實際工程中建築磚砌體裂縫原因及其防治
發布時間:2014-08-05
一、前言
建築磚砌體裂縫不僅種類繁多,形態各異,而且較普遍,輕微者影響建築物美觀,造成
滲漏水,嚴重者降低
建築結構的承載力、剛度、穩定和整體性、耐久性,甚至還會導致整體倒塌的重大質量事故。因此,正確分析原因、切實加以防治十分必要,十分迫切。就實踐談幾點常見建議。
二、溫差變形引發的磚砌體裂縫
這類裂縫較典型和普遍的是建築物(特別是那些縱向較長的)頂層兩端內外縱牆上的斜裂縫,其形態呈“八”字或“X”型,且顯對稱性,但有時僅一端有,輕微者僅在兩端1-2個開間內出現,嚴重者會發展至房屋兩端1/2縱長範圍內,並由頂層向下幾層發展。此類型縫對那種剛性屋麵平屋頂、未設變形縫、隔熱層的房屋,更易發生。產生的直接原因是
混凝土結構屋麵的伸縮變形牽引其下磚砌體超過其材料抗拉強度的結果。具體的機理可認為是:在陽光照射下(特別是南方地區)屋麵板溫度可高達60-70攝氏度,而在其下的磚砌體僅為30-35攝氏度,如此大的溫差,加上混凝土膨脹係數比磚砌體近似大一倍,則根據王鐵夢《建築物的裂縫控製》一書中提出的計算理論和公式,可計算出砌體中的主拉應力。設砂漿強度M5.0、磚強度Mu7.5時,則其沿灰縫截麵破壞時的軸心抗拉、抗剪強度設計值僅為0.14Mpa和0.12Mpa,而沿齒縫通縫的彎曲抗拉強度僅為0.25Mpa和0.12Mpa,則溫差引起的砌體主拉應力大於砌體本身抵抗力的50%-300%不等。又加上房屋兩端為“自由端”,水平約束力小,上部砌體垂直壓力較小,如無相應措施上述裂縫在所難免。當屋麵向兩端熱脹時,致使下部砌體出現正“八”字縫,當冷縮時,就出現倒“八”字縫,一脹一縮則易出現“X”字縫。其防治的主要方法:一是減緩消除熱脹冷縮動力源,如設隔熱層、變形縫;二是增強相關砌體抗力,如提高砂漿強度,提高飽滿度,空鬥改實砌,加筋砌體,加設構造柱;三是提高抹灰的抗裂能力(對於不影響結構安全的縫)。
例如某市一樓房,磚混7層,麵積4901m2,建於1994年10月-1996年4月,縱長56m,未設變形縫,屋麵為多孔板灌縫找平後加小青瓦坡
屋麵防水,兩側縱長為寬2m現澆屋麵板並作排水簷溝使用,當年夏季過後即發現東西兩端頂層邊套邊間縱牆出現約45°斜裂縫。為此,決定先作石膏試餅觀察,及至1997年夏季後裂縫加劇,並由邊間向內二三間發展、頂層向六、五層發展。在查明施工、設計及現狀後即采取了對症措施:1、以每套為獨立元,將屋麵板間正對的每套之間的多孔板端縫,重新切開留縫;2、將相對此端縫的現澆簷溝板切縫分開(減緩了動力源);3、將其內一道空鬥縱牆幹脆拆除改實砌;4、在不明顯影響結構安全的縫部位,鏟除原抹赤後加鋼絲網片,再用高標號水泥砂漿粉刷修補。一年後再檢查未見變化。
又如在此事例教訓下的該單位第二幢樓房,磚混7層,麵積6037m2,建於1996年6月-1998年6月,為防治上述裂縫,在六、七層的兩端1/3縱長上加設必要的構造柱,提高砌築砂漿強度到M5.0,quanbushiqichuli,zhijinjianzhaweijiancileiliefengchuxian。tongli,wenchaliefengshangyouwumianjiegouyuqixiaxiangyingqitizhijiandeshuipingfeng,baojiaoshuipingfeng,yanchuangshangxiajiaoshuipingfeng,nverqianggenbushuipingfengyijichuxianzaikaojinwaigeiqiangdehengqiangshangdeneigaowaidixieliefengdengdeng。duiyuchuxianzheleixieliefengyibanwei:上幾層多於下幾層,輕微者僅在靠外牆端約0.5-1.0m位置上,有1-2條縫而已,嚴重者可達橫牆1/3跨度及各層都有,尤其是那種層層設混凝土梁(如圈梁)和縱橫牆交角設混凝土柱(如構造柱)的房屋,其產生裂縫的機理可以認為是:由於外牆柱及橫牆(包括填充牆)上下梁均為
