砌体结构质量通病及预防措施研究
2022-05-04秦美华
秦美华
(山西一建集团有限公司,山西 太原 030012)
目前,在现代城市建设工工程中,砖混结构仍然是作为城市建筑的主流主体结构形式,其主要是通过地、天圈梁、砖墙和钢筋混凝土构造柱为建筑物的主要承重主体结构,并且多数框架结构主要是以砌块、烧结砖、空心砖等材料作为填充墙体。砌体结构的施工员材料成产较为方便、易于运输、构造简单且工程造价较低、其耐火性能较强、建设总周期较短等优点,因而多数用于发展中城市建设的住宅建筑和写字楼等建筑。近些年,在中国新农村建设工程中,砌体结构仍然是作为建筑主体承重的首选结构,同时,根据砌体结构的施工工艺和建材质量等因素,可能也会存在建筑物的自重过大、建筑整体稳定性较差、主体结构设计不灵活等缺点,进而导致砌体的主体承重结构经常出现裂缝、屋顶渗漏、结构柱不牢固等质量安全问题,对人们的日常生活产生了一定的影响。根据对建筑主体结构的设计和施工工艺进行分析研究,本文对建筑墙体、圈梁、构造柱等构件可能出现的质量问题进行了全面分析,并为此提出针对性的预防治理措施。
1 构造柱质量通病及防治
在砌体结构的建筑物中,通常采用构造柱来进一步提高建筑整体的抗震性能和建筑的整体强度,但是构造柱结构中常见质量问题主要是柱体出现孔洞、麻面和烂根等质量问题,如下图1所示,对建筑物的整体性造成一定的影响。本节对上述可能出现质量问题及其产生原因进行分析,并且为此提出相应的预防措施。
图1 构造柱
1.1 质量问题产生原因
在砌体结构的构造柱中,极易出现烂根质量问题,其主要表现为构造柱体的根部出现断层及大面积空洞的现象,严重影响了柱体的承重能力。在对砌体结构的构造柱进行浇筑时如果浇筑区域清扫不干净、施工人员对其进行振捣不均匀、混凝土材料的和易性较差或对模板进行支护时出现漏浆现象等均会对构造柱的质量造成影响,进而引发建筑的安全问题。同时,施工时造使钢筋出现偏移、钢筋绑扎不结实稳定性差或者混凝土保护层较薄等都会导致构造柱浇筑时出现漏筋现象。此外,施工人员在浇筑墙柱时由于混凝土的配合比不符合设计要求、振动棒振捣时不充分,并且支护模板的脱模剂使用不当、浇筑漏浆等均会导致构造柱体出现孔洞或麻面等质量缺陷。
1.2 防治措施
第一,在对构造柱进行混凝土浇筑前,应先将施工区域预留一定空闲区域并设置保护措施,避免影响周围的使用,同时,相关人员应及时将施工留下的砖渣、落灰以及钢筋等残留的建筑垃圾进行清理干净,并且将施工预留口进行封闭,进而确保浇筑区域清洁性,满足现场施工的要求。
第二,在进行构造柱的混凝土浇筑时,施工人员应严格按照混凝土浇筑的施工工艺,对构造柱体浇筑应采取分层浇筑的模式,且每段浇筑区域的施工高度不应超过2m,对于超过2m的构造柱体应在模板支护时预留浇注口,同时,在进行混凝土的浇筑时采用溜槽、串筒等方式,进而防止混凝土浇筑时发生离析现象,影响混凝土的浇筑质量。对混凝土进行振捣时,施工人员应严格把控振捣力度和频率,保证混凝土的振捣质量,此外,在振捣时应注意避免触碰模板和钢筋,避免模板、钢筋出现偏移的现象,如果因结构问题不适用采用插入式振动器时,可采用表面附着式振动器进行混凝土的振捣工作,保证其施工质量。
第三,混凝土的保护层应满足相关设计要求,以确保模板与墙体之间连接紧密,避免出现漏浆的现象。同时,为了进一步保证墙柱与圈梁之间连接整体稳定性,则在进行混凝土浇筑之前,应先在其基础底部灌入与混凝土成分一样的水泥砂浆,且厚度为50mm左右,进而保证施工质量。
第四,管理人员应严格控制混凝土骨料的质量,严格依照相关设计规范进行骨料的选取,确保混凝土的骨料直径以及混凝土的配合比符合设计要求,同时,也需对混凝土的塌落度进行控制,避免出现混凝土干硬现象进而影响到混凝土浇筑质量,影响人们的使用功能。此外,混凝土骨料的石子粒径应控制在5~20mm范围之内,避免在进行浇筑时出现混凝土材料不足或者混凝土卡涩、堵塞、离析等质量问题,影响施工质量。
