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摘要:墙体裂缝成为建筑上的质量通病之一,严重影响了人们的生活品质,既影响美观也容易造成安全隐患。本文分析了产生住宅墙体裂缝的原因,提出了墙体施工过程中控制裂缝的可行措施,供大家参考。
关键词:墙体裂缝;裂缝;成因;控制措施
墙体裂缝是常见的房屋质量问题之一,墙体裂缝的出现,轻微的会影响房屋的美观,造成房屋渗水漏水,严重时则会影响整个房屋结构的承载力,如果不能进行正确地处理的话,甚至能造成严重后果。墙体裂缝在现实生活中非常普遍,人们对它的认识存在很多不足,有必要就该问题加以探讨。
一、工程概况
某异型框架住宅楼建筑总面积13664.80m2( 其中1#住宅楼为6988.72 m2, 2#住宅楼为6676.08m2) ,1 #楼由伸缩缝分为Ⅰ、Ⅱ两部分,2#楼由伸缩缝分为 Ⅲ、 Ⅳ、Ⅴ 三部分,两楼一共五部分,详见图1。1#、2 #住宅楼主体均为8层异形柱框架结构,建筑物总高度25.9m,檐口高度22.9m,标准层高2.8m,最大柱网为6.0m×4.2m,框架梁、板、柱均为现浇钢筋混凝土,混凝土强度等级均为C25,楼板厚100mm,墙体采用190mm×190mm× 240mm炉渣空心砖砌筑,外墙300mm 厚,内墙200mm 厚,基础采用筏板式基础,板厚为450mm,基础下为0.6m 的三七灰土,1.4的素土翻夯。
第二年底发现墙体普遍产生裂缝 ,并且随时间的延长, 裂缝不断发展, 为此需要对该建筑物进行检测和鉴定,具体的布置见图1。
二、检测结果
1、裂缝检测
1#、2#住宅楼墙体普遍出现裂缝,裂缝面积约占墙体面积90%,裂缝主要沿框架柱边分布,在梁底与墙体连接处拉开,内外墙均有,并且裂缝连通,程度不一,裂缝宽度在1~6 mm之间,裂缝分布有以下特点:(1)底层裂缝宽度较小,上层比底部大,顶层裂缝最大;(2)裂缝分布范围广,面积较大,处处是缝;(3)外墙裂缝大部分呈斜向裂缝,内墙裂缝沿框架与墙体连接处形成倒“L” 形或门形裂缝。
2、混凝土强度和钢筋位置检测
采用回弹和超声综合法对混凝土进行检测,1#、2#住皂楼共抽取构193个, 其中梁59根,柱57根,板77块,最小抗压强度推定值为15.8MPa,混凝土强度不均匀,强度离差较大,达不到C25的设计要求。
采用混凝土保护测定仪对10根有蜂窝的柱进行检测, 大部分保护层厚度小于35mm, 最小值为8mm,抽测20块陪台板,负筋最大保护层为55mm,最小为25mm,有18块板保护层大于2 5mm。
3、建筑物的沉降与倾斜
根据业主提供的沉降观测资料第三年6月至第四8月累计最大沉降为151mm,利用经纬仪对建筑物的变形进行观测,最大变形在1#楼,变形最大值为150mm,倾斜率为6.7% ,接近《危险房屋鉴定标准》(JGJ125-99)7%的限值(见图1)。
4、地基基础检测
(1)地基情况,根据现场实际情况,钻孔19个,总进尺268m,用铲孔28个,总进尺41m,地基情况如下:
原场地为垃圾抗,经回填处理后即现在建筑物的场地,该场地位于河南岸Ⅱ级阶地边缘,底层构件总体分布具有明显的规律性,根据钻探显示,上覆填土层为11.43~13.70 m,黄土状粉土厚度为13.2~14.57m,下伏卵石层层位稳定, 埋在25.46~27.10m之间。
( 2)地基基础存在的问题,本场地属于Ⅱ级自重湿陷性黄土场地,设计采用地基承载力标准值为160kPa ,地基处理深度为2m。
1)检测发现1#楼灰土垫层在600~1400 mm之间,2 #楼 600mm厚3:7以下翻夯不明显,基础下湿陷性黄土地基的湿陷性未消除,地基处理深度不够,根据GB50025--2004规定,地基深度应该不小于2.5m。
2)检测中发现通向化粪池的下水井被污物堵塞,使得下水井以及2#楼附近管沟内积水加之管沟和下水井产生多处裂缝,积水对周围场地长规浸泡,根据钻孔、 探井以及洛阳铲成孔所取土样含水量测试结 果,2.0~2.5m 以下建筑物内侧地基基本达到饱和状态,从补勘报告资料显示,建筑物地基10m 范围 内黄土仍存在自重湿陷。
