基反力作用,会在底层窗台下墙体中部产生竖向裂缝。
2 防止墙体开裂的具体构造措施
2.1 防止温度及干缩裂缝的措施
1)屋盖上设置保温层或隔热层。2)在屋盖的适当部位设置控制缝,控制缝的间距不大于30 m。3)当采用现浇混凝土挑檐的长度大于12 mm时,宜设置分隔缝,分隔缝的宽度不应小于20 mm,缝内用弹性油膏嵌缝。4)合理设置灰缝钢筋,要求如下:①在墙洞口上、下的第一道和第三道灰缝设置钢筋,钢筋伸入洞口每侧长度应不小于600 mm;②在楼盖标高以上、屋盖标高以下的第二或第三道灰缝及靠近墙顶的部位设置钢筋;③灰缝钢筋的间距不大于600 mm;④灰缝钢筋距楼、屋盖混凝土圈梁或配筋带的距离应不小于600 mm;⑤灰缝钢筋宜通长设置,当不便通长设置时,允许搭接,搭接长度不小于55 d;⑥灰缝钢筋两端应锚入相交墙或转角墙中,锚固长度不小于1 m;⑦灰缝钢筋应埋入砂浆中,其保护层上下应不小于3 mm,外侧不小于15 mm,灰缝钢筋宜进行防腐处理;⑧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75 d和300 mm;⑨设置灰缝钢筋的房屋的控制缝的间距不宜大于30 m。
2.2 防止地基不均匀沉降引起裂缝的措施
1)加强地基探槽工作。对于复杂的地基,在基槽开挖后应进行普遍钎探,对探出的软弱部位加固处理后,方可进行基础施工。
2)合理设置沉降缝。凡不同荷载、高差悬殊、长度过大、平面形状较为复杂、同一建筑物地基处理方法不同或有部分地下室的房屋,都应设置沉降缝,以避免因地基沉降不均造成墙体开裂。
3)加强上部结构的刚度,提高墙体抗剪强度。如在基础顶及各楼层门窗洞口上部设置圈梁;砌筑操作过程严格执行规范规定,采取砖浇水润湿,改善砂浆和易性,提高砂浆强度、饱满度、施工临时间断处严禁留直槎等措施。
4)为避免多层房屋底层窗台下出现裂缝,除了加强基础整体性外,也可采取在大窗洞口下部增设40 mm厚钢筋混凝土带以提高结构的整体性。
2.3 施工中防止裂缝的其他措施
1)砌体施工过程中,应严格做好各种原材料的质量控制,砂浆搅拌应严格按要求进行操作和配料。2)砌体施工每日砌筑的高度不能超过1.8 m的规范要求。3)砌体在砌筑过程中严禁打凿,特别是轻质砌体。砌体质量要严格控制好,砂浆要饱满,拉结筋应按规范要求进行留设。4)预留施工孔洞应按要求留设和封堵。
3 裂缝的修复
1)对于受力裂缝,需根据裂缝墙体承载能力复核验算结果,采用钢筋网水泥砂浆面层加固法或钢筋水泥夹板墙法进行加固处理。
2)对于非受力裂缝,如裂缝数量较少且宽度不大可采取填缝法或压浆法进行修复,如裂缝数量较多且宽度较大可采取钢筋网水泥砂浆面层加固法进行修复。
4 结语
通过对砖混结构房屋常见墙体裂缝的分析研究,裂缝虽然不可完全避免,但只要采取全过程控制的方法,从设计、原材料到施工都加强管理,严格遵守相关规范和操作规程,就能大大减少墙体裂缝产生的可能性,或将裂缝数量控制在最小程度,从而确保工程施工质量。