2 墙体裂缝及防治措施
建筑工程的砌体结构中,墙体具有围护、保温、隔热和承重的作用,但其极易受到建筑材料、施工工艺、环境温、湿度和地基不均匀沉降等因素的影响而导致建筑墙面出现裂缝现象,如下图2所示。墙面裂缝会影响到墙体的受力系统,缩减建筑的使用寿命,因而分析和控制墙体裂缝的成因,能够有效预防裂缝发展,同时提高施工质量,保护人们的生命财产安全。
图2 墙体裂缝
2.1 质量问题的产生原因
建筑物的墙面出现裂缝的质量问题,其产生的主要原因之一是热胀冷缩导致的,墙面裂缝的位置常常集中在屋面圈梁、构造柱等主要部位,这些部位是建筑墙体与混凝土材料的连接处,并且这些部位不能采用其他施工工艺进行替代规避的,墙面裂缝的分布主要是因为下面轻、上面重,中间轻、两端重的受力规律。同时,由于混凝土与砌体结构的建筑原材料存在本质的区别,两种不同建筑材料的膨胀系数为2:1,当建筑周围的环境温度发生较大变化时,混凝土与砌体结构的材料会产生不同的形变,该形变产生的温度应力超过最大允许值时,进而导致墙面会产生裂缝,此裂缝会随着时间的推移而不断的发展,甚至连接一起,裂缝的宽度愈加增强大。建筑墙体开裂的另一种裂缝成因是干缩变形,这是导致墙面裂缝形成和发展的主要因素,其形成原因为砌块材料的干缩性能较大,烧结砖等材料由于失水收缩、遇水膨胀,同时空气湿度的反复变化都是导致墙体开裂的原因;另一个原因是水泥、混凝土材料等搅拌的配合比参数不合适也会导致墙体出现干缩变形,尤其是在周围环境的温、湿度变化比较大的地区,极易产生干缩裂缝,影响人们的使用功能,减少建筑的使用年限。例如,山西省地处我国西北部地区,属于温带半干旱的大陆性季风气候,一年四季气候的温湿度变化较大,极易导致砌体结构的墙体形成收缩裂缝,则应当采取相应控制措施尽量避免墙体出现收缩裂缝的现象,若墙体裂缝内在夏季吸收水分,到冬季时内部水分结冰将使墙体裂缝不断撕裂扩大,进而影响到建筑物的主体结构安全。在砌体结构进行砌墙施工时,需要“饮砖”,即用水将砖材进行浸湿,当砖块“饮砖”不充分时会比较干燥,则会在砌砖时对抹灰进行吸水,使砌筑砂浆及抹灰出现失水干裂现象,严重时可能影响到砂浆结构构的粘结力,造成脱落的现象。
在建筑物低楼层的窗台部位经常会出现干缩裂缝的现象,主要是由于低处重、上处轻的受力特点,甚至在严重时将会影响到建筑的使用寿命。砖混结构的墙体裂缝第三个因素就是地基不均匀沉降。建筑基础的土质不均匀、基础上部主体结构较为复杂、建筑主体结构过大都会使其对基础产生附加应力变化,进而导致基础出现不同程度的沉降,同时,当基础不均匀沉降值超过允许范围后则会产生墙体裂缝,危害建筑物的质量安全,给人们的生命安全带来隐患。由该原因导致的墙体裂缝一般是“倒八字” (沉降中间小,两端大)或“正八字”(沉降中间大、两端小),墙体裂缝的内墙少、外墙多、横墙少、纵墙多,随着此现象的不断发展,裂缝将会连通一块,对建筑的正常使用和寿命年限造成影响,进而损害人们的利益。
2.2 防治措施
第一,为预防建筑墙体收缩裂缝的产生,根据建筑行业砌体结构相关设计规范,在建筑设计层面中,可以通过对建筑物的设计采取相应措施,例如,设计人员可以在建筑结构的楼顶设置隔热保温层或者分隔缝等措施,在建筑墙体与构造柱或者圈梁的连接处安装钢筋网片或网格布,进而提高混凝土与砖材表面砂浆的连接性。在进行施工时,相关人员应根据建筑现场的施工环境等因素选择合适的施工材料,确保施工用的钢筋网片、保温材料、水泥砂浆和砌块等施工材料质量,明确其出厂合格证明、质量合格证明等资料,进而保证建筑材料的可行性。
