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2005-09-20 00:00 【大 中 小】【打印】【我要糾錯】
摘要: 砌體結構常見(jiàn)裂縫的分析與防治
關(guān)鍵詞: 砌體結構 裂縫
1 前言
由磚、石或各種砌塊等塊體通過(guò)砂漿鋪縫砌筑而成的結構稱(chēng)為砌體結構。由于砌體結構的材料來(lái)源廣泛,施工設備和施工工藝較簡(jiǎn)單,可以不用大型機械,能較好地連續施工,還可以大量地節約木材、水泥和鋼材,相對造價(jià)低廉,因而得到廣泛應用。許多住宅、辦公樓、學(xué)校、醫院等單層或多層建筑就是采用磚、石或砌塊墻體和鋼筋混凝土樓蓋組成的混合結構體系。
但是由于砌體的抗拉、抗彎、抗剪性能較差,并且由于設計、施工以及建筑材料等多方面原因引發(fā)的砌體結構的質(zhì)量事故也較多,其中砌體出現裂縫是非常普遍的質(zhì)量事故之一。砌體中出現的裂縫不僅影響建筑物的美觀(guān),而且還造成房屋滲漏,甚至會(huì )影響到建筑物的結構強度、剛度、穩定性和耐久性,也會(huì )給房屋使用者造成較大的心理壓力和負擔。在很多情況下,裂縫的發(fā)生與發(fā)展還是大事故的先兆,對此必須認真分析,妥善處理。
2 砌體結構裂縫產(chǎn)生的原因及防治措施
引起砌體結構墻體裂縫的因素很多,大體上有地基的不均勻沉降,收縮和溫度的變化,設計上對房屋的構造處理不當,施工質(zhì)量不合格、使用的建筑材料不合格等。
2.1 地基不均勻沉降引起的裂縫
當地基發(fā)生不均勻沉降后,沉降大的部分砌體與沉降小的部分砌體會(huì )產(chǎn)生相對位移,從而使砌體中產(chǎn)生附加的拉力或剪力,當這種附加內力超過(guò)砌體的強度時(shí),砌體中便產(chǎn)生相對裂縫。這中裂縫一般都是斜向的,且多發(fā)生在門(mén)窗洞口上下。這種裂縫的特點(diǎn)是:
。1)裂縫一般呈傾斜狀,說(shuō)明系因砌體內主拉應力過(guò)大而使墻體開(kāi)裂;
。2)裂縫較多出現在縱墻上,較少出現在橫墻上,說(shuō)明縱墻的抗彎剛度相對較;
。3)在房屋空間剛度被削弱的部位,裂縫比較集中。
為防止地基不均勻沉降在墻體上產(chǎn)生的各種裂縫而采取的措施有:
。1)合理設置沉降縫將房屋劃分成若干個(gè)剛度較好的單元,或將沉降不同的部分隔開(kāi)一定距離,其間可設置能自由沉降的懸挑結構。
。2)合理地布置承重墻體,應盡量將縱墻拉通,盡量做到不轉折或少轉折。避免在中間或某些部位斷開(kāi),使它能起到調整不均勻沉降的作用,同時(shí)每隔一定距離設置一道橫墻,與內外縱墻連接,以加強房屋的空間剛度,進(jìn)一步調整沿縱向的不均勻沉降。
。3)加強上部結構的剛度和整體性,提高墻體的穩定性和整體剛度,減少建筑物端部的門(mén)、窗洞口,設置鋼筋混凝土圈梁,尤其是要加強地圈梁的剛度。
。4)加強對地基的檢測,發(fā)現有不良地基應及時(shí)妥善處理,然后才能進(jìn)行基礎施工。
。5)房屋體形應力求簡(jiǎn)單,橫墻間距不宜過(guò)大。
。6)合理安排施工順序,宜先建較重單元,后建較輕單元。
2.2 收縮和溫度變化引起的裂縫
熱脹冷縮是絕大多數物體的基本物理性能,砌體也不例外。由于屋蓋系統溫度變化出會(huì )使磚墻產(chǎn)生裂縫,由于溫度變化不均勻使砌體因不均勻收縮產(chǎn)生裂縫,或由于鋼筋混凝土圈梁與磚墻伸縮量不同也會(huì )產(chǎn)生裂縫。
。1)屋蓋系統溫度變化時(shí)使墻體產(chǎn)生的裂縫:
這類(lèi)裂縫較典型和普遍的是建筑物(特別是縱向較長(cháng)的)頂層兩端內外縱墻上的斜裂縫,其形態(tài)呈 “八”字或 “X”型,且顯對稱(chēng)性,但有時(shí)僅一端有輕微者僅在兩端1~2個(gè)開(kāi)間內出現,嚴重者會(huì )發(fā)展重房屋兩端1/3縱長(cháng)范圍內,并由頂層向下幾層發(fā)展。此類(lèi)裂縫對那種剛性屋面的平屋頂,未設變形縫、隔熱層的房屋就更易發(fā)生。產(chǎn)生的直接原因是混凝土結構屋面的伸縮變形牽引其下磚砌體超過(guò)其材料抗拉強度的結果。一般來(lái)說(shuō),在陽(yáng)光照射下,屋面板溫度可高達60~70℃,而其下的砌體僅為30~35℃,溫差引起的砌體主拉應力大于砌體本身的抵抗力的50%~300%不等。又加上房屋兩端為自由端,水平約束力小,上部砌體垂直壓力較小,如無(wú)相應措施,則上述裂縫在所難免。當屋面向兩端熱脹時(shí),會(huì )使下部砌體出現正 “八”字裂縫,當冷縮時(shí),就會(huì )出現倒 “八”字縫,一脹一縮則易出現“X”型縫。
