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中图分类号:F407.89 文献标识码:F 文章编号:1009-914X(2012)32- 0494 -01
近年来,砖混结构多层住宅楼工程屡屡发生墙体裂缝。裂缝位置走向不一。有的裂缝由小变大,发展很快;有的裂缝,发展到一定程度后就不再增大,给住户心理造成很大压力。因此分析产生裂缝的原因并做好预防措施,给住户创造一个安全可靠的生活环境,是我们工程技术人员义不容辞的责任。
一、产生裂缝的原因分析
(1)基础不均匀沉降造成墙体裂缝
由于地基不均匀,设计中又没有把刚度不同的地基进行调整,造成基础不均匀沉降,墙身受较大的剪力作用,主拉应力大于墙体抗拉应力,造成了砌体受主拉应力而破坏。这种裂缝往往是由沉降较小的一边向沉降较大的一边逐渐向上发展。
(2)温度的变化造成墙体裂缝
因屋面长时间受阳光幅射,其温度较墙体高出许多,在炎热的夏季,屋面温度是墙体温度的2倍左右,且在相同温度条件下,钢筋混凝土的线膨胀系数是砖砌体线膨胀系数的2倍,它使屋面变形比墙体变形大得多。在屋面变形过程中,产生了很大的推力,作用在墙体顶端的水平推力使墙体与屋面的接触面受剪,剪力与屋盖、挑檐或女儿墙的垂直压力,构成墙体双向应力,当主拉应力大于墙体的抗拉强度时,墙体就会出现裂缝。
在建筑物的端部,垂直压应力很小,则此区域的主拉应力等于最大剪应力,一般砌体的抗拉强度最低,所以在端部容易出现斜裂缝,对于灰缝强度不良的砌体则出现水平裂缝。
(3)基础冻胀造成墙体裂缝
对于寒冷地区,在设计基础埋置深度的过程中,只考虑了结构要求而忽略了基础的冻深。基础的埋置深度小于该地区的冰冻线,造成基底地基土受冻后膨胀,给基础施加了向上的作用力,当这种作用产生的主拉应力大于墙体的抗拉应力时,导致了墙体裂缝,尤其经过多次冻融循环后,裂缝更加严重。
(4)在结构设计上存在的问题
1、砖混房屋长度过长,如有的住宅,5个单元连在一起,总长度超过温度变形允许长度,按规定总长超过50m应设伸缩缝,有的房屋设计总长超过许多且漏设伸缩缝,也未采取其他措施。
2、构造柱是增强建筑物整体性,抵抗地震作用的重要构造措施,过去不少设计,构造柱的设置只考虑符合抗震规范,不考虑实际已存在的温度应力,认为温度应力在规范上未明确规定计算的方法,不考虑不能算是设计错误。因此,设计人员对6层以下住宅,基本上是隔间布置构造柱,未对建筑物端部裂缝多发区予以重点加强。构造柱的布置有的较稀,每隔2~3道内横墙才设,靠近建筑物端部往往也是一视同仁。
3、采用的砖、砂浆强度等级,越到顶层越低,有些建筑物底部几层采用MU1O级砖,M7.5级砂浆,而到顶层则为MU7.5级砖,M5级砂浆。设计人员习惯于从强度上考虑,对温度应力引起的抗剪强度及变形则考虑较少。
二、防止墙体开裂的具体构造措施
(一)结构设计与基础不均匀沉降造成墙体裂缝的防治措施
要求设计人员在结构设计中充分考虑地基不均匀因素,把刚度不同的地基进行调整,使墙身受到的剪力最大限度的降低。具体措施如下:
1、当房屋建于土质差别较大的地基上,或房屋相邻部分的高度、荷重、结构刚度、地基基础的处理方法等有显著差别时,设计人员应在差异部位设置沉降缝,将其划分成刚度较好、长度变化较小的几个单元,可以减少因基础不均匀沉降在样体内引起的应力,避免墙体裂缝。
