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摘要:近年来,砖砌体开裂较普遍,即影响美观,造成渗漏,又降低了建筑结构的承载力、刚度、稳定性、整体性和耐久性,甚至房屋倒塌,故正确分析其产生的原因,提前进行施工质量及设计前期控制非常重要。通过多年的工程设计及施工中实践经验谈几点本地区常见建筑砖砌体裂缝质量控制措施。
关键词:控制措施;裂缝;基础沉降;特殊材料
1基础不均匀沉降对裂缝的影响
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“八”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形成力偶,从而导致此交接处的竖缝。如某工人体育馆,局部地基下为粉砂层(流沙),采取部分换土处理后,并采用混凝土柱下带基施工,于2006年5月开工至2006年11月完工,质量验收检查时发现,一侧外窗台下角出现上宽下窄竖缝及窗间墙水平缝,共三层均有发现,但下层比上层严重,调查原因中发现,由于附近地下河水直接冲刷渗透地基土导致在纵横交点处沉降过大,再加距离建筑物十米处堆土过高,从而增加附加沉降。为此,立即采取拦截地下河水和铲除堆土的措施,观测至今裂缝已无变化。
2温度变化对裂缝的影响
这类裂缝较典型和普遍的是建筑物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,轻微者仅在两端部分开间内出现,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:在阳光照射下屋面板温度可高达40~6O℃,而在其下的砖砌体仅为3O~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,则根据理论公式计算,可计算出砌体中的主拉应力。设计砂浆强度M5、砖强度MU7.5时,则其沿灰缝截面破坏时的轴心抗拉、抗剪强度没计值仅为0.14MPa和0.12MPa,而沿墙缝通缝的弯曲抗拉强度仅为O.25MPa和0.12MPa,则温差引起的砌体主拉应力大于砌体本身抵抗力的50%~300%不等。又房屋两端为“自由端”,水平约束力小,上部砌体垂直压力较小,如无相应措施上述裂缝在所难免。当屋面向两端热胀时,致使部分砌体出现正“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:一是减缓消除热胀冷缩动力源,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。
例如某住宅楼,砖混6层,面积5145m,建于2003年8月,纵长54m,未设变形缝,屋面为多孔板灌缝找平后加小型瓦坡屋面防水,两侧纵长为宽2m现浇屋面板并作排水檐沟使用,当年夏季过后即发现东西两端顶层边套边问纵墙出现约45°斜裂缝。为此,决定先作石膏试饼观察,至2004年夏季后裂缝加剧,并由边跨向内二三间发展,顶层向六、五层发展。在查明施工、设计及现状后即采取了对症措施:1.以每套为独立单元,将屋面板间正对的每套之间的多孔板端缝,重新切开留缝;2.将相对此端缝的现浇檐沟板切缝分开;3.将其内一道空斗纵墙干脆拆除改实砌。又如某单位办公楼,砖混7层,面积7236m,建于2005年6月~2005年11月,为防治上述裂缝,在六、七层的两端1/3纵长上加设必要的构造柱,提高砌筑砂浆强度到M1O,全部实砌处理,至今检查未见此类温差裂缝出现。
温差裂缝还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l米位置上,有1—2条缝而已,严重者可达横墙跨度及各层都有,尤其是那种层层设混凝土梁和纵横墙交角设构造柱的房屋,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.梁向外墙伸长,于是在横墙端部产生竖、横向拉应力合力R,约45°,当R超过砌体抵抗强度时,裂缝就出现了。与此出现的尚有如窗角“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士窗台,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。
3特殊材料对裂缝的影响
如混凝土小型空心砌块、灰砂砖等材料,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不能实现。后者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.出厂时的灰砂砖稳定性差。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%一10%之间砌体可获得较好的粘结力和抗剪强度,否则对其物理指标有明显影响;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粘结不良后,直接地导致了在缝间抗拉剪强度低下。建议按以下方法进行控制:1.确保使用前的稳定期;2.严格控制含水率;3.严格按有关灰砂砖操作规程和构造要求施工,如在较长墙段中部及窗台下设通长构造筋等;4.改善砖面造型。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其它原因对裂缝的影响
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l/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。
5设计施工中裂缝控制总结
综上所述,砌体裂缝因温差和其材质产生的较普遍,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。控制裂缝产生的方法主要是:第一是设计中一定要按照国家规范等条文设计施工图,第二是施工中一定要控制施工质量并按照规程进行施工。总之,只要认真、切实查明原因,砖砌体裂缝问题也是不难处理的。
参考文献
[1] (GB50011一2001),建筑抗震设计规范.
[2] (GB50010—2002),混凝土结构设计规范.
