砌體結構中裂縫的成因及其防治的淺談分析

史培宇

摘要:建筑砌體裂縫種類繁多,較為普遍,不僅影響建筑物美觀,造成滲漏水,降低建筑結構的承載力、剛度、穩定和整體性、耐久性,還會導致整體倒塌的重大質量事故。因此,正確分析原因,切實加以防治非常重要。

關鍵詞:砌體結構;裂縫;原因分析;防治

中圖分類號：TU111.2+2文獻標識碼：A 文章編號：

1裂縫的類型及其產生的原因分析

砌體結構的房屋的裂縫一般是單因素典型裂縫,而這種裂縫的形態與產生的原因有較強的對應關系。引起砌體發生裂縫的原因主要有:地基不均勻沉降、溫度變化引起的伸縮、受力以及地震等。

1.1地基不均勻沉降引起的裂縫

地基不均勻沉降是引起砌體結構建筑物裂縫的一個主要的因素。地基發生不均勻沉降后,沉降大的部分砌體與沉降小的部分砌體產生相對位移,從而使砌體中產生附加的拉力或剪力,引起的裂縫多為斜裂縫,此類裂縫一般情況下裂而不鼓,往往貫通到基礎。尤其對于軟土地基和濕陷性黃土地基,當地基處理不當時,很容易在底層墻體產生斜向裂縫和窗下墻豎向裂縫。在房屋縱橫墻地基不均勻沉降的情況下,將使墻體承受較大的剪切力,當結構剛度稍差、施工質量和材料強度不能滿足要求時,會導致墻體開裂。另外,當房屋層數相差較多而沒有設置沉降縫時,容易在交接部位產生豎向裂縫,這類裂縫常伴有較大的地基不均勻下沉。

1.2溫度和收縮變形引起的裂縫

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使磚墻產生裂縫,由于溫度變化不均勻使砌體因不均勻收縮產生裂縫,或由于鋼筋混凝土圈梁與磚墻伸縮量不同也會產生裂縫。

1.2.1由于屋蓋系統溫度變化會使磚墻產生裂縫,這類裂縫較典型和普遍的是建筑物(特別是縱向較長的)頂層兩端內外縱墻上的斜裂縫,其形態呈“八”字或“X”型,且顯對稱性,但有時僅一端有輕微者僅在兩端1~2個開間內出現,嚴重者會發展從房屋兩端1/3縱長范圍內,并由頂層向下幾層發展。

1.2.2溫度變化不均勻使砌體產生不均勻收縮產生的裂縫:由于房屋過長,室內外溫差過大,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窗洞口附近或樓梯間等薄弱部位發生向豎向貫通墻體全高的裂縫,這種裂縫有時會使樓蓋的相應部位發生斷裂,形成內外貫通的周圈裂縫。另外,當房屋空間高大時,墻體因受彎在截面薄弱處(如窗間墻)會出現水平裂縫。

1.2.3鋼筋混凝土圈梁與磚墻伸縮量不同產生的裂縫:當材料隨時間發生收縮變形和自然界溫度發生變化時,由于鋼筋混凝土和墻砌體材料收縮系數和線膨脹系數的不同,會在房屋的墻體及樓蓋結構中引起因約束變形而產生的附加應力,當這種附加應力過大時會在墻體上產生局部豎向裂縫。

1.3受力裂縫

受力裂縫多出現在抗震設防區的建筑物上,雖然有圈梁構造柱、鋼筋混凝土現澆板等整體連接,但這也不能完全保證不出現裂縫。比如發生在房屋底層窗臺處的豎向裂縫,多數是由于縱墻開窗較大,地基受荷載后變形不均勻,窗臺墻起到反梁的作用而引起的。在鋼筋混凝土條形基礎中,基礎內一般均未設置基礎梁,僅靠圈梁、構造柱等來加強建筑物的整體剛度,當地基受荷載較大時,窗臺墻因反向變形過大而開裂。

有些受力裂縫是由于地基沉降不均勻和溫度的雙重因素形成應力而產生的,我們把這種情形也歸為受力裂縫。比如鋼筋混凝土現澆板跨中裂縫,如果地基不均勻沉降,將使鋼筋混凝土現澆板單邊下沉而其他邊又受到支座的約束,這樣會導致在混凝現澆板內部產生拉應力,而且,跨中多是施工縫的留置處,按照規范的要求:施工縫的位置宜留在結構受剪力較小且便于施工的部位。所以,板在其他支座的約束下,由于混凝土內部的拉應力的作用,加上混凝土現澆板受溫差作用的影響,混凝土內部產生的拉應力在周圍支座的約束下,要求在現澆板的最薄弱位置釋放能量,于是在板跨中產生裂縫。