2、尽量避免用软弱土层做持力层,若无法避免,可调控上部结构刚度,或采用筏式基础,以减少建筑的沉降。
3、对于地基持力层不均匀的建筑物,应根据实际情况,将局部基础适当加深或加宽,或局部设计成板带基础,降低基底应力,尽量达到地基均匀沉降。
4、在施工过程中应尽量避免对地基土的扰动,做好排水处理,完工后建筑物四周做好散水坡及排水地沟,避免地表水浸泡基础而引起局部下沉。
5、房屋的纵墙宜贯通,横墙的间距不宜过大,一般小于建筑宽度的1.5倍左右。
6、设计人员应严格按规范设置构造柱和圈梁,必要时可增加圈梁道数,以增加上部结构的刚度,当建筑物屋层较高且大时,在窗顶增设一道圈梁,效果更好。
7、加强门窗洞口外的刚度,将门窗洞口上的钢筋混凝土过梁与内墙钢筋连接起来,形成一个连续过梁,以增强房屋整体刚度。
总之,在房屋建设中,除施工时严格按设计和规范操作外,设计人员还应根据建筑物的特点、当地的地质条件和气候特征等做好设计工作,严把设计关,就一定能够降低和防止砖混结构墙体开裂的现象发生。
(二)温度变化造成墙体裂缝的防治措施
1、屋盖上设置保温层或隔热层;
2、在屋盖的适当部位设置控制缝,控制缝的间距不大于30m;
3、当采用现浇混凝土挑檐的长度大于12m時,设置分隔缝,分隔缝的宽度不应小于20mm,缝内用弹性油膏嵌缝;
4、建筑物温度伸缩缝的间距除应满足《砌体结构设计规范》的规定外,在建筑物墙体的适当部位设置控制缝,控制缝的间距不大于30m。
(三)防止主要由墙体材料干缩引起裂缝的措施
1、设置控制缝
1)控制缝的设置位置:
a.在墙的高度突然变化处设置竖向控制缝;
b.在墙的厚度突然变化处设置竖向控制缝;
c.在不大于离相交墙或转角墙允许接缝距离之半设置竖向控制缝;
d.在门、窗洞口的一侧或两侧设置竖向控制缝;
e.竖向控制缝,对3层以下的房屋,应沿房屋墙体的全高设置;对大于3层的房屋,可仅在建筑物1层-2层和顶层墙体的上述位置设置;
f.控制缝在楼、屋盖处可不贯通,但在该部位宜做成假缝,以控制可预料的裂缝;
g.控制缝做成隐式,与墙体的灰缝相一致,控制缝的宽度不大于12mm,控制缝内应用弹性密封材料,如聚硫化物、聚氨酯或硅树脂等填缝。
2)控制缝的间距:
a.对有规则洞口外墙不大于6mm;
b.对无洞墙体不大于8m及墙高的3倍;
c.在转角部位,控制缝至墙转角的距离不大于4.5m。
2、设置灰缝钢筋
1)在墙洞口上、下的第一道和第二道灰缝,钢筋伸入洞口每侧长度不应小于600mm;
2)在楼盖标高以上,屋盖标高以下的第二或第三道灰缝,和靠近墙顶的部位;
3)灰缝钢筋的间距不大于600mm;
4)灰缝钢筋距楼、屋盖混凝土圈梁或配筋带的距离不小于600mm;
5)灰缝钢筋宜采用钢筋焊接网片,横筋间距不宜大于200mm;6)对均匀配筋时含钢率不少于0.05%;
7)灰缝钢筋宜通长设置,当不便通长设置时,允许搭接,搭接长度不应小于55d;
8)灰缝钢筋两端应锚入相交墙或转角墙中,锚固长度不应小于1m;
9)灰缝钢筋应埋入砂浆中,灰缝钢筋砂浆保护层,上下不小于3mm,外侧小于15mm,灰缝钢筋宜进行防腐处理;
10)当利用灰缝钢筋作砌体抗剪钢筋时,其配筋量应按计算确定,其搭接和锚固长度尚不应小于75d和300mm;
11)不配筋的外叶墙应设控制缝,控制缝间距不宜大于6m;
12)设置灰缝钢筋的房屋的控制缝的间距不宜大于30m。