混凝土結構,其線膨脹係數大於磚砌體近一倍,再加上溫差效應,受熱脹時,柱向上伸長(下有地基約束),梁向外牆伸長(內約束大於外端),於是在橫牆端部產生豎、橫向拉應力σy和σx合力為主拉應力σr,約45°,當σr超過砌體抵抗強度時,裂縫就出現了。與此同理出現的尚有如窗角“八”字(zi)縫(feng)以(yi)及(ji)沿(yan)窗(chuang)上(shang)下(xia)腳(jiao)的(de)水(shui)平(ping)縫(feng)等(deng)。防(fang)治(zhi)這(zhe)類(lei)縫(feng)的(de)有(you)效(xiao)措(cuo)施(shi)是(shi)加(jia)設(she)混(hun)凝(ning)土(tu)窗(chuang)台(tai)盤(pan),它(ta)不(bu)僅(jin)可(ke)以(yi)防(fang)裂(lie)縫(feng),還(hai)可(ke)有(you)有(you)效(xiao)地(di)解(jie)決(jue)鋁(lv)合(he)金(jin)等(deng)窗(chuang)框(kuang)安(an)裝(zhuang)配(pei)合(he)問(wen)題(ti),防(fang)止(zhi)窗(chuang)周(zhou)
滲漏水。
三、基礎不均勻沉降引起的裂縫
一般在建築物下部,由下往上發展,呈“八”字、倒“八”字、水平及豎縫。當長條形的建築物中部沉降過大,則在房屋兩端由下往上形成正“八”字縫,且首先在窗對角突破;反之,當兩端沉降過大,則形成的兩端由下往上的倒縫,也首先在窗對角突破,還可在底層中部窗台處突破形成由上至下豎縫;當某一端下沉過大時,則在某端形成沉降端高的斜裂縫;當縱橫牆交點處沉降過大,則在窗台下角形成上寬下窄的豎縫,有時還有沿窗台下角的水平縫;當外縱牆凹凸設計時,由於一側的不均勻沉降,還可導致在此處產生水平推力而組成力偶,從而導致此交接處的豎縫。
如某住宅小區,六層框混,底層沿街營業房,於1999年3月開工,2000年6月(yue)竣(jun)工(gong),由(you)於(yu)主(zhu)樓(lou)為(wei)樁(zhuang)基(ji),但(dan)營(ying)業(ye)房(fang)不(bu)打(da)樁(zhuang),雖(sui)設(she)置(zhi)了(le)伸(shen)縮(suo)縫(feng),但(dan)由(you)於(yu)營(ying)業(ye)房(fang)為(wei)主(zhu)樓(lou)基(ji)本(ben)完(wan)工(gong)後(hou)才(cai)開(kai)始(shi)施(shi)工(gong),無(wu)形(xing)中(zhong)更(geng)加(jia)大(da)了(le)竣(jun)工(gong)後(hou)的(de)沉(chen)降(jiang)差(cha),故(gu)在(zai)竣(jun)後(hou)約(yue)半(ban)年(nian),由(you)於(yu)營(ying)業(ye)房(fang)中(zhong)間(jian)部(bu)位(wei)沉(chen)降(jiang)較(jiao)大(da),在(zai)營(ying)業(ye)房(fang)與(yu)主(zhu)樓(lou)交(jiao)接(jie)處(chu)出(chu)現(xian)“八”字形裂縫,好在裂縫並不大,一年後待裂縫穩定,用鋼筋網片補掉裂縫。
