探析砌體結構裂縫原因及防治措施

2021-08-18 17:16:28 字數 3229 閱讀 9059

1. 前言

建築磚砌體裂縫不僅種類繁多,形態各異,而且較普遍,輕微者影響建築物美觀,造成滲漏水,嚴重者降低建築結構的承載力、剛度、穩定和整體性、耐久性,甚至還會導致整體倒塌的重大質量事故。因此,分析產生裂縫的原因並做好預防措施,是建築工程技術人員的一項重要任務。下面就幾種常見裂縫的形式、產生原因和採取的防治措

施作些介紹。

2. 產生裂縫的原因

2.1溫差變形引發的磚砌體裂縫。這類裂縫較典型和普遍的是建築物頂層兩端內外縱牆上的斜裂縫,其形狀呈「八」字型或「 x 」型,且呈對稱性,但有時僅一端有,輕微者僅在兩端1~2個開間內出現,嚴重者會發展至房屋兩端1/2縱長範圍內,並由頂層向下幾層發展。

此型別縫對那種剛性屋面平屋頂、未設變形縫和隔熱層的房屋,更易發生。產生的直接原因是混凝土結構屋面變形大,下部牆體變形小,牆體受剪、受拉的結果。具體的機理可認為是:

在陽光照射下(特別是南方地區)屋面板溫度可高達60~70攝氏度,而在其下的磚砌體僅為30~35攝氏度,如此大的溫差,加上混凝土膨脹係數比磚砌體近似大一倍,則根據王鐵夢《工程結構裂縫控制》一書中提出的計算理論和公式,可計算出砌體中的主拉應力。設有一平屋頂建築,頂板厚80mm,磚牆厚370 mm,兩縱牆的間距為6m,建築物總長60 m;則可以計算出沿灰縫截面破壞時的最大主拉應力為0.55mpa,而磚砌體本身的抗拉強度僅為0.

2 5mpa,則溫差引起的砌體主拉應力大於砌體本身抵抗力的2.2倍。由此可知牆體的主拉應力與溫差成正比。

當屋面向兩端熱脹時,致使下部砌體出現正「八」字縫,當冷縮時,就出現倒「八」字縫,一脹一縮則易出現「 x 」字縫。同理,溫差裂縫尚有屋面板底部附近或頂層圈樑附近,出現沿外牆頂部的縱向水平裂縫和包角裂縫,沿窗上下角水平裂縫,女兒牆根部水平裂縫等等。對於屋面板底部附近或頂層圈樑附近,出現沿外牆頂部的縱向水平裂縫和包角裂縫,原因是屋面板或圈樑的伸縮比下部牆體的伸縮大,從而產生的推、拉力所致;包角裂縫實際上是水平裂縫的一種形式,是外橫牆和縱牆的水平裂縫連線起來形成的。

有時,外縱牆的水平裂縫也會出現在頂層的窗台水平處。窗上角水平裂縫,原因是窗上過梁的溫差變形和收縮在樑端達到最大值,而砌體在這些部位卻沒有適應樑端部變位的餘地,變形達到一定數值後,引起區域性承拉而開裂。女兒牆根部水平裂縫,原因是屋面板在高溫下的溫度變形比女兒牆的溫度變形大,所以屋面板膨脹變形推擠女兒牆,使女兒牆根部的砌體外移或女兒牆外傾形成水平裂縫。

2.2基礎不均勻沉降引起的裂縫。磚混結構房屋牆體開裂的另乙個主要原因是建築物基礎不均勻沉降引起的裂縫。

當基礎不均勻沉降時,建築物區域性產生不規則變形,基礎不足以調整因沉降差而產生應力時,便會使磚砌體的薄弱部位產生不同程度的拉應力和剪應力,當砌體的抗拉、抗剪強度不足以抵抗變形應力時,牆體便會產生裂逢。基礎不均勻沉降引起的裂縫一般在建築物下部,由下往上發展,呈「八」字型、倒「八」字型、水平及豎向裂縫。當長條形的建築物中部沉降過大,則在房屋兩端由下往上形成正「八」字裂縫,且首先在窗對角突破,往上逐漸減輕;反之,當兩端沉降過大,則在房屋兩端由上往下形成倒「八」字裂縫,也首先在窗對角突破,向下逐漸減輕,還可在底層中部窗台處突破形成由上至下豎向裂縫;當某一端下沉過大時,則在某端形成沉降端高的斜裂縫。

引起基礎不均勻沉降的原因主要有如下幾點:

(1)房屋建於土質差別較大的地基上;

(2)建築物基礎深淺差別較大;

(3)相鄰建築物的高度、荷重、結構剛度差別較大,基礎處理不當造成不均勻沉降;

