浅析砌体裂缝的原因及防治

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  随着城市住宅建设步伐的加快,不少住宅小区相继建成,许多住户陆续搬进新居,他们对住房的质量要求越来越高,尤其对一些出现的裂缝情况非常关注,担心这些裂缝最终会引发不安全事故,而纷纷向建筑质量监督部门进行投诉。砌体裂缝主要有以下几点:
  1.温差变形引发的砌体裂缝
  这类裂缝较典型和普遍的是建筑物(特别是那些纵向较长的)顶层两端内外纵墙上的斜裂缝,其形态呈“八“字或“X”型,且显对称性,但有时仅一端有,轻微者仅在两端I~2个开间内出现,严重者会发展至房屋两端1/3纵长范围内,并由顶层向下几层发展。此类型缝对那种刚性屋面平屋顶、未设变形缝、隔热层的房屋,更易发生。产生的直接原因是混凝土结构屋面的伸缩变形牵引其下砖砌体超过其材料抗拉强度的结果。具体的机理可认为是:在阳光照射下(特别是南方地区)屋面板温度可高达70℃,而在其下的砖砌体仅为35℃,如此大的温差,加上混凝土线膨胀系数比砖砌体近似大一倍,则根据《建筑物的裂缝控制》一书中提出的计算理论和公式,可计算出砌体中的主拉应力。又加上房屋两端为“自由端”,水平约束力小,上部砌體垂直压力较小,如无相应措施上述裂缝在所难免。当屋面向两端热胀时,致使下部砌体出现正“八”字缝,当冷缩时,就出现倒“八”字缝,一胀一缩则易出现“X”。字缝。其防治的主要方法:一是减缓消除热涨冷缩动力源,如设隔热层、变形缝;二是增强相关砌体抗力,如提高砂浆强度,提高饱满度,空斗改实砌,加筋砌体,加设构造柱;三是提高抹灰的抗裂能力(对于不影响结构安全的缝)。
  温差裂缝尚有屋面结构与其下相应砌体之间的水平缝,包角水平缝,沿窗上下角水平缝,女儿墙根部水平缝以及出现在靠近外纵墙的横墙上的内高外低斜裂缝等等。对于出现这类斜裂缝一般为:上几层多于下几层,轻微者仅在靠外墙端约0.5N1.0m位置上,有1~2条缝而已,严重者可达横墙1/3跨度及各层都有,尤其是那种层层设混凝土梁(如圈梁)和纵横墙交角设混凝土柱(如构造柱)的房屋,其产生裂缝的机理可以认为是:由于外墙柱及横墙(包括填充墙)上下梁均为混凝土结构,其线膨胀系数大于砖砌体近一倍,再加上温差效应,受热胀时,柱向上伸长(下有地基约束),梁向外墙伸长(内约束大于外端),于是在横墙端部产生竖、横向拉应力σy和σx合力为主拉应力σr,约45。(如图l),当σr超过砌体抵抗强度时,裂缝就出现了。与此同理出现的尚有如窗角“八”字缝以及沿窗上下脚的水平缝等。防治这类缝的有效措施是加设混凝土窗台盘(具体做法如图2),它不仅可以防裂缝,还可有效地解决铝合金等窗框安装配合问题,防止窗周渗漏水。
  2.地基基础不均匀沉降引起的裂缝
  一般在建筑物下部,由下往上发展,呈“八”字、倒“八”字、水平及竖缝。当长条形的建筑物中部沉降过大,则在房屋两端由下往上形成正“八”字缝,且首先在窗对角突破;反之,当两端沉降过大,则形成的两端由下往上的倒摪 字缝,也首先在窗对角突破,还可在底层中部窗台处突破形成由上至下竖缝;当某一端下沉过大时,则在某端形成沉降端高的斜裂缝当纵横墙交点处沉降过大,则在窗台下角形成上宽下窄的竖缝,有时还有沿窗台下角的水平缝;当外纵墙凹凸设计时,由于一侧的不均匀沉降,还可导致在此处产生水平推力而组成力偶,从而导致此交接处的竖缝。