。2)由于溫度變化不均勻使砌體產(chǎn)生不均勻收縮產(chǎn)生的裂縫:
由于房屋過(guò)長(cháng),室內外溫差過(guò)大,因鋼筋混凝土樓蓋和墻體溫度變形的差異,有可能使外縱墻在門(mén)窗洞口附近或樓梯間等薄弱部位發(fā)生向豎向貫通墻體全高的裂縫,這種裂縫有時(shí)會(huì )使樓蓋的相應部位發(fā)生斷裂,形成內外貫通的周圈裂縫。另外,當房屋空間高大時(shí),墻體因受彎在截面薄弱處(如窗間墻)會(huì )出現水平裂縫。
。3)由于鋼筋混凝土圈梁與磚墻伸縮量不同產(chǎn)生的裂縫:
當材料隨時(shí)間發(fā)生收縮變形和自然界溫度發(fā)生變化時(shí),由于鋼筋混凝土和墻砌體材料收縮系數和線(xiàn)膨脹系數的不同,會(huì )在房屋的墻體及樓蓋結構中引起因約束變形而產(chǎn)生的附加應力,當這種附加應力過(guò)大時(shí)會(huì )在墻體上產(chǎn)生局部豎向裂縫。
防止收縮和溫度變化引起裂縫的主要措施有:
。1)在墻體中設置伸縮縫。將過(guò)長(cháng)的房屋伸縮縫應設在因溫度和收縮變形可能引起應力集中、砌體產(chǎn)生裂縫可能性最大的地方。
。2)屋面設保溫隔熱層。屋面的保溫隔熱層或剛性面層及砂漿找平層應設分隔縫,分隔縫的間距不宜大于6m,并與女兒墻隔開(kāi),其縫寬不小于30㎜.屋面施工宜避開(kāi)高溫季節。
。3)樓(屋)面板下設置現澆鋼筋混凝土圈梁,并沿內外墻拉通,房屋兩端圈梁下的墻體宜適當設置水平鋼筋。
。4)遇有較長(cháng)的現澆屋面混凝土挑檐、圈梁時(shí),可分段施工,預留伸縮縫,以避免砼伸縮對墻體的不良影響。
2.3 設計上對房屋的設計和構造處理不當而引起的裂縫
有一些砌體結構的房屋的設計是套用圖紙,應用時(shí)未經(jīng)校核;有時(shí)參考了別的圖紙,但荷載增加了或截面減少了而未作計算;有的雖然作了計算,但因少算或漏算荷載,使實(shí)際設計的砌體承載力不足;有的雖然進(jìn)行了墻體總的承載力計算,但忽視了墻體高厚比和局部承壓的計算。如果砌體的承載力不足,則在荷載作用下將出現各種裂縫,以致出現壓碎、斷裂、倒塌等現象,這類(lèi)裂縫的出現,很可能導致結構的失效。
預防措施:
。1)細心認真地設計。對擬建砌體結構的房屋,要做到力學(xué)模型準確,傳力清楚;荷載統計無(wú)誤;大梁下砌體要設墊塊并進(jìn)行驗算;加強對圈梁的布置和構造柱的設置,以提高砌體結構的整體安全性。
。2)裂縫一旦出現,要注意觀(guān)測裂縫的寬度及長(cháng)度的發(fā)展情況,并及時(shí)采取相應的有效措施,如灌縫,封閉等,必要時(shí)要進(jìn)行結構加固。
2.4 施工質(zhì)量不合格、使用材料不合格而引起的裂縫
當施工質(zhì)量出現問(wèn)題,砂漿稠度過(guò)大,吸水后干縮、砂漿不飽滿(mǎn)或砂漿稠度不夠時(shí),會(huì )在平拱磚過(guò)梁處產(chǎn)生沿磚縫斜向的裂縫。
磚的質(zhì)量不合格,砂漿強度不夠,這些都會(huì )造成整個(gè)砌體的強度不夠,而造成砂漿強度偏低的原因是使用了不合格的水泥,施工配合比不準確,施工時(shí)不潤濕磚等。當砌體質(zhì)量較差,砌體灰縫飽滿(mǎn)度不當時(shí)也會(huì )影響到砌體的強度。而這些都可能在砌體結構中產(chǎn)生裂縫。
預防措施:
提高施工質(zhì)量,保證結構所使用的材料,嚴格按照施工工藝進(jìn)行施工。
3 結束語(yǔ)
由于砌體的抗拉,抗剪強度較小,出現裂縫的原因很多,在很大的程度上只能預防。一旦出現裂縫則要注意觀(guān)察,必要時(shí)采取灌漿或加固措施以阻止裂縫的開(kāi)展。
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