经调查和检查,有一防空洞从1#楼沿南北方向穿过,根据钻孔及探井调查中发现:防空洞在原施工中未做有效处理,防空洞局部冒顶,至地面仅有6.7m,在基础以下4.3m左右,已达到地基位置,即影响到压缩层的范围内。
三、承载力复核
对建筑物结构进行复核验算,根据柱双向刚度相等的原则,按照等效刚度方法将异形柱截面近似简化为矩形柱输入TBS A软件中进行验算 ,结果汇总见表1。
从计算结果可以得出以下结论:原框架柱的设计配筋面积较小,且轴压比较大。
四、裂缝原因分析
从裂缝的形态、趋势可以判断:该裂缝为框架变形引起的, 产生裂缝的主要原因为:
1、地基基础的影响
根据补充工程勘察报告,本工程场地属Ⅱ级自重湿陷性黄土场地,按照GB5OO25--2004要求该建筑 物地基处理深度不够,存在先天隐患。其次原地沟未作灰土垫层,管沟为半刚性地沟,建筑物下湿陷性黄土产生变形,加之沟壁及沟底都产生水平以及垂直裂缝,使生活污水大量浸入地基,建筑物内地基土基本达到饱和,下部防空洞未作有效处理,防空洞已坍塌,局部产生冒顶现象,已影响到基础以下地基的压缩层范围内,从而导致建筑物产生不均匀沉降,发生倾斜变形。
2、结构刚度的影响
建筑物上部剛度对抵抗地基不均匀沉降有着不可替代的重要作用,该建筑物由T形边柱,十字形中柱,L型角柱组成的异型框架,其中L形截面柱承载力相对较低,刚度较弱,一般情况下,中柱相对边柱、角柱承受荷载较大 ,因此在异形框架中,中柱宜选为 十字形截面,而不宜设为 L形柱。而设计采用L形柱做为中柱,柱轴压比不满足要求,延性较差。异型柱内折角处,未设钢筋,构造不合理,在双向偏心受压时易产生变形。
总之,结构采用异型框架,由于构造设置不合理,轴压比不满足要求 ,使框架抗扭刚度和抗侧弯刚度较弱,在地基不均匀沉降的同时,框架变形后挤压墙体使墙体与框架之间产生裂缝。
3、构造设置不当
经查,填充墙与框架连接存在以下问题 :
(1)填充墙没有采用斜蹬砖嵌砌于框架平面内,个别顶层砖未用砂浆砌筑 ,未能与框架紧密连接.
( 2) 墙体拉结筋与柱箍筋焊接,且间距大于600mm,不满足《建筑抗震设计规范》(GB50011—2002)的规范要求。
由于以上原因,在框架倾斜变形后,墙体与框架连接处普遍产生裂缝。
4、施工质量差
施工中混凝土外观整体性差,振捣不密实,表面蜂窝、麻面、露筋现象明显,个别柱内夹有水泥包装等杂物,强度未达到设计要求,严重影响结构的承载力和整体刚度。
5、加固处理措施
(1)尽快对地基基础进行全面加固, 包括对防空洞进行加固处理,使地基满足承载力要求,对建筑物内侧基础采用静压桩进行抢险加固,以免引起上部结构更大变形,使柱内力增大,产生不良后果,然后进行硅化加固,达到地基基础整体加固。
(2)在地基基础加固的基础上,对结构轴压比较大的框架住采用外包钢进行加固,提高建筑物的刚度,控制其变形,防止建筑物的倾覆。
(3) 对墙体进行处理,对围护结构进行维修,在填充墙与梁、柱交界处,抹出凹槽,嵌填柔性好的密封膏 或设置钢丝网。
五、结束语
(1) 湿陷性黄土地基上做片筏基础时, 应按湿陷性黄土规范的要求的深度对地基进行处理,处理深度应满足规范要求,工程勘察时,应探明防空洞的位置、 走向,对影响地基压缩层范围内的防空洞应进行有效处理。
(2) 异型框架采用T形边柱,十字形中柱,L形角柱,避免了房间出现凸出的柱体,便于布置平面,能更好地满足使用上的要求。但异形截面框架柱截面中和轴一般并不与弯矩作用相垂直,也不与截面边缘平行,它的位置随截面尺寸、 混凝土强度、配筋及荷载角等诸多因素有关,构件受力较为复杂,因此异型框架应结合场地及抗震烈度、环境情况综合考虑后,还要加强构造措施。
(3) 湿陷性黄土应采用刚性地沟, 防止生活用水浸入地基, 造成黄土湿陷,产生地基不均匀沉降。
