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常見(jiàn)建筑磚砌體裂縫原因及其防治

日期:2022/9/21 Click:497
建筑磚砌體裂縫不僅種類繁多,形態(tài)各異,而且較普遍,輕微者建筑物美觀,造成滲漏水,嚴(yán)重者降低建筑結(jié)構(gòu)的承載力、剛度、穩(wěn)定和整體性、耐久性,甚至還會(huì)導(dǎo)致整體倒塌的重大質(zhì)量事故。因此,正確原因、切實(shí)加以防治十分必要,十分迫切,F(xiàn)就筆者多年的工程質(zhì)量監(jiān)督實(shí)踐談幾點(diǎn)本地區(qū)常見(jiàn)建筑磚砌體裂縫查處的體會(huì)。

   特殊砌體材料產(chǎn)生的裂縫

  如混凝土小型空心砌塊、灰砂磚等的砌體,前者致裂的主要原因是豎縫砂漿難以飽滿以及特殊的構(gòu)造要求未能跟上。后者一般使用溫州地區(qū)蒸壓灰砂磚,由于其本身對(duì)溫差敏感、表面光滑等特殊性,雖然外觀、尺寸指標(biāo)均較好,但在實(shí)際使用中對(duì)嚴(yán)格的灰砂磚砌體施工規(guī)程不熟悉,缺少使用經(jīng)驗(yàn),導(dǎo)致除存在粘土磚常見(jiàn)裂縫外,還常見(jiàn)在較長(zhǎng)墻段中及外墻窗臺(tái)下的豎斜裂縫。其機(jī)理可以認(rèn)為:①剛出廠的灰砂磚穩(wěn)定性差;疑按u主要由細(xì)砂和石灰組成,蒸壓養(yǎng)護(hù)后,一般不到一周即已出廠,但根據(jù)生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn),灰砂磚在出廠的一月內(nèi)其釋放的熱量較大,存在著反復(fù)的化學(xué)反應(yīng)過(guò)程,而且實(shí)際上一時(shí)難以完全反應(yīng),因此,體積極不穩(wěn)定。②對(duì)含水率有苛刻的要求,據(jù)有關(guān)試驗(yàn)資料和使用經(jīng)驗(yàn)表明,含水率控制在7%~10%之間砌體可獲得較好的粘結(jié)力和抗剪強(qiáng)度,否則明顯。③磚體表面太光滑,粘結(jié)性能差,特別是當(dāng)含水率不當(dāng)致使砌體砂漿強(qiáng)度低劣粘結(jié)不良后,直接地導(dǎo)致了在縫間抗拉剪強(qiáng)度低下。預(yù)防的主要:①確保使用前的穩(wěn)定期;②嚴(yán)格控制含水率;③嚴(yán)格按溫州地區(qū)有關(guān)灰砂磚操作規(guī)程和構(gòu)造要求施工,如在較長(zhǎng)墻段中部及窗臺(tái)下設(shè)統(tǒng)長(zhǎng)構(gòu)造筋等;④改善磚面造型(如生產(chǎn)糙面灰砂磚)。如能切實(shí)落實(shí)這四類措施,在大力推廣使用墻改材料的今天,灰砂磚還是有廣泛的生產(chǎn)和潛力的。

  例如本縣公改25幢商品房于1997年4月開(kāi)工,1999年11月完工,采用灰砂磚砌體,由于缺乏使用經(jīng)驗(yàn),于今年檢查中發(fā)現(xiàn)在較長(zhǎng)墻段(大于5m,包括有交叉墻的直線段)及窗臺(tái)下、上下角等,無(wú)論上下層,普遍有豎、斜縫出現(xiàn),為此加設(shè)鋼筋網(wǎng)片修補(bǔ)后,未見(jiàn)再現(xiàn)。