综上所述, 通过对建筑物常见裂缝的分析研究和实践证实,砖混结构的墙体裂缝虽然不可避免,但只要设计合理,确保施工质量,选用材料得当,建筑物的裂缝是可以从根本上得到控制的。
近年来,砖混结构多层住宅楼工程屡屡发生墙体裂缝。裂缝位置走向不一。有的裂缝由小变大,发展很快;有的裂缝,发展到一定程度后就不再增大,给住户心理造成很大压力。因此分析产生裂缝的原因并做好预防措施,给住户创造一个安全可靠的生活环境,是我们工程技术人员义不容辞的责任。
一、产生裂缝的原因分析
(1)基础不均匀沉降造成墙体裂缝
由于地基不均匀,设计中又没有把刚度不同的地基进行调整,造成基础不均匀沉降,墙身受较大的剪力作用,主拉应力大于墙体抗拉应力,造成了砌体受主拉应力而破坏。这种裂缝往往是由沉降较小的一边向沉降较大的一边逐渐向上发展。
(2)温度的变化造成墙体裂缝
因屋面长时间受阳光幅射,其温度较墙体高出许多,在炎热的夏季,屋面温度是墙体温度的2倍左右,且在相同温度条件下,钢筋混凝土的线膨胀系数是砖砌体线膨胀系数的2倍,它使屋面变形比墙体变形大得多。在屋面变形过程中,产生了很大的推力,作用在墙体顶端的水平推力使墙体与屋面的接触面受剪,剪力与屋盖、挑檐或女儿墙的垂直压力,构成墙体双向应力,当主拉应力大于墙体的抗拉强度时,墙体就会出现裂缝。
在建筑物的端部,垂直压应力很小,则此区域的主拉应力等于最大剪应力,一般砌体的抗拉强度最低,所以在端部容易出现斜裂缝,对于灰缝强度不良的砌体则出现水平裂缝。
(3)基础冻胀造成墙体裂缝
对于寒冷地区,在设计基础埋置深度的过程中,只考虑了结构要求而忽略了基础的冻深。基础的埋置深度小于该地区的冰冻线,造成基底地基土受冻后膨胀,给基础施加了向上的作用力,当这种作用产生的主拉应力大于墙体的抗拉应力时,导致了墙体裂缝,尤其经过多次冻融循环后,裂缝更加严重。
(4)在结构设计上存在的问题
1、砖混房屋长度过长,如有的住宅,5个单元连在一起,总长度超过温度变形允许长度,按规定总长超过50m应设伸缩缝,有的房屋设计总长超过许多且漏设伸缩缝,也未采取其他措施。
2、构造柱是增强建筑物整体性,抵抗地震作用的重要构造措施,过去不少设计,构造柱的设置只考虑符合抗震规范,不考虑实际已存在的温度应力,认为温度应力在规范上未明确规定计算的方法,不考虑不能算是设计错误。因此,设计人员对6层以下住宅,基本上是隔间布置构造柱,未对建筑物端部裂缝多发区予以重点加强。构造柱的布置有的较稀,每隔2~3道内横墙才设,靠近建筑物端部往往也是一视同仁。
3、采用的砖、砂浆强度等级,越到顶层越低,有些建筑物底部几层采用MU1O级砖,M7.5级砂浆,而到顶层则为MU7.5级砖,M5级砂浆。设计人员习惯于从强度上考虑,对温度应力引起的抗剪强度及变形则考虑较少。
二、防止墙体开裂的具体构造措施
(一)结构设计与基础不均匀沉降造成墙体裂缝的防治措施
要求设计人员在结构设计中充分考虑地基不均匀因素,把刚度不同的地基进行调整,使墙身受到的剪力最大限度的降低。具体措施如下:
1、当房屋建于土质差别较大的地基上,或房屋相邻部分的高度、荷重、结构刚度、地基基础的处理方法等有显著差别时,设计人员应在差异部位设置沉降缝,将其划分成刚度较好、长度变化较小的几个单元,可以减少因基础不均匀沉降在样体内引起的应力,避免墙体裂缝。
2、尽量避免用软弱土层做持力层,若无法避免,可调控上部结构刚度,或采用筏式基础,以减少建筑的沉降。