(4)建於軟弱土質上,如在淤泥、淤泥質土、雜填土上,即使上部結構均勻,但由於壓縮模量較小,強度較低,變形較大,因荷載差異也會引起不均勻沉降;

(5)地基含水量變化不正常。因周圍環境某些變化,使建築物場地地下水位公升高,或上下管道滲漏,地表水滲入建築地基,長期浸泡,土質軟化甚至沖刷掏空,導致不均勻沉降;

(6)建築物使用不當。隨意改變房屋用途,增大荷載,在室內地面堆放超設計要求的大面積荷載,使地基附加應力劇增,導致建築物不均勻沉降,牆體開裂。

(7)建築物平面形狀複雜,立面變化過大,長度過大且不設沉降縫等,也會產生不均勻沉降。

2.3其它裂縫。這些裂縫包括:

混凝土構件變形導致的砌體裂縫,如當挑樑上填充牆、梁相繼同步施工致使撓度過大,其上砌體產生內低外高斜裂及與外縱牆之間的豎縫等;砌體本身承載力不足如磚柱承載不足時在下部1/3高度處出現的豎縫;砌體構造要求不良如施工洞留置和拉結筋放置不當造成的洞邊縫,施工質量差造成的裂縫,如砌體通縫,灰縫砂漿不飽滿,含水率掌握不當,腳手眼設定不當,組砌

不當等。

3. 裂縫防治措施

3.1對於溫度裂縫的防治措施。

(1)屋蓋上設定良好的保溫層或隔熱層,採用種植屋面和儲水屋面;

(2)適當加大屋面層圈樑和房屋四角構造柱的配筋和提高頂層砌體的砂漿標號;

(3)溫度伸縮縫嚴格控制在《砌體結構設計規範》允許範圍內;

(4)在女兒牆根部留一定空隙,使其能自由伸縮且有伸縮餘地,或女兒牆設構造柱;

(5)在建築物的兩端的1~2個開間內或總長1/4範圍內的屋面板底設定滑動支座,讓其自由伸縮;

(6)嚴格控制施工質量和材料質量。

(7)對於使用粉煤灰磚,宿舍樓不要使用於底層,頂層溫差變化大,粉煤灰磚壓縮及溫度變化較明顯,六層以內的宿舍樓宜在三~五層使用。(8)

幫浦送砼使用低熱水泥,或摻用粉煤灰和有減水、緩凝水作用的外加劑,降低水化熱峰值,減少溫差裂縫,水灰比宜在0.5-0.6之間。

3.2對於剛度裂縫的防治措施:

(1)當房屋建於土質差別較大的地基上,或房屋相鄰部分的高度、荷重、結構剛度、地基基礎的處理方法等有顯著差別時,應在差異部位設定沉降縫,將其劃分成剛度較好、長度變化較小的幾個單元;

(2)盡量避免用軟弱土層做持力層,若無法避免,可調整上部結構剛度,或採用筏式基礎,以減少建築的沉降;

(3)對於地基持力層不均勻的建築物,應根據實際情況,將區域性基礎適當加深或加寬,或區域性設計成板帶基礎,降低基底應力,盡量達到地基均勻沉降;

(4)在施工過程中應盡量避免對地基土的擾動,做好排水處理,完工後建築物四周做好散水坡及排水地溝,避免地表水浸泡基礎而引起區域性下沉;

(5)加強門窗洞口外的剛度,將門窗洞口上的鋼筋混凝土過梁與內牆鋼筋連線起來,形成乙個連續過梁,以增強房屋整體剛度;

(6)設計時嚴格按規範設定構造柱和圈樑,必要時可增加圈樑道數,以增加上部結構的剛度。

(7)控制幫浦送砼澆注速度,合理安排澆築順序,是砼能在澆築過程中逐漸沉實,還可配合採用二次抹面等工藝,以消除收縮裂縫。

4. 小結

綜上所述,影響建築物出現裂縫的原因很多而且還很複雜,以上所述的僅是一些常見的情況。通過對建築物常見裂縫的分析研究和實踐證實,磚混結構的牆體裂縫雖然不可避免,但只要設計合理,確保施工質量,選用材料得當,建築物的裂縫是可以從根本上得到控制的。

參考文獻

[1]王鐵夢. 《工程結構裂縫控制》

砌體結構裂縫原因及防治措施

砌體常見裂縫分析處理 1.1溫度裂縫和乾縮裂縫 溫度裂縫 溫度的變化會引起材料的熱脹 冷縮,當約束條件下溫度變形引起的溫度應力足夠大時,牆體就會產生溫度裂縫。最常見的裂縫是在砼平屋蓋房屋頂層兩端的牆體上,如在門窗洞邊的正八字斜裂縫,平屋頂下或屋頂圈樑下沿磚灰縫的水平裂縫,以及水平包角裂縫 包括女兒牆...

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