溫差變形引發(fā)的磚砌體裂縫

  這類裂縫較典型和普遍的是建筑物(特別是那些縱向較長(zhǎng)的)頂層兩端內(nèi)外縱墻上的斜裂縫,其形態(tài)呈“八”字或“X”型,且顯對(duì)稱性,但有時(shí)僅一端有,輕微者僅在兩端1~2個(gè)開(kāi)間內(nèi)出現(xiàn),嚴(yán)重者會(huì)至房屋兩端1/3縱長(zhǎng)范圍內(nèi),并由頂層向下幾層發(fā)展。此類型縫對(duì)那種剛性屋面平屋頂、未設(shè)變形縫、隔熱層的房屋,更易發(fā)生。產(chǎn)生的直接原因是混凝土結(jié)構(gòu)屋面的伸縮變形牽引其下磚砌體超過(guò)其材料抗拉強(qiáng)度的結(jié)果。具體的機(jī)理可認(rèn)為是:在陽(yáng)光照射下(特別是南方地區(qū))屋面板溫度可高達(dá)60~70℃,而在其下的磚砌體僅為30~35℃,如此大的溫差,加上混凝土線膨脹系數(shù)比磚砌體近似大一倍,則根據(jù)王鐵夢(mèng)《建筑物的裂縫控制》一書(shū)中提出的和公式,可計(jì)算出砌體中的主拉應(yīng)力。設(shè)砂漿強(qiáng)度M5.0、磚強(qiáng)度Mu7.5時(shí),則其沿灰縫截面破壞時(shí)的軸心抗拉、抗剪強(qiáng)度設(shè)計(jì)值僅為0.14MPa和0.12MPa,而沿齒縫通縫的彎曲抗拉強(qiáng)度僅為0.25MPa和0.12MPa,則溫差引起的砌體主拉應(yīng)力大于砌體本身抵抗力的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(yīng)措施上述裂縫在所難免。當(dāng)屋面向兩端熱脹時(shí),致使下部砌體出現(xiàn)正“八”字縫,當(dāng)冷縮時(shí),就出現(xiàn)倒“八”字縫,一脹一縮則易出現(xiàn)“x”字縫。其防治的主要:一是減緩消除熱脹冷縮動(dòng)力源,如設(shè)隔熱層、變形縫;二是增強(qiáng)相關(guān)砌體抗力,如提高砂漿強(qiáng)度,提高飽滿度,空斗改實(shí)砌,加筋砌體,加設(shè)構(gòu)造柱;三是提高抹灰的抗裂能力(對(duì)于不影響結(jié)構(gòu)安全的縫)。

  例如本縣長(zhǎng)途運(yùn)輸公司一號(hào)集資樓,磚混7層,面積4901m2,建于1994年10月~1996年4月,縱長(zhǎng)56m,未設(shè)變形縫,屋面為多孔板灌縫找平后加小青瓦坡屋面防水,兩側(cè)縱長(zhǎng)為寬2m現(xiàn)澆屋面板并作排水檐溝使用,當(dāng)年夏季過(guò)后即發(fā)現(xiàn)東西兩端頂層邊套邊間縱墻出現(xiàn)約45°斜裂縫。為此,決定先作石膏試餅觀察,及至1997年夏季后裂縫加劇,并由邊間向內(nèi)二三間發(fā)展、頂層向六、五層發(fā)展。在查明施工、設(shè)計(jì)及現(xiàn)狀后即采取了對(duì)癥措施:①以每套為獨(dú)立元,將屋面板間正對(duì)的每套之間的多孔板端縫,重新切開(kāi)留縫;②將相對(duì)此端縫的現(xiàn)澆檐溝板切縫分開(kāi)(減緩了動(dòng)力源);③將其內(nèi)一道空斗縱墻干脆拆除改實(shí)砌;④在不明顯影響結(jié)構(gòu)安全的縫部位,鏟除原抹灰后加鋼絲網(wǎng)片,再用高標(biāo)號(hào)水泥砂漿粉刷修補(bǔ)。一年后再檢查未見(jiàn)變化。