作者简介:梁中悦(1983-),男,汉,广东茂名人,现供职单位于深业南方地产(集团)有限公司,助理工程师,学士,研究方向:建筑工程。
注:文章内所有公式及图表请以PDF形式查看。
关键词:墙体裂缝;裂缝;成因;控制措施
墙体裂缝是常见的房屋质量问题之一,墙体裂缝的出现,轻微的会影响房屋的美观,造成房屋渗水漏水,严重时则会影响整个房屋结构的承载力,如果不能进行正确地处理的话,甚至能造成严重后果。墙体裂缝在现实生活中非常普遍,人们对它的认识存在很多不足,有必要就该问题加以探讨。
一、工程概况
某异型框架住宅楼建筑总面积13664.80m2( 其中1#住宅楼为6988.72 m2, 2#住宅楼为6676.08m2) ,1 #楼由伸缩缝分为Ⅰ、Ⅱ两部分,2#楼由伸缩缝分为 Ⅲ、 Ⅳ、Ⅴ 三部分,两楼一共五部分,详见图1。1#、2 #住宅楼主体均为8层异形柱框架结构,建筑物总高度25.9m,檐口高度22.9m,标准层高2.8m,最大柱网为6.0m×4.2m,框架梁、板、柱均为现浇钢筋混凝土,混凝土强度等级均为C25,楼板厚100mm,墙体采用190mm×190mm× 240mm炉渣空心砖砌筑,外墙300mm 厚,内墙200mm 厚,基础采用筏板式基础,板厚为450mm,基础下为0.6m 的三七灰土,1.4的素土翻夯。
第二年底发现墙体普遍产生裂缝 ,并且随时间的延长, 裂缝不断发展, 为此需要对该建筑物进行检测和鉴定,具体的布置见图1。
二、检测结果
1、裂缝检测
1#、2#住宅楼墙体普遍出现裂缝,裂缝面积约占墙体面积90%,裂缝主要沿框架柱边分布,在梁底与墙体连接处拉开,内外墙均有,并且裂缝连通,程度不一,裂缝宽度在1~6 mm之间,裂缝分布有以下特点:(1)底层裂缝宽度较小,上层比底部大,顶层裂缝最大;(2)裂缝分布范围广,面积较大,处处是缝;(3)外墙裂缝大部分呈斜向裂缝,内墙裂缝沿框架与墙体连接处形成倒“L” 形或门形裂缝。
2、混凝土强度和钢筋位置检测
采用回弹和超声综合法对混凝土进行检测,1#、2#住皂楼共抽取构193个, 其中梁59根,柱57根,板77块,最小抗压强度推定值为15.8MPa,混凝土强度不均匀,强度离差较大,达不到C25的设计要求。
采用混凝土保护测定仪对10根有蜂窝的柱进行检测, 大部分保护层厚度小于35mm, 最小值为8mm,抽测20块陪台板,负筋最大保护层为55mm,最小为25mm,有18块板保护层大于2 5mm。
3、建筑物的沉降与倾斜
根据业主提供的沉降观测资料第三年6月至第四8月累计最大沉降为151mm,利用经纬仪对建筑物的变形进行观测,最大变形在1#楼,变形最大值为150mm,倾斜率为6.7% ,接近《危险房屋鉴定标准》(JGJ125-99)7%的限值(见图1)。
4、地基基础检测
(1)地基情况,根据现场实际情况,钻孔19个,总进尺268m,用铲孔28个,总进尺41m,地基情况如下:
原场地为垃圾抗,经回填处理后即现在建筑物的场地,该场地位于河南岸Ⅱ级阶地边缘,底层构件总体分布具有明显的规律性,根据钻探显示,上覆填土层为11.43~13.70 m,黄土状粉土厚度为13.2~14.57m,下伏卵石层层位稳定, 埋在25.46~27.10m之间。
( 2)地基基础存在的问题,本场地属于Ⅱ级自重湿陷性黄土场地,设计采用地基承载力标准值为160kPa ,地基处理深度为2m。
1)检测发现1#楼灰土垫层在600~1400 mm之间,2 #楼 600mm厚3:7以下翻夯不明显,基础下湿陷性黄土地基的湿陷性未消除,地基处理深度不够,根据GB50025--2004规定,地基深度应该不小于2.5m。
2)检测中发现通向化粪池的下水井被污物堵塞,使得下水井以及2#楼附近管沟内积水加之管沟和下水井产生多处裂缝,积水对周围场地长规浸泡,根据钻孔、 探井以及洛阳铲成孔所取土样含水量测试结 果,2.0~2.5m 以下建筑物内侧地基基本达到饱和状态,从补勘报告资料显示,建筑物地基10m 范围 内黄土仍存在自重湿陷。