對於不均勻沉降導致的裂縫應以預防為主,即無地質勘察資料嚴禁做施工圖設計,嚴格按圖施工,不得擅自更改、任ren意yi處chu理li,根gen據ju本ben地di區qu通tong病bing,如ru能neng在zai那na些xie開kai大da窗chuang洞dong的de教jiao學xue樓lou底di層ceng窗chuang台tai下xia設she置zhi構gou造zao圈quan梁liang與yu地di梁liang構gou成cheng剛gang度du較jiao大da的de複fu合he牆qiang梁liang結jie構gou,對dui防fang止zhi所suo述shu裂lie縫feng有you時shi顯xian效xiao果guo。治zhi理li的de原yuan則ze是shi,觀guan測ce裂lie縫feng發fa展zhan的de速su度du、部位、程度,決定是表麵處理還是上部加固或基礎加固處理。
四、特殊砌體材料產生的裂縫
如混凝土小型空心砌塊、灰(hui)砂(sha)磚(zhuan)等(deng)的(de)砌(qi)體(ti),前(qian)者(zhe)致(zhi)裂(lie)的(de)主(zhu)要(yao)原(yuan)因(yin)是(shi)豎(shu)縫(feng)砂(sha)漿(jiang)難(nan)以(yi)飽(bao)滿(man)以(yi)及(ji)特(te)殊(shu)的(de)構(gou)造(zao)要(yao)求(qiu)未(wei)能(neng)跟(gen)上(shang)。後(hou)者(zhe)一(yi)般(ban)使(shi)用(yong)溫(wen)州(zhou)地(di)區(qu)蒸(zheng)壓(ya)灰(hui)砂(sha)磚(zhuan),由(you)於(yu)其(qi)本(ben)身(shen)對(dui)溫(wen)差(cha)敏(min)感(gan)、表麵光滑等特殊性,雖然外觀、尺(chi)寸(cun)指(zhi)標(biao)均(jun)較(jiao)好(hao),但(dan)在(zai)實(shi)際(ji)使(shi)用(yong)中(zhong)對(dui)嚴(yan)格(ge)的(de)灰(hui)砂(sha)磚(zhuan)砌(qi)體(ti)施(shi)工(gong)規(gui)程(cheng)不(bu)熟(shu)悉(xi),缺(que)少(shao)使(shi)用(yong)經(jing)驗(yan),導(dao)致(zhi)除(chu)存(cun)在(zai)粘(zhan)土(tu)磚(zhuan)常(chang)見(jian)裂(lie)縫(feng)外(wai),還(hai)常(chang)見(jian)在(zai)較(jiao)長(chang)牆(qiang)段(duan)中(zhong)及(ji)外(wai)牆(qiang)窗(chuang)台(tai)下(xia)的(de)豎(shu)斜(xie)裂(lie)縫(feng)。其(qi)機(ji)理(li)可(ke)以(yi)認(ren)為(wei):1、剛(gang)出(chu)廠(chang)的(de)灰(hui)砂(sha)磚(zhuan)穩(wen)定(ding)性(xing)差(cha)。灰(hui)砂(sha)磚(zhuan)主(zhu)要(yao)由(you)細(xi)砂(sha)和(he)石(shi)灰(hui)組(zu)成(cheng),蒸(zheng)壓(ya)養(yang)護(hu)後(hou),一(yi)般(ban)不(bu)到(dao)一(yi)周(zhou)即(ji)已(yi)出(chu)廠(chang),但(dan)根(gen)據(ju)生(sheng)產(chan)經(jing)驗(yan),灰(hui)砂(sha)磚(zhuan)在(zai)出(chu)廠(chang)的(de)一(yi)月(yue)內(nei)其(qi)釋(shi)放(fang)的(de)熱(re)量(liang)較(jiao)大(da),存(cun)在(zai)著(zhe)反(fan)複(fu)的(de)化(hua)學(xue)反(fan)應(ying)過(guo)程(cheng),而(er)且(qie)實(shi)際(ji)上(shang)一(yi)時(shi)難(nan)以(yi)完(wan)全(quan)反(fan)應(ying),因(yin)此(ci),體(ti)積(ji)極(ji)不(bu)穩(wen)定(ding)。