霍永霞(沈阳大学)
摘要:砌体结构是目前我国许多城镇多层住宅建筑广泛采用的主要结构形式,并在今后的一定时期内仍然使用。由于设计、施工以及建筑材料等多方面的原因,砌体结构会产生不同形式的裂缝。虽然说砌体结构建筑物的裂缝是不可避免的,却可采取有效措施,将其控制在一定的范围内。
关键词:砌体结构裂缝危害
0引言
近年来,随着我国工程建设的快速发展,在工程建设中经常会遇到裂缝的问许多砌体结构建筑物在建设和使用过程中出现不同程度、不同形式的裂缝,这是一个较为普遍的现象。砌体结构出现裂缝和产生变形可能对建筑物产生结构安全性和房屋使用功能方面的影响。
1砌体结构产生裂缝的类型与原因
1.1温度裂缝温度裂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温度应力集中够大时,墙体就会产生温度裂缝,最常见的裂缝是门窗洞边的八字斜裂缝,平顶屋面下或屋顶圈梁下沿压灰缝的水平裂缝,以及水平包角裂缝。导致平屋顶处温度裂的主要原因是顶板的温度比其下面的墙体高得多,而顶板的线膨胀系数又比砖砌体大得多,故顶板和墙体间的变形差在墙体中产生很大的拉力和剪力,造成墙体产生早期裂缝。
1.2干缩裂缝烧结粘土砖,包括其它材料的烧结制品,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,一般不用考虑砌体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。对于砼砌块、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。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。如在建筑底部一至二层窗台边出现的斜裂缝或竖向裂缝;房屋内外纵墙中间对称分布的倒八字裂缝;在屋顶圈梁下出现的水平缝和水平包角裂缝。
1.3其它裂缝这些裂缝包括:混凝土构件变形导致的砌体裂缝,如当挑梁上填充墙、梁相继同步施工致使挠度过大,其上砌体产生内低外高斜裂及与外纵墙之间的竖缝等;砌体本身承载力不足如砖柱承载不足时在下部1/3高度处出现的竖缝;砌体构造要求不良如施工洞留置和拉结筋放置不当造成的洞边缝;施工质量差造成的缝,如砌体通缝,灰缝砂浆不饱满,含水率掌握不当,脚手眼设置不当,组砌不当等。
2设计过程中对砌体裂缝的主动控制
砌体结构裂缝一旦产生,就会降低建筑物的使用功能,严重裂缝还会影响结构安全,因此必须要控制和减少砌体结构产生裂缝。
2.1从计算角度控制由于砌体裂缝主要是由间接作用引起的,而温度变化与材料胀缩系数不同等间接作用引起的砌体附加应力的定量计算目前尚无统一的规范,因此设计人员应根据当地的实际情况,对间接作用可能引起的附加应力给予充分考虑和计算,并对砌体强度进行分析计算,以减少在通常温差下变形裂缝的产生。
2.2规范结构控制为控制裂缝的产生,在建筑物的平面布置设计中,结构的平面形状要力求规则对称,如果平面形状不规则,则需尽量采用伸缩缝将平面分成数个独立规则的单元,以避免由于墙体温度变化而产生的竖向开裂。对伸缩缝的设置,设计规范没有严格和明确规定。但根据实践经验,只要按“留缝就不裂”的方法,隔一定距离留一条伸缩缝,通常就可控制裂缝的产生。对于建筑物的竖向设计时,应力求按竖向规范规则,避免和减少错层的出现,以避免由温度变化引起的水平裂缝。
2.3构造方面的控制
2.3.1除据规范要求设置“构造柱”外,在各种平面形状中的纵横墙交接处必须设置“构造柱”,以提高建筑物的整体刚度和墙体的可延性,约束墙体裂缝的扩展。
2.3.2在房屋顶层端部1~2开间范围内的墙体采用配筋砌体,即每隔8皮砖在水平灰缝内加配2¢6钢筋,并在1~2开间范围内拉通,与“构造柱”钢筋结合。顶层用砖不应低于MU7.5,砌筑砂浆强度不应低于M5,以提高墙体抗裂能力。
