砌体结构房屋裂缝产生的原因及对策分析
2020-02-15
郑州工业应用技术学院,河南 新郑 451100
1 砌体结构发生裂缝的种类
砌体结构的裂缝主要包括变形裂缝与荷载裂缝两种,其中按照发生原因的不同变形裂缝又分为温度裂缝、干缩裂缝、沉降裂缝等三种。温度裂缝主要是由于温度变化导致砌体发生裂缝,最典型的就是窗洞口边出现正八字斜裂缝,还会出现在平屋顶顶层两端墙体、屋顶圈梁下等。温度裂缝主要会损伤装饰层,影响到墙体的美观性,且会随着温度变化而不断扩大,影响到建筑整体结构的稳定性。干缩裂缝是由于砌体与混凝土不均匀收缩导致的裂缝,主要出现在内外纵墙中间部位,并会延伸至墙体交接处及圈梁底,还会在圈梁处出现水平包角裂缝或水平裂缝。干缩裂缝是房屋建筑中常见的现象,分布广、数量多,且程度更加严重,一旦发现干缩裂缝要及时处理。沉降裂缝主要是由于地基不均匀沉降导致的,形状主要呈正八字形或反八字形,主要发生于底层窗角部,部分墙体还会出现水平裂缝。通常局部倾斜较大、弯剪应力大的房屋下部会出现八字形斜裂缝,或者沉降曲率较大的部位也会集中出现沉降斜裂缝。荷载裂缝主要是由于荷载超出墙体的承受范围而导致的裂缝。墙体变形及裂缝是客观存在不可避免的,在不影响建筑正常使用功能的前提下采取适当的处理措施即可。不过在某些特殊情况下,比如对砌体结构进行改建、扩建,会导致荷载超出墙体的承受范围而产生荷载裂缝[1]。
2 砌体结构发生裂缝的原因
(1)温度裂缝:温度裂缝的发生原因主要是由于砌体材料在环境温度变化的影响下发生热胀冷缩,墙体各部分会发生不同程度的温度变形,变形所产生的温度应力过大就会导致墙体出现温度裂缝。温度变化会导致砖砌体出现温度变形而产生相对位移,位是屋顶与墙体之间存在相对约束,这种约束会对相对位移产生限制作用,屋顶与墙体接触面剪应力值大于墙体抗剪强度就能会出现水平裂缝;当压应力与剪应力共同作用于墙体时,温度应力与荷载形成的主拉应力就会超出砌体的抗剪强度,导致出现斜裂缝。(2)干缩裂缝:出现干缩裂缝的砌体会湿胀干缩,受潮后会发生不可逆的变形,且由于砌块批次不同、材料存在差异、施工工艺不同,所以表现出的膨胀及收缩数值也存在较大差异,因此不同阶段湿胀干缩的情况也不均匀,这种湿胀干缩导致的不平衡变形会产生大于砌块抗拉强度的应力,导致裂缝发生[2]。(3)沉降裂缝:受材料及结构的限制,建筑砌体的抗拉、抗弯及抗剪强度均比较低,无法承受过大的拉应力、剪应力及弯剪应力等,一旦出现地基不均匀沉降就会导致墙体开裂,出现沉降裂缝。导致地基出现不均匀沉降的原因包括地质勘探报告误差大,数据真实性低;地基状况发生改变等,当然设计方面也会存在问题,比如沉降缝设置不合理,建筑体型复杂或者整体刚度不够等,这些因素均有可能导致墙体产生附加应力,引起墙体裂缝。(4)荷载裂缝:砌体结构设计过程中,结构计算简图与结构的实际受力情况差异较大,设计时未考虑某些内力,导致砌体结构荷载发生变化时超出其所能够承受的范围,最终导致荷载裂缝发生。
3 房屋砌体结构裂缝防治措施
虽然客观来讲房屋砌体结构的变形与裂缝是不可避免的,但是采取科学、合理的预防措施可以减少裂缝对房屋整体结构产生的危害:
3.1 温度裂缝与干缩裂缝的防治
