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關(guān)于工程磚砌體裂縫防治論文
摘要:房屋建筑工程的施工中,磚砌體的裂縫問題非常常見,輕微的裂縫會影響建筑物的美觀,有時會出現(xiàn)滲漏,嚴重時則可能降低建筑結(jié)構(gòu)的承載力、剛度、耐久性以及穩(wěn)定性、整體性,甚至導致工程整體發(fā)生坍塌等重大的質(zhì)量事故。因此,正確分析原因、切實加以防治十分必要。
關(guān)鍵詞:實際工程;建筑;磚砌體裂縫;原因;防治
1前言
建筑工程的磚砌體裂縫種類繁多且形態(tài)各異,輕微的情況下會影響建筑物外表的美觀,造成滲漏;嚴重的情況下甚至會降低建筑結(jié)構(gòu)的承載力、剛度、穩(wěn)定性、整體性與耐久性,甚至引發(fā)建筑工程的整體倒塌事故。由此可見,正確地分析裂縫形成原因、切實采取防治措施是非常必要迫切的,以下就裂縫問題的防治實踐提出幾點建議。
2溫差變形引發(fā)的磚砌體裂縫
由溫差引起的裂縫,通常出現(xiàn)在建筑物(尤其是那些縱向較長的)頂層兩端的內(nèi)外縱墻上,較為常見的形態(tài)為斜裂縫,一般呈現(xiàn)“八”端1~2個開間內(nèi),嚴重的甚至可能發(fā)展到房屋的兩端約1/2縱長的范圍內(nèi),并且由頂層向下幾層繼續(xù)發(fā)展。此類型裂縫更容易出現(xiàn)在一些剛性的屋面平屋頂、沒有設置變形縫與隔熱層的墻體上,其產(chǎn)生的原因則主要是混凝土的結(jié)構(gòu)屋面在溫度變化下,發(fā)生伸縮變形,牽引其下的磚砌體,使其超過材料自身的抗拉強度,最終導致裂縫。具體來說,其形成機理如下:在陽光的照射下,其下磚砌體將達到30~35℃,處于較大溫差中,加之混凝土的膨脹系數(shù)相較于磚砌體要高出一倍,依據(jù)王鐵夢在《建筑物的裂縫控制》中所提出的相關(guān)計算理論與公式,即可計算得出砌體的主拉應力值。假設其砂漿的強度為M5.0,磚的強度為Mu7.5,則可通過計算,獲得沿灰縫的截面所形成的軸心抗拉值、抗剪強度的設計值,分別是0.14MPa、0.12MPa,沿齒縫的通縫其彎曲的抗拉強度則達到0.25MPa和0.12MPa,可見,由溫差所導致的主拉應力超過了砌體本身的抵抗力約50~300%。另外,房屋的兩端通常是“自由端”,其水平的約束力較小,上部砌體的垂直壓力也偏小,如果沒有采取相應措施,必然會導致裂縫。如果屋面向其兩端發(fā)生熱脹時,會導致下部的砌體會出現(xiàn)呈正“八”字形裂縫;而在冷縮時則出現(xiàn)呈倒“八”的字縫;如果是一脹一縮,則容易出現(xiàn)“X”形的字縫。此種裂縫的防治方法如下:①減緩甚至消除了發(fā)生熱脹冷縮的動力源,例如設置隔熱層、變形縫等;②增強建筑砌體自身抗力,例如提升砂漿的強度,提升飽滿度,將空斗改為實砌,加設筋砌體和構(gòu)造柱;③在不影響結(jié)構(gòu)安全的前提下,提高抹灰本身的抗裂能力。例如某樓房,其磚混7層,面積4801m2,始建于1998年10月~1999年4月,縱長56m,沒有設置變形縫,屋面則是在對多孔板的灌縫進行找平后,加設青瓦坡屋面以防水,其兩側(cè)的縱長為2m,將現(xiàn)澆屋的面板并作排水檐溝來使用,夏季之后發(fā)現(xiàn)東西兩端的頂層,邊套邊間的縱墻上出現(xiàn)了約45°的斜裂縫。對此,工程決定暫且作石膏試餅進行觀察,到2000年的夏季之后,發(fā)現(xiàn)裂縫有所加劇,由邊間向內(nèi)二三間延伸,發(fā)展向頂層的六、五層。所以,在查明了施工、設計現(xiàn)狀后,采取了以下應對措施:①以每套作為獨立元,將屋面板間所正對的,位于每套之間的多孔板端縫,進行重新切開留縫施工;②分開與此端縫相對的現(xiàn)澆檐溝板切縫,達到減緩動力源的目的;③拆除其內(nèi)一道空斗縱墻,改為實砌;④選擇不會明顯影響建筑整體結(jié)構(gòu)安全的裂縫處,鏟除原抹赤,加設鋼絲網(wǎng)片,最后使用高標號的水泥砂漿進行粉刷修補;⑤約一年之后需要進行再次檢查,并未變化。通過此事例吸取教訓后,該單位的第二幢樓房,磚混7層,面積為6037m2,建于2000年6月~2001年6月。為了防治其墻體出現(xiàn)上述裂縫問題,在六、七層兩端1/3縱長上,設置了構(gòu)造柱,同時提高了砌筑砂漿的強度,為M5.0,并且采取了全部實砌處理,因此至今都未檢查出此類裂縫。溫差裂縫的類型還包括屋面結(jié)構(gòu)及其下部對應砌體之間形成的水平縫、沿窗上下角的水平縫、包角的水平縫、女兒墻根的水平縫,和出現(xiàn)在外給墻周邊橫墻上的、內(nèi)高外低的斜裂縫等。