  又如在此事例教訓(xùn)下的該單位第二幢集資樓,磚混7層,面積6037m2,建于1996年6月~1998年6月,為防治上述裂縫,在六、七層的兩端1/3縱長(zhǎng)上加設(shè)必要的構(gòu)造栓,提高砌筑砂漿強(qiáng)度到M5.0,全部實(shí)砌處理,至今檢查未見(jiàn)此類裂縫出現(xiàn)。

  同理,溫差裂縫尚有屋面結(jié)構(gòu)與其下相應(yīng)砌體之間的水平縫,包角水平縫,沿窗上下角水平縫,女兒墻根部水平縫以及出現(xiàn)在靠近外縱墻的橫墻上的內(nèi)高外低斜裂縫等等。對(duì)于出現(xiàn)這類斜裂縫一般為:上幾層多于下幾層,輕微者僅在靠外墻端約0.5~1.0m位置上,有1~2條縫而已,嚴(yán)重者可達(dá)橫墻1/3跨度及各層都有,尤其是那種層層設(shè)混凝土梁(如圈梁)和縱橫墻交角設(shè)混凝土柱(如構(gòu)造柱)的房屋,其產(chǎn)生裂縫的機(jī)理可以認(rèn)為是:由于外墻柱及橫墻(包括填充墻)上下梁均為混凝土結(jié)構(gòu),其線膨脹系數(shù)大于磚砌體近一倍,再加上溫差效應(yīng),受熱脹時(shí),柱向上伸長(zhǎng)(下有地基約束),梁向外墻伸長(zhǎng)(內(nèi)約束大于外端),于是在橫墻端部產(chǎn)生豎、橫向拉應(yīng)力σy和σx合力為主拉應(yīng)力σr,約45°(如圖1),當(dāng)σr超過(guò)砌體抵抗強(qiáng)度時(shí),裂縫就出現(xiàn)了。與此同理出現(xiàn)的尚有如窗角“八”字縫以及沿窗上下腳的水平縫等。防治這類縫的有效措施是加設(shè)混凝土窗臺(tái)盤(具體做法如圖2),它不僅可以防裂縫,還可有效地解決鋁合金等窗框安裝配合,防止窗周滲漏水。

  典型的例子是本縣一個(gè)縣府干部集資房工程,磚混7層,面積3500m2,于1997年底開(kāi)工到1998年10月完工,1999年上半年就發(fā)現(xiàn)自上而下靠外墻橫墻及窗角斜裂縫和“八”字縫,下半年越烈,2000年后仍在變化,但已趨緩,由于未涉及結(jié)構(gòu)安全,故作加鋼筋網(wǎng)片修補(bǔ)處理。另一例是本縣巨浦中銀教學(xué)樓,磚混4層,面積1300m2,于1995年9月開(kāi)工,1996年3月完工,同年夏季后發(fā)現(xiàn)窗角“八”字縫自上層往下發(fā)展,1997年加劇,排除基礎(chǔ)不均勻沉降后,施工質(zhì)量可作一個(gè)因素考慮,經(jīng)分析,動(dòng)力源認(rèn)為是混凝土梁柱溫差變形。為此,加補(bǔ)混凝土窗臺(tái)盤和補(bǔ)縫處理后,至今未見(jiàn)變化。
3基基礎(chǔ)不均勻沉降引起的裂縫