[3](GB50003—2001),砌体结构设计规范.
[4] (GB50009—2001),建筑結构荷栽规范.
[5]中国有色工程设计研究院主编,混凝土结构构造手册.2003.
关键词:控制措施;裂缝;基础沉降;特殊材料
1基础不均匀沉降对裂缝的影响
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“八”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形成力偶,从而导致此交接处的竖缝。如某工人体育馆,局部地基下为粉砂层(流沙),采取部分换土处理后,并采用混凝土柱下带基施工,于2006年5月开工至2006年11月完工,质量验收检查时发现,一侧外窗台下角出现上宽下窄竖缝及窗间墙水平缝,共三层均有发现,但下层比上层严重,调查原因中发现,由于附近地下河水直接冲刷渗透地基土导致在纵横交点处沉降过大,再加距离建筑物十米处堆土过高,从而增加附加沉降。为此,立即采取拦截地下河水和铲除堆土的措施,观测至今裂缝已无变化。
2温度变化对裂缝的影响
这类裂缝较典型和普遍的是建筑物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,轻微者仅在两端部分开间内出现,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:在阳光照射下屋面板温度可高达40~6O℃,而在其下的砖砌体仅为3O~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,则根据理论公式计算,可计算出砌体中的主拉应力。设计砂浆强度M5、砖强度MU7.5时,则其沿灰缝截面破坏时的轴心抗拉、抗剪强度没计值仅为0.14MPa和0.12MPa,而沿墙缝通缝的弯曲抗拉强度仅为O.25MPa和0.12MPa,则温差引起的砌体主拉应力大于砌体本身抵抗力的50%~300%不等。又房屋两端为“自由端”,水平约束力小,上部砌体垂直压力较小,如无相应措施上述裂缝在所难免。当屋面向两端热胀时,致使部分砌体出现正“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:一是减缓消除热胀冷缩动力源,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。
例如某住宅楼,砖混6层,面积5145m,建于2003年8月,纵长54m,未设变形缝,屋面为多孔板灌缝找平后加小型瓦坡屋面防水,两侧纵长为宽2m现浇屋面板并作排水檐沟使用,当年夏季过后即发现东西两端顶层边套边问纵墙出现约45°斜裂缝。为此,决定先作石膏试饼观察,至2004年夏季后裂缝加剧,并由边跨向内二三间发展,顶层向六、五层发展。在查明施工、设计及现状后即采取了对症措施:1.以每套为独立单元,将屋面板间正对的每套之间的多孔板端缝,重新切开留缝;2.将相对此端缝的现浇檐沟板切缝分开;3.将其内一道空斗纵墙干脆拆除改实砌。又如某单位办公楼,砖混7层,面积7236m,建于2005年6月~2005年11月,为防治上述裂缝,在六、七层的两端1/3纵长上加设必要的构造柱,提高砌筑砂浆强度到M1O,全部实砌处理,至今检查未见此类温差裂缝出现。
温差裂缝还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l米位置上,有1—2条缝而已,严重者可达横墙跨度及各层都有,尤其是那种层层设混凝土梁和纵横墙交角设构造柱的房屋,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.梁向外墙伸长,于是在横墙端部产生竖、横向拉应力合力R,约45°,当R超过砌体抵抗强度时,裂缝就出现了。与此出现的尚有如窗角“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士窗台,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。
3特殊材料对裂缝的影响
如混凝土小型空心砌块、灰砂砖等材料,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不能实现。后者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.出厂时的灰砂砖稳定性差。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%一10%之间砌体可获得较好的粘结力和抗剪强度,否则对其物理指标有明显影响;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粘结不良后,直接地导致了在缝间抗拉剪强度低下。建议按以下方法进行控制:1.确保使用前的稳定期;2.严格控制含水率;3.严格按有关灰砂砖操作规程和构造要求施工,如在较长墙段中部及窗台下设通长构造筋等;4.改善砖面造型。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其它原因对裂缝的影响
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l/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。
5设计施工中裂缝控制总结
综上所述,砌体裂缝因温差和其材质产生的较普遍,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。控制裂缝产生的方法主要是:第一是设计中一定要按照国家规范等条文设计施工图,第二是施工中一定要控制施工质量并按照规程进行施工。总之,只要认真、切实查明原因,砖砌体裂缝问题也是不难处理的。
参考文献
[1] (GB50011一2001),建筑抗震设计规范.
[2] (GB50010—2002),混凝土结构设计规范.
[3](GB50003—2001),砌体结构设计规范.
[4] (GB50009—2001),建筑結构荷栽规范.
[5]中国有色工程设计研究院主编,混凝土结构构造手册.2003.