2.3.3加强设置钢筋砼圈梁,提高墙体的整体性。在建筑顶层每个开间、在错层处及屋面不等高处必须设置圈梁;顶层外圈梁应设计为暗圈梁,不应外漏,这样可使外圈梁免受阳光直接照射或大气影响;设置钢筋混凝土压顶圈梁,并使其与“构造柱”连成整体,可以有效防止裂缝的产生。
2.3.4屋面“挑檐”为外露结构,在一天内的温度变化较大,不仅本身容易开裂,而且对墙体开裂也有一定的影响,故应适当增加挑檐纵向配筋并增设变形缝或后浇带,以减少收缩。
2.3.5提高屋面板的整体性。屋面板最好采用现浇板,或在预制屋面板上增加现浇层;在预制屋面板与外纵墙间设置现浇板带,预制屋面板间设置现浇板缝梁,使屋面成整体式装配。
2.3.6重视屋面保温。选择屋面保温层时,适当加厚或选用保温隔热性能良好的材料。对屋面保温层必须按建筑节能标准进行热工计算,进一步提高屋面保温层的保温隔热性能。
3对砌体结构裂缝应采取的加固措施
对已出现结构裂缝的砌体结构,在分析砌体裂缝出现原因以后,就应按裂缝砌体的危害程度与产生原因,采用有效的加固补强措施。
3.1灌浆法当裂缝较细、缝数量较少、裂缝已基本稳定时,可采用灌浆加固方法。对灌浆加固的强度,必要时可做试验来检验。试验的方法是:用灌浆补强试验砌体柱与原实验砌体柱做破坏试验进行对比,如灌浆补强的砌体与原砌体强度基本相同,则认为补强合格。
灌浆用的材料以水泥浆为主。在砌体修补中,多用纯水泥浆;因纯水泥浆的可灌性较好,可顺利地贯通外露的孔隙,对于宽度为3.0mm左右的裂缝可以灌实。实际裂缝宽度大于5.0mm时,可采用水泥砂浆。裂缝细小时,可采用压力灌浆,灌浆压力为0.2~0.25MPa;对于水平的通长裂缝,可沿裂缝钻孔,做成销键,以加强两边砌体的共同作用。销键深度应比墙厚小20~25mm。做完销键后再进行灌浆。
3.2外部加固法当裂缝较多时,可用局部钢筋网外抹水泥砂浆予以加固。钢筋网可用φ6@100~300(双向)或φ4@100~200。用膨胀螺栓固定于墙体上,螺栓间距500mm左右,呈梅花形布置。施工前墙体粉刷层应去除干净,抹水泥砂浆前应将砌体淋湿,抹水泥砂浆后应养护至少7天。
3.3钢拉杆法墙体因受水平推力、不均匀沉降、温度变化引起伸缩等原因而发生外闪,墙体产生较大的裂缝或使外纵墙与内横墙拉结不良时,可用钢筋或型钢拉杆予以加固。较长的拉杆中间应加花兰螺丝,以便拧紧拉杆,拉杆接长时应采用焊接。露在墙外的拉杆或垫板螺帽,可适当作建筑处理。拉杆和垫板都要涂防锈漆。在拉结水平层处,可以增设外圈梁,以增强加固效果。
3.4嵌补法裂缝较宽但数量不多时,可在裂缝相交灰缝中,用高标号砂浆和细钢筋填缝,也可用块体嵌补法,即在裂缝两端及中部用钢筋砼楔子加固。楔子可与墙体等厚,或为墙体厚度的1/2或2/3。
3.5圈梁法墙体开裂比较严重,为了增加房屋的整体刚性,可以在房屋墙体一侧或两侧增设钢筋混凝土圈梁。圈梁的混凝土强度等级为C15~C20,截面至少120×180mm,配筋可采用4φ10~4φ14,箍筋φ6@200~250,每隔1.5~2.5m应有牛腿(或螺栓,锚固件等)伸进墙内与墙拉结好,并承受圈梁自重,浇筑圈梁时应将墙面凿毛、淋水,以加强粘结。
结语:砌体结构建筑物的裂缝已成为建筑使用者评判建筑物安全的一个非常直观、敏感和首要的质量标准。因此加强砌体结构,特别是新材料砌体结构的抗裂措施,已成为工程质量、国家行政主管部门,以及建筑开发商必须关注的课题。
参考文献:
[1]蒋敏《谈砌体结构裂缝的成因与控制方法》[J]广西大学学报(哲学社会科学版).2009(S2).
[2]解佳《砌体结构常见裂缝的成因与预防》[J]安徽建筑.2006(4).
[3]朱少青《浅析砌体裂缝的原因及控制措施》[J]山西建筑.2009(1).