经调查和检查,有一防空洞从1#楼沿南北方向穿过,根据钻孔及探井调查中发现:防空洞在原施工中未做有效处理,防空洞局部冒顶,至地面仅有6.7m,在基础以下4.3m左右,已达到地基位置,即影响到压缩层的范围内。
三、承载力复核
对建筑物结构进行复核验算,根据柱双向刚度相等的原则,按照等效刚度方法将异形柱截面近似简化为矩形柱输入TBS A软件中进行验算 ,结果汇总见表1。
从计算结果可以得出以下结论:原框架柱的设计配筋面积较小,且轴压比较大。
四、裂缝原因分析
从裂缝的形态、趋势可以判断:该裂缝为框架变形引起的, 产生裂缝的主要原因为:
1、地基基础的影响
根据补充工程勘察报告,本工程场地属Ⅱ级自重湿陷性黄土场地,按照GB5OO25--2004要求该建筑 物地基处理深度不够,存在先天隐患。其次原地沟未作灰土垫层,管沟为半刚性地沟,建筑物下湿陷性黄土产生变形,加之沟壁及沟底都产生水平以及垂直裂缝,使生活污水大量浸入地基,建筑物内地基土基本达到饱和,下部防空洞未作有效处理,防空洞已坍塌,局部产生冒顶现象,已影响到基础以下地基的压缩层范围内,从而导致建筑物产生不均匀沉降,发生倾斜变形。
2、结构刚度的影响
建筑物上部剛度对抵抗地基不均匀沉降有着不可替代的重要作用,该建筑物由T形边柱,十字形中柱,L型角柱组成的异型框架,其中L形截面柱承载力相对较低,刚度较弱,一般情况下,中柱相对边柱、角柱承受荷载较大 ,因此在异形框架中,中柱宜选为 十字形截面,而不宜设为 L形柱。而设计采用L形柱做为中柱,柱轴压比不满足要求,延性较差。异型柱内折角处,未设钢筋,构造不合理,在双向偏心受压时易产生变形。
总之,结构采用异型框架,由于构造设置不合理,轴压比不满足要求 ,使框架抗扭刚度和抗侧弯刚度较弱,在地基不均匀沉降的同时,框架变形后挤压墙体使墙体与框架之间产生裂缝。
3、构造设置不当
经查,填充墙与框架连接存在以下问题 :
(1)填充墙没有采用斜蹬砖嵌砌于框架平面内,个别顶层砖未用砂浆砌筑 ,未能与框架紧密连接.
( 2) 墙体拉结筋与柱箍筋焊接,且间距大于600mm,不满足《建筑抗震设计规范》(GB50011—2002)的规范要求。
由于以上原因,在框架倾斜变形后,墙体与框架连接处普遍产生裂缝。
4、施工质量差
施工中混凝土外观整体性差,振捣不密实,表面蜂窝、麻面、露筋现象明显,个别柱内夹有水泥包装等杂物,强度未达到设计要求,严重影响结构的承载力和整体刚度。
5、加固处理措施
(1)尽快对地基基础进行全面加固, 包括对防空洞进行加固处理,使地基满足承载力要求,对建筑物内侧基础采用静压桩进行抢险加固,以免引起上部结构更大变形,使柱内力增大,产生不良后果,然后进行硅化加固,达到地基基础整体加固。
(2)在地基基础加固的基础上,对结构轴压比较大的框架住采用外包钢进行加固,提高建筑物的刚度,控制其变形,防止建筑物的倾覆。
(3) 对墙体进行处理,对围护结构进行维修,在填充墙与梁、柱交界处,抹出凹槽,嵌填柔性好的密封膏 或设置钢丝网。
五、结束语
(1) 湿陷性黄土地基上做片筏基础时, 应按湿陷性黄土规范的要求的深度对地基进行处理,处理深度应满足规范要求,工程勘察时,应探明防空洞的位置、 走向,对影响地基压缩层范围内的防空洞应进行有效处理。
(2) 异型框架采用T形边柱,十字形中柱,L形角柱,避免了房间出现凸出的柱体,便于布置平面,能更好地满足使用上的要求。但异形截面框架柱截面中和轴一般并不与弯矩作用相垂直,也不与截面边缘平行,它的位置随截面尺寸、 混凝土强度、配筋及荷载角等诸多因素有关,构件受力较为复杂,因此异型框架应结合场地及抗震烈度、环境情况综合考虑后,还要加强构造措施。
(3) 湿陷性黄土应采用刚性地沟, 防止生活用水浸入地基, 造成黄土湿陷,产生地基不均匀沉降。
作者简介:梁中悦(1983-),男,汉,广东茂名人,现供职单位于深业南方地产(集团)有限公司,助理工程师,学士,研究方向:建筑工程。
注:文章内所有公式及图表请以PDF形式查看。