  对于不均匀沉降导致的裂缝应以预防为主,即无地质勘察资料严禁做施工图设计,严格按图施工,不得擅自更改、任意处理,根据本地区通病如能在那些开大窗洞的教学楼底层窗台下设置构造圈梁与地梁构成刚度较大的复合墙梁结构,对防止所述裂缝有明显效果。治理的原则是,观测裂缝发展的速度、部位、程度,决定是表面处理还是上部加固或基础加固处理。
  3.特殊砌体材料产生的裂缝
  如混凝土小型空心砌块、灰砂砖等的砌体,前者致裂的主要原因是竖缝砂浆难以饱满以及特殊的构造要求未能跟上。后者一般使用温州地区蒸压灰砂砖,由于其本身对温差敏感、表面光滑等特殊性,虽然外观、尺寸指标均较好,但在实际使用中对严格的灰砂砖砌体施工规程不熟悉,缺少使用经验,导致除存在粘土砖常见裂缝外,还常见在较长墙段中及外墙窗台下的竖斜裂缝。其机理可以认为:①刚出厂的灰砂砖稳定性差。灰砂砖主要由细砂和石灰组成,蒸压养护后,一般不到一周即已出厂,但根据生产经验,灰砂砖在出厂的一月内其释放的热量较大,存在着反复的化学反应过程,而且实际上一时难以完全反应,因此,体积极不稳定。②对含水率有苛刻的要求,据有关试验资料和使用经验表明,含水率控制在7%~10%之间砌体可获得较好的粘结力和抗剪强度,否则影响明显。③砖体表面太光滑,粘结性能差,特别是当含水率不当致使砌体砂浆强度低劣粘结不良:后,直接地导致了在缝间抗拉剪强度低下。预防的主要方法:①确保使用前的稳定期;②严格控制含水率;③严格按温州地区有关灰砂砖操作规范和构造要求施工,如在较长墙段中部及窗台下设统长构造筋等;④改善砖面造型(如生产糙面灰砂砖)。如能切实落实这四类措施,在目前大力推广使用墙改材料的今天,灰砂砖还是有广泛的生产和应用潜力的。
  4.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。这些裂缝形态各异,必须对症防治。
  5.总结
  综上分析,砌体裂缝因温差和砌块的材质因素产生的较普遍,而以沉降、超载致裂的危害较大,但其危害性和处理方法也不能一概而论,在具体处理时务须正确区分,对症防治,且以防为主。治理的原则:(1)在施工过程中应以预防为主,在和工序完成后做好充份的保护和养护,严格控制好砂浆配合比及砌块含水率,砌块在上墙前应浇水润湿,在雨天要根据砌块的含水率相应调整砂浆配合比,待砌体达到一定的强度时要洒水养护,尤其是在夏季,并留有一定的沉降时间。(2)在砌体施工时采用配筋砌体,长度为l000左右,在一层和最顶层采用通长配筋,以此来满足砌体温度应力的需要,使产生裂缝的应力作用范减小,从而有效地改观和控制裂缝的产生。(3)房屋过长应设置必要的伸缩缝或后浇带,开发商为了节省土地,往往不顾及房屋长度,使房屋整体过长,也不设置伸缩缝,由于缺少必要的伸缩缝,当房屋的自由伸缩度达到或超过应设置伸缩缝要求的间距时,也会出现裂缝。(4)凡已涉及结构安全且变化剧烈的,应当机立断,迅速采取相应对策,排除动力源,加固补强或作拆除返工处理;反之,如变化趋缓、稳定、仅与外观和评定有关、修复后不影响使用,则重点放在表面处理上。
  总之,对于砌体裂缝的控制是一个综合性的问题,需要经过设计、监理、施工及使用方等多方面的配合。只要坚持对国家和人民极端负责的态度,认真,切实查明原因,随着当今我们对砌体裂缝研究的不断深入,材料科学的不断发展和建筑技术水平的不断提高,相信砌体裂缝问题将会逐渐得以圆满地解决。 [科]
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