此類斜裂縫通常是上幾層比下幾層多,輕微裂縫僅位于外墻端約0.5~1.0m的位置上,有1~2條裂縫,嚴重的裂縫甚至可以達到橫墻1/3跨度,尤其是那種具有層層混凝土梁(如圈梁)、縱橫墻交角處設置混凝土柱(如構(gòu)造柱)的房屋,其產(chǎn)生機理如下:因為外墻柱和橫墻(包括填充墻)的上下梁都屬于混凝土結(jié)構(gòu),其膨脹系數(shù)高于磚砌體約一倍,經(jīng)過溫差效應的影響,在受熱的情況下發(fā)生膨脹,導致柱向上伸長,梁則向外墻伸長,因此在橫墻的端部產(chǎn)生了豎、橫向的拉應力σy和σx,其合力為主拉應力σr,傾斜約45°。當σr超過砌體的抵抗強度時,即導致了裂縫。同理,還會出現(xiàn)類似窗角“八”字縫和沿窗上下腳的水平縫等。此類裂縫的防治,主要是通過加設混凝土窗臺盤,在有效防治裂縫的同時,有效解決鋁合金等窗框的安裝配合問題,防止窗框周邊的滲漏水。
3基礎不均勻沉降導致裂縫
一般來說,在建筑物的下部,會以由下往上的趨勢發(fā)展,出現(xiàn)呈“八”字形、倒“八”字形或水平的、豎向的裂縫。如果長條形建筑物的中部的沉降過大,將會在房屋的兩端,自下往上而形成正“八”字形裂縫,于窗對角處突破;反之,如果兩端的沉降過大,就會在兩端自下往上形成倒縫,同樣于窗對角處突破,還可在底層中部窗臺處突破形成由上至下豎縫;當某一端下沉過大時,則在某端形成沉降端高的斜裂縫;當縱橫墻交點處沉降過大,則可能在窗臺的下角,形成上寬下窄的豎縫,有時也會沿窗臺下角形成水平縫;在設計外縱墻凹凸時,如果出現(xiàn)一側(cè)不均勻沉降,還會在此處出現(xiàn)水平推力,并組成力偶,進而導致此交接處出現(xiàn)豎縫。例如某住宅小區(qū)的六層框混,其底層沿街為營業(yè)房,開工于2001年6月,竣工于2002年6月。主樓為樁基,但營業(yè)房并沒有打樁,雖然設置了伸縮縫,但因為營業(yè)房的施工開始于主樓基本完工之后,因而在無形中加大了竣工沉降差,導致工程竣工后約半年的時間內(nèi),營業(yè)房中間部位因為沉降較大,在營業(yè)房與主樓的交接處,出現(xiàn)了“八”字形的裂縫。此裂縫并不大,等到一年后裂縫基本穩(wěn)定時,采用鋼筋網(wǎng)片進行了填補施工。
4特殊砌體材料產(chǎn)生的裂縫
建筑工程中所使用的特殊砌體材料包括混凝土小型空心砌塊、灰砂磚等,這兩種砌體中,前者出現(xiàn)裂縫的主要原因在于豎縫砂漿難以飽滿,或者未能達到特殊構(gòu)造要求;后者則通常是指溫州地區(qū)蒸壓灰砂磚,其本身對于溫差比較敏感,其表面光滑,外觀、尺寸指標均較好,但是在實際的運用中,施工規(guī)程并不成熟,施工人員對此種砌磚的施工缺乏經(jīng)驗,導致除了容易出現(xiàn)存常見裂縫外,還常常在較長墻段中、外墻窗臺下形成豎斜裂縫。此類裂縫的形成機理如下:①剛出廠的灰砂磚穩(wěn)定性較差。灰砂磚的主要成分為細砂和石灰,在經(jīng)過蒸壓養(yǎng)護后,一般不足一周就已經(jīng)出廠,但就生產(chǎn)經(jīng)驗來說,灰砂磚在剛出廠約一個月內(nèi),所釋放的熱量都較大,存在反復的化學反應,但實際上短期內(nèi)難以反應完全,所以體積非常不穩(wěn)定;②含水率的要求苛刻,根據(jù)相關(guān)的試驗結(jié)果和實踐表明,其含水率以控制在7~10%之間為宜,這樣砌體可以形成良好的粘結(jié)力抗剪強度,否則會造成明顯的影響;③由于磚體表面較為光滑,因此粘結(jié)性能較差,尤其是含水率不當,會致使砌體的砂漿強度降低,影響粘結(jié),最終直接導致縫間抗拉剪強度的降低。因此,預防措施應當從以下方面著手:①保證使用前的穩(wěn)定期;②嚴格控制含水率;③嚴格按照灰砂磚的規(guī)范操作流程和構(gòu)造要求進行施工,例如在較長的墻段中部、窗臺下等位置設置統(tǒng)長構(gòu)造筋等。
5結(jié)語
綜上所述,砌體裂縫的產(chǎn)生大多是由于溫差、磚材質(zhì)量等因素導致的,其中危害較大的是沉降、超載致裂,在采取裂縫防治措施時,應當根據(jù)實際的工程情況,對癥防治,且以防為主。根據(jù)治理原則,對于已經(jīng)涉及結(jié)構(gòu)安全,且變化較為劇烈的裂縫,必須當機立斷,及時采取對策排除動力源,加固補強或進行作拆除返工處理;對于變化趨緩、相對穩(wěn)定、僅與外觀評定有關(guān)的裂縫,在修復后不會影響使用,則可以將重點放在表面處理上。因此,工程施工應當保持對國家、人民極端負責的態(tài)度,認真、切實查明裂縫產(chǎn)生原因,從而有效處理磚砌體裂縫問題。
參考文獻
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