砌体裂缝的原因及防治措施
2019-08-27王晓东
王晓东
摘 要:由于砌体的抗拉、抗弯、抗减性能差,而且由于设计、施工以及建筑材料等多方面原因引发的砌体结构质量事故也较多,其中砌体出现裂缝是非常普遍的现象,砌体中出现裂缝不仅影响建筑物的美观,而且还造成房屋渗漏,甚至会影响到建筑物的结构强度、刚度、稳定性和耐久性,也会给房屋使用者造成较大的心理压力和负担。在很多情况下,裂缝的发生与发展也是大事故的先兆。
关键词:温度裂缝;干缩裂缝;控制措施
1 前言
房屋建筑中常用的砌体有砖砌体、石砌体、混凝土小型空心砖砌体、蒸压加气混凝土砌块等砌体。砌体结构的材料来源广泛,施工设备和施工工艺简单,相对造价低廉,是我国的传统建筑,因而得到广泛的应用。它是房屋建筑工程中的重要组成部分,举足轻重。
由于砌体的抗拉、抗弯、抗减性能差,而且由于设计、施工以及建筑材料等多方面原因引发的砌体结构质量事故也较多,其中砌体出现裂缝是非常普遍的现象,砌体中出现裂缝不仅影响建筑物的美观,而且还造成房屋渗漏,甚至会影响到建筑物的结构强度、刚度、稳定性和耐久性,也会给房屋使用者造成较大的心理压力和负担。在很多情况下,裂缝的发生与发展也是大事故的先兆。对此,必须引起足够重视。
最为常见的裂缝分两大类,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 产生裂缝的原因
引起砌体结构墙体裂缝的原因很多,如地基、沉降、温度变化、干缩,也有设计上的疏忽、施工质量、材料不合格、缺乏施工经验等。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。
(1)温度裂缝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,墙体就会产生不规则裂缝。最常见的裂缝是在砼平屋顶房屋顶层两端的墙体上,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。
①八字裂缝:当基础沉降不均匀时,门窗口边产生了型裂缝,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得多,从而对墙体产生附加水平推力墙体受到屋盖的推力而产生剪应力。
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。
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,砌块、灰砂砖等新型墙体材料,施工时缺乏对材料的用途和了解,使用砂浆不适合,没有采取注芯材料和相应的构造措施,使用黏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。
(2)干燥收缩裂缝对于烧结制品材料,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,一般不用考虑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。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%左右。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。
(3)温度、干缩共同产生的裂缝,对于烧结类块材最为常见,如砌块、灰砂砖、粉煤灰砖等砌体。其在建筑物墙体上的分布一般可以分为这两种裂缝的组合,或因具体条件的不同而呈现不同的裂缝现象,而其裂缝的后果往往较单一因素更为严重。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。
3 砌体裂缝的控制措施
长期以来人们一直在寻求控制砌体结构裂缝的实用方法,并根据裂缝的性质及影响因素有针对性的提出一些预防和控制裂缝的措施。从防止裂缝的概念上,形象地引出“防”“放”“抗”相结合的构想,这些构想、措施有的运用到工程实践中,一些措施也引入到《砌体规范》中,也收到了一些效果,但总的来说,我国砌体结构裂缝仍较严重,其原因有以下几种:
3.1 设计者重视强度设计而忽略抗裂构造措施。
长期以来大多数人居住的是单位福利房,公共建筑,对砌体结构的各种裂缝习以为常,都不重视,设计者一般认为多层砌体房屋比较简单,在强度方面作必要的计算后,针对构造措施,绝大部分引用国家标准或设计规范,很少单独提出有关防裂措施和要求,更没有对这些措施的可行性进行调查或总结。因为裂缝的危险仅为潜在的,尚无结构安全问题,不涉及到责任问题。因此,首先设计人员在施工图设计时,因明确指出容易忽略的地方,以引起监理、施工现场操作人员的高度重视。
3.2 防治温度裂缝的措施
(1)屋面设置保温层,减少温度变形,屋盖施工尽量做好保温层。
(2)屋面、挑檐可采取分块预制,或留置伸缩缝,或在屋面与砖墙设置滑动面,以减少屋面伸缩对墙体的影响。
(3)对房屋较长、平面形状较复杂、构造和刚度不同的房屋,可每隔一定的距离将屋盖、楼盖、墙体或其他有关构件断开,形成若干个较小的单元,每个单元因温度变形和收缩产生的拉力大大减小,从而防止女儿墙根部与平屋面交接处受到的向外或向内的水平作用力所产生的裂缝。
(4)垂直裂缝:当房屋的楼(屋)面为现浇钢筋混凝土结构时,由于收缩和降温引起的屋面缩短受到墙体的限制,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)面上每个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,错层处的墙体容易产生局部的垂直裂缝。
3.3 砌体干缩变形引起墙体开裂应采取的措施
(1)提高砂浆强度,保证砌体质量。砌筑用砂浆的种类、强度等级应符合设计要求,不同品种的水泥不得混合使用,砂浆用砂不得含有杂物,灰缝应饱满。在易开裂处设置水平钢筋承受拉力。
(2)砌筑的组砌方法应正确,严格按照规范要求施工。砌体转角处和交接处和交接处应同时砌筑,严禁无可靠措施的内外墙分砌施工。对不能同时砌筑而又必须留置的临时断处应砌成斜搓,斜搓的水平投影长度不应小于高度的2/3。
(3)在屋盖的适当部位设置控制缝,控制缝的间距不大于30m。
(4)在较长房屋墙体中设置伸缩缝。将伸缩缝设在因温度和收缩变形可能引起应力集中、砌体产生裂缝可能性最大的地方。
(5)在现浇混凝土挑檐的长度大于12m内,宜设置分隔缝,分隔缝的宽度不應小于20mm,缝内用弹性油膏嵌缝。
(6)楼(屋)面板下设置现浇钢筋混凝土圈梁,并沿内外墙拉通,房屋两端圈梁下的墙体宜适当设置水平钢筋。