第二,对于建筑墙体的干缩裂缝,则可以从建筑材质上进行优化改进。在进行墙体施工时,可以采用吸水率较低的砌块材料,并且应选用收缩率较小的水泥进行水泥砂浆的制作;在对砌块材料进行“饮砖”操作时,需要保证砖块的含水量符合设计要求,避免后期砌体材料吸收水泥砂浆的水分,导致水泥砂浆硬化产生干缩变形的现象;在建筑墙体、构造柱进行混凝土浇筑时,则需要确保混凝土的和易性,保证其振捣的质量符合设计要求,降低混凝土凝固时形变程度,进而提高建筑的施工质量。
第三,在砌体结构的墙体出现裂缝是由于地基基础的不均匀沉降导致时,可以从建筑基础的建设方面加强预防,进而提高建筑的整体质量。在进行施工前,应加强地质勘探的质量,在建筑的基坑开挖后需要继续对下层的土质进行勘探,在开挖时发现的墓穴、空洞等进行处理后,再进行后续施工。同时,对于建筑结构的设计较为复杂、形状上大下小、长度较长的建筑物,则应先计算其所受荷载并设置沉降缝,从而防止或者降低沉降裂缝。对于建筑结构的设计,应对建筑结构和地基承载力进行充分计算,保证其承受能力,同时,可以采用圈梁或者剪力墙、构造柱等钢筋混凝土结构,来进一步增加建筑的整体刚度,进而避免地基出现不均匀沉降的现象,影响建筑物的质量。在建筑的施工方面,混凝土搅拌时应按照相关设计规范进行现场施工,确保混凝土的配合比和砂浆的和易性达到设计要求,钢筋绑扎也应牢固,并提高混凝土浇筑质量,重视混凝土的振捣施工,确保与墙体连接刚性符合设计要求。
3 建筑屋面渗漏的质量问题
建筑物的屋顶出现渗漏现象,是建筑工程中经常出现的一个顽固问题,也是目前仍然无法完全解决的一个老问题,建筑屋面的漏水不仅影响到人们的正常生活质量,而且任其继续恶化还会降低建筑物的使用寿命,进而危害人们的生命安全,如下图3所示。造成建筑屋顶渗漏的原因有很多,例如,常见的屋面砂浆处理不合格(防水材料铺设、平面裂纹等因素)、泛水高度设计不合适、防水层次的选用不当、屋面细节处理不到位等因素都可导致屋面出现渗漏的现象,影响建筑的使用功能。下面将提出了几个针对性措施进而应对屋面渗漏的质量问题,使其质量缺陷得以改进。
图3 建筑屋面的渗漏
第一,在对建筑顶层的屋面进行建造设计时,设计人员应根据建筑物的使用环境和用途进而设计合适的防水结构,同时,保证选取的防水材料及现场的防水施工应符合设计要求,并在设计时做好相应的保护措施,确保屋面的防水质量满足建筑寿命要求,后期则需要求定期进行维修、更换,保证建筑屋面的防水效果。
第二,建筑屋面防水的施工工艺方面的改进。在建筑屋顶进行防水施工时,施工人员应确保屋面基层各种材料的铺设平整,保证其干燥程度,避免由于潮湿或坑洼等因素影响防水材料的质量,同时,建筑屋面的泛水高度不应小于250mm。在建筑屋面进行铺设防水卷材的施工时,相关人员应根据屋面的结构、坡度等因素选择恰当的施工方向;对于刚性防水屋面的施工,则设置的分隔缝应符合建筑相关设计标准,避免受到外界气候及温湿度变化,导致屋面出现裂缝,引发渗漏的现象。
第三,施工细节处理应做到精细化。建筑屋顶的设施和结构比较简单,在进行施工时应做好对主要部位,即屋面板缝、伸缩缝、女儿墙和檐沟(天沟)等细节部位防水处理,做到细节精细化处理的标准。
4 结语
砌体建筑结构作为目前我国建筑行业使用最多的建筑结构形式,其质量问题的预控仍是当前建筑行业主要难点之一。建筑物出现裂缝现象作为砌体建筑结构经常出现的通病之一,不仅影响建筑美观,影响人们日常生活的使用,同时,其裂缝仍会随着时间的不断发展,进而影响到建筑物的质量及使用寿命。综上所述,本文通过对砌体结构的建筑物产生裂缝的成因进行分析研究,并根据其各个裂缝成因提出针对性的改进措施,通过科学的结构设计、优化其施工工艺、严格控制建筑施工材料质量等手段,进一步使得建筑裂缝问题变的可防、可控,对提高建筑结构的裂缝治理具有重要指导意义,从而带动了建筑行业的发展。