裂縫不僅影響建筑物的美觀,而且還造成房屋滲漏,甚至會影響到建筑物的結構強度、剛度、穩定性和耐久性,也會給房屋使用者造成較大的心理壓力和負擔。在很多情況下,裂縫的發生與發展還是大事故的先兆,因此,我們必須正確分析裂縫原因,并采取有針對性的對策,減少或杜絕裂縫發生,交給房屋使用者一個滿意的工程。
1、砌體結構裂縫的成因
1、1 溫差變形引發的磚砌體裂縫
由于鋼筋混凝土的線膨脹系數和普通磚砌體的線膨脹系數不同,在相同溫差下,鋼筋混凝土結構的伸長值要比磚砌體大一倍左右。因此,在混合結構中,當溫度變化時,鋼筋混凝土屋蓋、樓蓋、圈梁等與磚墻伸縮不一,產生溫度應力,使房屋磚砌體開裂。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”形,且顯對稱性,但有時僅一端有,輕微者僅在兩端1個~2個開問內出現,嚴重者會發展至房屋兩端1/3縱長范同內,并由頂層向下兒層發展。此類型縫對剛性屋面平屋頂、未設變形縫、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的伸縮變形牽引其下磚砌體超過其材料抗拉強度的結果。
1、2 地基不均勻沉降引起的裂縫
地基不均勻沉降引起的裂縫分布與地基沉降分布曲線有密切關系,裂縫較多發生在建筑物下部,由下往上發展,呈“八”字、倒“八”字、水平及豎縫。當長條形的建筑物中部沉降過大,則在房屋兩端由下往上形成正“八”字縫,且首先在窗對角突破;反之,當兩端沉降過大,則形成兩端由下往上的倒“八”字縫,也首先在窗對角突破,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時,則在窗臺下角形成上寬下窄的豎縫,有時還有沿窗臺下角的水平縫;當外縱墻凹凸設計時,由于一側的不均勻沉降,還可導致在此處產生水平推力而組成力偶,從而導致此交接處的豎縫。
1、3 特殊砌體材料產生的裂縫
特殊砌體產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造要求未能跟上。后者一般使用蒸壓灰砂磚,由于其本身對溫差敏感、表面光滑等特殊性,雖然外觀、尺寸指標均較好,但在實際使用中對嚴格的灰砂磚砌體施工規程不熟悉,缺少使用經驗,導致除存在黏土磚常見裂縫外,還有在較長墻段中及外墻窗臺下的豎斜裂縫。
2、控制砌體結構裂縫對策
2、1溫度裂縫的防治
磚石結構出現溫度裂縫較為常見,裂縫輕微的,不影響正常使用,而裂縫嚴重的則影響結構的安全使用,因此,應從設計和施工兩方面入手,預防和控制溫度裂縫。其防治的主要方法:1)減緩消除熱脹冷縮動力源,如設隔熱層、變形縫;2)增強相關砌體抗力,如提高砂漿強度,提高飽滿度,空斗改實砌,加筋砌體,加設構造柱;3)提高抹灰的抗裂能力(對于不影響結構安全的縫)。同理,溫差裂縫尚有屋面結構與其下相應砌體之問的水平縫,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在靠近外縱墻的橫墻上的內高外低斜裂縫等等。對于這類斜裂縫一般為:上幾層多于下幾層,輕微者僅在靠外墻端約0.5 m~1.0 m位置上有1條~2條縫而已,嚴重者可達橫墻1/3跨度及各層都有,尤其是層層設混凝土梁(如圈梁)和縱橫墻交角設混凝土柱(如構造柱)的房屋,其產生裂縫的機理可以認為是由于外墻柱及橫墻(包括填充墻)上下梁均為混凝土結構,其線膨脹系數大于磚砌體近一倍,再加上溫差效應,受熱脹時,柱向上伸長(下有地基約束),梁向外墻伸長(內約束大于外端),于是在橫墻端部產生豎、橫向拉應力 和 ,合力為主拉應力 ,當 超過砌體抵抗強度時,裂縫就出現了。與此同理出現的尚有窗角“八”字縫以及滑窗上下腳的水平縫等。防治這類裂縫的有效措施是加設混凝土窗臺板,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問題,防止窗周滲漏水。 此外要合理安排屋面保溫層施工。由于屋面結構層施工完畢至做保溫層,中間有一段時間間隔,因此,屋面施工應盡量避開高溫季節,同時應盡量縮短間隔時間;屋面挑檐可采取分塊預制或頂層圈梁與墻體之間設置滑動層;按規定留置伸縮縫,以減少溫度變化對墻體產生的影響。伸縮縫內應清理干凈,避免碎磚或砂漿雜物掉入縫內。
2、2減少房屋不均勻沉降的措施
對于不均勻沉降導致的裂縫應以預防為主,即無地質勘察資料嚴禁做施工圖設計,嚴格按圖施工,不得擅自更改、任意處理,根據本地區通病,如能在開大窗洞的樓底層窗臺下設置構造圈梁與地梁構成剛度較大的復合墻梁結構,對防止所述裂縫有明顯效果。治理的原則是,觀測裂縫發展的速度、部位、程度,決定是表面處理還是上部加固或基礎加固處理。為防止地基不均勻沉降在墻體上產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剛度較好的單元,或將沉降不同的部分隔開一定距離,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,使它能起到調整不均勻沉降的作用,同時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、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,發現有不良地基應及時妥善處理,然后才能進行基礎施工。5)房屋體形應力求簡單,橫墻間距不宜過大。6)合理安排施工順序,宜先建較重單元,后建較輕單元。
2、3特殊砌體材料產生的裂縫對策
預防的主要方法:1)確保使用前的穩定期;2)嚴格控制含水率;3)嚴格按本地區有關灰砂磚操作規程和構造要求施工,如在較長墻段中部及窗臺下設通長構造筋等;4)改善磚面造型(如生產糙面灰砂磚)。如能切實落實這四類措施,在目前大力推廣使用
3 結束語
總之,由于砌體的抗拉,抗剪強度較小,出現裂縫的原因很多,只有通過嚴謹設計和科學施工來加以預防,詳細勘查和細致分析來加以處理,以達到良好的效果。
參考文獻:
[1]張廷風.磚混結構房屋溫度裂縫的成因和防治. 山西建筑,2007,10:155-156
[2]王鐵夢.工程結構裂縫控制.北京:中國建筑工業出版社,2002
[3]唐岱新,許淑芳,盛洪飛.砌體結構[M].北京:高等教育出版
社.2003