1.4地震作用引起的裂縫

砌體結構整體性差,抗震性能比較差。當地震烈度為6度時,對砌體結構就有破壞性,對設計不合理或施工質量差的房屋就會引起裂縫。當遇到7~8度地震時,砌體結構的墻體大多會產生不同程度的裂縫。地震引起的墻體裂縫大多呈X形。這是由于房屋受到反復作用的剪力引起的。在地震作用下,砌體也會產生水平裂縫與豎向裂縫,特別是內外墻咬槎不好的情況下,在內外墻交接處差生裂縫。

2砌體結構裂縫的防治措施

2.1預防地基不均勻沉降引起裂縫的措施

2.1.1按照規范規定合理的設置沉降縫。特別是高度相差較大時或地基承載相差過大時,應設沉降縫,沉降縫應從基礎開始分開,有足夠的寬度。

2.1.2細心認真地設計,加強上部的剛度和整體性,提高墻體的抗剪能力。對擬建砌體結構的房屋,

要做到力學模型準確,傳力清楚;荷載統計無誤;大梁下砌體要設墊塊并進行驗算;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。

2.1.3在墻體中設置伸縮縫。過長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、砌體產生裂縫可能性最大的地方。

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,其縫寬不小于30mm,屋面施工宜避開高溫季節。

2.1.4按結構抗震設計規范要求設置圈梁,注意圈梁應閉合,遇到洞口時要滿足搭接要求。設置構造柱,構造柱應與圈梁連接。

2.1.5合理組織施工,在混凝土制作的過程中在下料、攪拌、澆注、振搗等環節嚴格進行過程控制。

2.2出現裂縫后的處理措施

2.2.1壓力灌漿法。當裂縫較細,裂縫數量較多,發展已基本穩定時可用壓力灌漿法補強。用灰漿泵將含有膠合材料的水泥砂漿或化學砂漿灌入裂縫內使之粘接成整體(摻入107膠、二元乳膠、水玻璃等)?；驅⒘芽p兩側抹灰鑿掉,并清理干凈,用勾縫刀、抹子、刮刀等工具將砂漿填入縫內。

2.2.2用鋼筋網水泥砂漿層加固法。先將墻體的抹灰鏟去,刷洗干凈并濕潤,附設由ψ4~ψ8組成的鋼筋網片,然后噴射砂漿(或細石混凝土)或分層抹上迷失的砂漿層。用ψ4~ψ6的鋼筋按一定的間距穿墻拉筋與墻體固定,水泥砂漿的強度等級M7. 5~15,混凝土強度等級一般采用C15或C20。這種方法通常用于加固大面積墻面。

2.2.3外加鋼筋混凝土加固?？梢允菃蚊娴?雙面的和四周包圍的。豎向受壓鋼筋可用ψ8~ψ12,橫向鋼箍可用ψ4~ψ6,且有一定數量的閉口鋼箍。如磚柱的加固,為了更好的結合,每隔5皮磚打去一塊磚,將混凝土嵌入磚砌體內,混凝土常用C15或C20。

2.2.4鋼筋混凝土聯結法。在裂縫處,每隔8~10皮磚,抽磚嵌入預制鋼筋混凝土塊,四周要清掃干凈,潤水以M10水泥砂漿砌筑,保證四周密實且按原磚墻砌法及裂縫走向而定,混凝土標號C15,內配ψ6鋼筋,其他部位以M10水泥砂漿填補密實。

5)增設拉桿法。根據裂縫應通長設置拉桿,并沿墻的兩邊設置。增設拉桿的同時也可以增設圈梁。拉桿可以用圓鋼和型鋼,拉桿直徑根據拉桿間距和房間進深取ψ16~ψ28。

6)拆磚重砌法。裂縫處拆除50~100cm長磚墻,用比原設計標號高一級且不低于M5的砂漿重新按原砌體走向進行砌筑,新老砌體結合密實。處理時要注意拆除一處修補一處并注意安全。

3結語

砌體結構出現裂縫是一種較為普遍的現象。而大量的結構是在帶裂縫工作的,但對各種裂縫要注意觀察是否出現變化。如果遇到建筑物出現裂縫,首先要查明并分析裂縫和變形產生的原因,評估其對結構的危害程度,確定有效的補強加固措施。

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