  一般在建筑物下部,由下往上,呈“八”字、倒“八”字、水平及豎縫。當(dāng)長(zhǎng)條形的建筑物中部沉降過(guò)大,則在房屋兩端由下往上形成正“八”字縫,且首先在窗對(duì)角突破;反之,當(dāng)兩端沉降過(guò)大,則形成的兩端由下往上的倒摪藬字縫,也首先在窗對(duì)角突破,還可在底層中部窗臺(tái)處突破形成由上至下豎縫;當(dāng)某一端下沉過(guò)大時(shí),則在某端形成沉降端高的斜裂縫;當(dāng)縱橫墻交點(diǎn)處沉降過(guò)大,則在窗臺(tái)下角形成上寬下窄的豎縫,有時(shí)還有沿窗臺(tái)下角的水平縫;當(dāng)外縱墻凹凸設(shè)計(jì)時(shí),由于一側(cè)的不均勻沉降,還可導(dǎo)致在此處產(chǎn)生水平推力而組成力偶,從而導(dǎo)致此交接處的豎縫。如本縣新建的石門中學(xué)教學(xué)樓,局部地基為粉砂層,下挖一部分換土處理后采用混凝土柱下帶基施工,于1999年9月開(kāi)工至2000年4月基本完工,粉刷之后,在中間檢查時(shí)發(fā)現(xiàn),一側(cè)外窗臺(tái)下角出現(xiàn)上寬下窄豎縫及窗間墻水平縫,共4層均有發(fā)現(xiàn),但下層比上層嚴(yán)重,調(diào)查原因中發(fā)現(xiàn),由于附近山澗水直接沖刷滲透地基土導(dǎo)致在縱橫交點(diǎn)處沉降過(guò)大,再加墻外堆土過(guò)高(超過(guò)原設(shè)計(jì)室外標(biāo)高近2m),從而增加附加沉降,為此,立即采取攔截澗水和鏟除堆土的措施,近半年后觀測(cè)裂縫已無(wú)變化。

  對(duì)于不均勻沉降導(dǎo)致的裂縫應(yīng)以預(yù)防為主,即無(wú)地質(zhì)勘察資料嚴(yán)禁做施工圖設(shè)計(jì),嚴(yán)格按圖施工,不得擅自更改、任意處理,根據(jù)本地區(qū)通病,如能在那些開(kāi)大窗洞的教學(xué)樓底層窗臺(tái)下設(shè)置構(gòu)造圈梁與地梁構(gòu)成剛度較大的復(fù)合墻梁結(jié)構(gòu),對(duì)防止所述裂縫有明顯效果。治理的原則是,觀測(cè)裂縫發(fā)展的速度、部位、程度,決定是表面處理還是上部加固或基礎(chǔ)加固處理。

  其它裂縫

  這些裂縫包括:混凝土構(gòu)件變形導(dǎo)致的砌體裂縫,如當(dāng)挑梁上填充墻、梁相繼同步施工致使撓度過(guò)大,其上砌體產(chǎn)生內(nèi)低外高斜裂及與外縱墻之間的豎縫等;砌體本身承載力不足如磚柱承載不足時(shí)在下部1/3高度處出現(xiàn)的豎縫;砌體構(gòu)造要求不良如施工洞留置和拉結(jié)筋放置不當(dāng)造成的洞邊縫(如我縣2000年6月份完工的綜協(xié)字59幢就是一例,其施工洞留在與內(nèi)縱墻交叉的橫墻上,結(jié)果自下到上各層在這點(diǎn)交角上均出現(xiàn)了豎直縫);施工質(zhì)量差造成的縫,如砌體通縫,灰縫砂漿不飽滿,含水率掌握不當(dāng),腳手眼設(shè)置不當(dāng),組砌不當(dāng)?shù)。這些裂縫形態(tài)各異,必須對(duì)癥防治。

 小結(jié)

  綜上,砌體裂縫因溫差和磚的材質(zhì)因素產(chǎn)生的較普遍,而以沉降、超載致裂的危害較大,但其危害性和處理方法也不能一概而論,在具體處理時(shí)務(wù)須正確區(qū)分,對(duì)癥防治,且以防為主。治理的原則:凡已涉及結(jié)構(gòu)安全且變化劇烈的,應(yīng)當(dāng)機(jī)立斷,迅速采取相應(yīng)對(duì)策,排除動(dòng)力源,加固補(bǔ)強(qiáng)或作拆除返工處理;反之,如變化趨緩、穩(wěn)定、僅與外觀和評(píng)定有關(guān)、修復(fù)后不影響使用,則重點(diǎn)放在表面處理上?傊,只要堅(jiān)持對(duì)國(guó)家和人民極端負(fù)責(zé)的態(tài)度,認(rèn)真,切實(shí)查明原因,磚砌體裂縫也是不難處理的。
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