2、對含水率有苛刻的要求,據有關試驗資料和使用經驗表時,含水率控製在7%-10%之間砌體可獲得較好的粘結力的抗剪強度,否則影響明顯。3、磚(zhuan)體(ti)表(biao)麵(mian)太(tai)光(guang)滑(hua),粘(zhan)結(jie)性(xing)能(neng)差(cha),特(te)別(bie)是(shi)當(dang)含(han)水(shui)率(lv)不(bu)當(dang)致(zhi)使(shi)砌(qi)體(ti)砂(sha)漿(jiang)強(qiang)度(du)低(di)劣(lie)粘(zhan)結(jie)不(bu)良(liang)後(hou),直(zhi)接(jie)地(di)導(dao)致(zhi)了(le)在(zai)縫(feng)間(jian)抗(kang)拉(la)剪(jian)強(qiang)度(du)低(di)下(xia)。預(yu)防(fang)的(de)主(zhu)要(yao)方(fang)法(fa):1、確保使用前的穩定期;2、嚴格控製含水率;3、嚴格按溫州地區有關灰砂磚操作規程和構造要求施工,如在較長牆段中部及窗台下設統長構造筋等;4、改善磚麵造型(如生產糙麵灰砂磚)。如能切實落實這四類措施,在目前大力推廣使用牆改材料的今天,灰砂磚還是有廣泛的生產和應用潛力的。
例如某縣一商品房於1997年4月開工,1999年11月完工,采用灰砂磚砌體,由於缺乏使用經驗,於次年檢查中發現在較長牆段(大於5m,包括有交叉牆的直線段)及窗台下、上下角等,無論上下層,普遍有豎、斜縫出現,為此加設鋼筋網片修補後,未見再現。
五、其它裂縫
這些裂縫包括:混凝土構件變形導致的砌體裂縫,如當挑梁上填充牆、梁相繼同步施工致使撓度過大,其上砌體產生內低外高斜裂及與外縱牆之間的豎縫等;砌體本身承載力不足如磚柱承載不足時在下部1/3高度處出現的豎縫;砌qi體ti構gou造zao要yao求qiu不bu良liang如ru施shi工gong洞dong留liu置zhi和he拉la結jie筋jin放fang置zhi不bu當dang造zao成cheng的de洞dong邊bian縫feng,施shi工gong質zhi量liang差cha造zao成cheng的de縫feng,如ru砌qi體ti通tong縫feng,灰hui縫feng砂sha漿jiang不bu飽bao滿man,含han水shui率lv掌zhang握wo不bu當dang,腳jiao手shou眼yan設she置zhi不bu當dang,組zu砌qi不bu當dang等deng。這zhe些xie裂lie縫feng形xing態tai各ge異yi,必bi須xu對dui症zheng防fang治zhi。
六、小結
綜上分析,砌體裂縫因溫差和磚的材質因素產生的較普遍,而以沉降、超載致裂的危害較大,但其危害性和處理方法也不能一概而論,在具體處理時務須正確區分,對症防治,且以防為主。治理的原則:凡已涉及結構安全且變化劇烈的,應當機立斷,迅速采取相應對策,排除動力源,加固補強或作拆除返工處理;反之,如變化趨緩、穩定、僅與外觀和評定有關,修複後不影響使用,則重點放在表麵處理上。總之,隻要堅持對國家和人民極端負責的態度,認真、切實查明原因,磚砌體裂縫問題也是不難處理的。