干缩裂缝与温度裂缝是常见的砌体裂缝,针对这类裂缝要做好温度控制措施。可以在房屋顶设置隔热层或者保温隔热层,隔热层可以减少阳光辐射屋面而吸收的热量,减少结构内外温度差异,减少温度应力的影响;要做好屋顶的保温、防水措施,减少由于防水层渗漏而出现保温层充水膨胀的问题。还可以增设空气隔热层,减少屋面混凝土构件的外露面,控制屋面温升,也可以减少砌体裂缝。合理设置砌体结构伸缩缝,尤其是长度较长、平面形状复杂的房屋,间隔一定距离设置伸缩缝,可以降低裂缝发生机率,也可以在长度较长的墙上设置控制缝,可以在墙的高度、厚度、转角墙允许接缝距离、门窗洞口一侧设置竖向控制缝,或者可以在楼盖或屋盖处砌体中设置配筋带,注意如果配筋带的作用仅仅是控制墙体裂缝,则要断开控制缝。上述措施可以减少墙体材料干缩引起的干缩裂缝。此外,建筑工程竣工交付后,如果房屋可能会长期空置,为了避免夏季温度过高导致现浇结构层膨胀而出现裂缝,要做好房屋室内外的温度控制,保持室内良好通风。进场的非烧结砖、砌块要做好严格的质量检验,保证砌块龄期至少在4 周以上,进场后砌块露天堆放,要做好防雨防潮措施[3]。
3.2 沉降裂缝的防治
地基沉降是导致砌体结构发生沉降裂缝的直接原因,而沉降裂缝会严重影响到建筑整体的安全性与稳定性,因此要采取有效措施预防地基不均匀沉降的问题。首先要分析建筑工程的总高度,根据实际情况做好地基加固处理。施工前做好地质勘察工作,确定地基的类型、土质,如果存在软弱地基则要做好回填,保证砌体结构受力的均衡性。地基进行加固处理后要进行受力试验,确定承载性能薄弱的部位,进行重点加固。其次,地基土壤无法科学分散建筑自重,因此需要设计一个承重墙,承重墙的主要作用是减少剪力对砌体的破坏性,有了承重墙后砌体结构承载能力更大,结构也更稳定。承重墙可以提高房屋结构的刚度,即使地基发生了小范围的不均匀沉降,在承重墙的保护作用下,墙体结构也不会直接受到地基不均匀沉降的影响,大大降低了裂缝发生的机率。最后,提高砌体结构的强度,尤其是门窗、洞口等易出现集中裂缝的部位,要采取加固措施,比如圈梁可以采用钢筋混凝土进行加固,提高房屋主体结构的荷载能力,当主体结构荷载能力大于地基不均匀沉降引起的附加应力,就会减少沉降裂缝的发生机率。此外,还要做好地基的检测工作,及时发现地基施工中的质量问题,保证房屋建筑工程的基础质量[4]。
3.3 荷载裂缝的防治
相对而言,变形裂缝具有一定的不可控性,温度、环境等客观因素导致裂缝的发生,荷载裂缝则体现出更多人为因素的影响,因此荷载裂缝的防治相对更加有效。设计阶段就要准确计算建筑荷载,综合分析会对砌体结构产生影响的荷载条件,并将荷载值在设计图中明确标注出来,保证实际荷载与砌体设计荷载相同。施工过程中要进一步检验砌体的强度,再结构检验结果计算砌体的局部承压能力,如果局部荷载大于砌体局部承压,该部位则要设置混凝土垫块,提高砌体的局部承压能力[5-6]。
4 结语
总之,房屋建筑砌体结构的裂缝问题会直接影响到建筑整体的稳定性与安全性,常见的裂缝形式包括温度裂缝、干缩裂缝、沉降裂缝等变形裂缝,以及荷载过大引起的荷载裂缝,在施工过程中,技术人员要分析各种裂缝发生的根本原因,从源头上层层把控,科学设计砌体荷载条件,做好结构内外温差控制,加固软弱地基,减少地基不均匀沉降等,以减少变形裂缝及荷载裂缝的发生机率,提高建筑结构的稳定性。