3、对于地基持力层不均匀的建筑物,应根据实际情况,将局部基础适当加深或加宽,或局部设计成板带基础,降低基底应力,尽量达到地基均匀沉降。
4、在施工过程中应尽量避免对地基土的扰动,做好排水处理,完工后建筑物四周做好散水坡及排水地沟,避免地表水浸泡基础而引起局部下沉。
5、房屋的纵墙宜贯通,横墙的间距不宜过大,一般小于建筑宽度的1.5倍左右。
6、设计人员应严格按规范设置构造柱和圈梁,必要时可增加圈梁道数,以增加上部结构的刚度,当建筑物屋层较高且大时,在窗顶增设一道圈梁,效果更好。
7、加强门窗洞口外的刚度,将门窗洞口上的钢筋混凝土过梁与内墙钢筋连接起来,形成一个连续过梁,以增强房屋整体刚度。
总之,在房屋建设中,除施工时严格按设计和规范操作外,设计人员还应根据建筑物的特点、当地的地质条件和气候特征等做好设计工作,严把设计关,就一定能够降低和防止砖混结构墙体开裂的现象发生。
(二)温度变化造成墙体裂缝的防治措施
1、屋盖上设置保温层或隔热层;
2、在屋盖的适当部位设置控制缝,控制缝的间距不大于30m;
3、当采用现浇混凝土挑檐的长度大于12m時,设置分隔缝,分隔缝的宽度不应小于20mm,缝内用弹性油膏嵌缝;
4、建筑物温度伸缩缝的间距除应满足《砌体结构设计规范》的规定外,在建筑物墙体的适当部位设置控制缝,控制缝的间距不大于30m。
(三)防止主要由墙体材料干缩引起裂缝的措施
1、设置控制缝
1)控制缝的设置位置:
a.在墙的高度突然变化处设置竖向控制缝;
b.在墙的厚度突然变化处设置竖向控制缝;
c.在不大于离相交墙或转角墙允许接缝距离之半设置竖向控制缝;
d.在门、窗洞口的一侧或两侧设置竖向控制缝;
e.竖向控制缝,对3层以下的房屋,应沿房屋墙体的全高设置;对大于3层的房屋,可仅在建筑物1层-2层和顶层墙体的上述位置设置;
f.控制缝在楼、屋盖处可不贯通,但在该部位宜做成假缝,以控制可预料的裂缝;
g.控制缝做成隐式,与墙体的灰缝相一致,控制缝的宽度不大于12mm,控制缝内应用弹性密封材料,如聚硫化物、聚氨酯或硅树脂等填缝。
2)控制缝的间距:
a.对有规则洞口外墙不大于6mm;
b.对无洞墙体不大于8m及墙高的3倍;
c.在转角部位,控制缝至墙转角的距离不大于4.5m。
2、设置灰缝钢筋
1)在墙洞口上、下的第一道和第二道灰缝,钢筋伸入洞口每侧长度不应小于600mm;
2)在楼盖标高以上,屋盖标高以下的第二或第三道灰缝,和靠近墙顶的部位;
3)灰缝钢筋的间距不大于600mm;
4)灰缝钢筋距楼、屋盖混凝土圈梁或配筋带的距离不小于600mm;
5)灰缝钢筋宜采用钢筋焊接网片,横筋间距不宜大于200mm;6)对均匀配筋时含钢率不少于0.05%;
7)灰缝钢筋宜通长设置,当不便通长设置时,允许搭接,搭接长度不应小于55d;
8)灰缝钢筋两端应锚入相交墙或转角墙中,锚固长度不应小于1m;
9)灰缝钢筋应埋入砂浆中,灰缝钢筋砂浆保护层,上下不小于3mm,外侧小于15mm,灰缝钢筋宜进行防腐处理;
10)当利用灰缝钢筋作砌体抗剪钢筋时,其配筋量应按计算确定,其搭接和锚固长度尚不应小于75d和300mm;
11)不配筋的外叶墙应设控制缝,控制缝间距不宜大于6m;
12)设置灰缝钢筋的房屋的控制缝的间距不宜大于30m。
综上所述, 通过对建筑物常见裂缝的分析研究和实践证实,砖混结构的墙体裂缝虽然不可避免,但只要设计合理,确保施工质量,选用材料得当,建筑物的裂缝是可以从根本上得到控制的。