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摘要:本文根据笔者多年经验,从多种方面分析了对填充墙的墙体裂缝问题,并且对各个问题给出相应的解决措施,供同行借鉴。
关键词:填充墙;墙体裂缝;解决措施
Abstract: based on many years'' experience, from various aspects of filling the analysis wall wall cracks, and to all problems are given the corresponding measures, for academic reference.
Keywords: fill walls; Wall crack; measures
中图分类号:G278文献标识码:A 文章编号:
随着社会的和谐发展,对建筑的要求不断提高,其建筑框架出现裂缝是头疼问题,虽然有不少文献已经提出了有关解决框架填充墙裂缝的方法,但由于缺少工程实例分析,理论不能被很好的运用,填充墙上的大量裂缝仍然不能被很好的控制和预防。
1填充墙墙体裂缝原因及分析
填充墙墙体裂缝的类型主要有:斜裂缝、水平裂缝、竖向裂缝。斜裂缝主要有正八字、倒八字及X形斜裂缝,这种裂缝在中间层墙面和内墙墙面上较多。
填充墙砌体裂缝易出现的主要部位有:
1)门窗洞口的过梁和窗台周围;
2)框架柱、梁与填充墙体的连接处;
3)长度较长的墙体;
4)不同材料砌块混砌的连接部位;
5)砌块养护龄期短、砌块强度低的部位;
6)施工洞及预留洞口四周;7)管线埋设部位。
1.1原因分析
材料因素的影响:
1)填充墙使用的砌块线膨胀系数不同。如加气混凝土砌块的线膨胀系数为8×10-6m/(m.K),普通混凝土的线膨胀系数为10×10-6m/(m.K),二者间存在的差异较大。当温度升高时,框架梁柱就会对填充墙产生挤压作用;当温度降低时,框架梁柱与填充墙的交界处则产生拉应力,容易对墙体造成水平或竖向裂缝。
2)填充墙砌块材料自身干缩性的影响。填充墙砌块中的湿水在墙体干燥的过程中,会产生收缩现象。因此,填充墙砌块砌筑前湿水过量会导致砌块在失水过程中产生裂缝。
3)填充墙砌块龄期不够。
4)填充墙砌体砂浆强度较低。
5)砌块单体体积大,灰缝面积小,砌体的抗拉、抗剪强度低,易沿灰缝方向产生裂缝。
施工因素的影响:
1)墙体长度大于4 m未加设构造柱,不符合规范要求,特别是在温度变化较大的地区,墙体受温度变化影响缺少约束力。
2)砌块砌筑方式不当。填充墙砌块较普通黏土砖尺寸大、规格多,施工中随意砍凿,墙体长度与砌块模数不符造成砌筑方式不当,灰缝不能很好的对齐,改变了砌体结构的破坏机制。在柱边填充不满,造成墙柱界面处产生裂缝。
3)赶施工进度,日砌高度过大。为了赶施工进度,日砌筑墙体过高,会造成灰缝因受到过大的压力而变形、开裂,导致灰缝厚度减小,进而降低了墙体的整体质量。
4)砌筑灰缝不饱满,尤其是竖向灰缝不饱满,不能保证墙的整体强度。
5)柱与砌体之间拉结钢筋没有按规定设置。墙柱拉结钢筋是增强框架柱与墙体连接能力的重要构造措施,施工中如果不按规定设置,或设置的间距过大、锚固长度不够甚至少筋,将造成墙柱之间的抗拉能力减弱,为以后裂缝展开埋下伏笔。
6)填充墙顶面与框架梁之间填充砂浆太过饱满,导致竖向约束过大,在墙体受温度影响膨胀的时候没有空间,只能向平面外突出导致开裂。
7)施工误差导致的墙体中面与梁、柱中线不在一个平面内,导致了偏心约束。如墙体有内应力时,偏心约束等于是对墙体施加的外荷载导致墙体开裂。
外界因素的影响:
1)沉降不均匀产生的裂缝。由于地基的不均匀沉降或框架梁挠度过大引起墙体内部产生附加应力,墙体内各点的竖向位移不同造成墙体内的竖向剪切应力,与自重应力复合形成斜向主拉应力,从而在墙体上造成与之垂直的斜向裂缝。
2)地震作用或附近施工机械振动产生的裂缝。地震作用破坏性巨大,形成裂缝很容易理解。机械振动与地震作用相仿,也属于周期性载荷,所以很容易出现相似的情况,只是破坏作用偏小。
3)温度变化产生的裂缝。温度变化时,由于材料之间的线膨胀系数不同,所以会产生自应力,从而产生裂缝。
4)外部荷载的影响。由于人们使用过程中对结构认识不够,所以分不清承重墙与非承重墙,斜向堆载,向填充墙施加荷载。而填充墙两端又有构造柱约束,所以只能导致一部分向平面外发展,导致了墙体开裂,严重时会导致倒塌。
建筑物本身特点影响:
1)建筑物太长,开间较大或进深较深,又没有相应的构造柱措施,导致开裂。
2)门窗、洞口位置没有设置横向拉结筋,缺少约束,导致开裂。
3)层高越高,受温度和日光照射影响越大,越容易开裂。
4)房屋建筑朝向,一般来说长度方向沿东西方向的房屋,填充墙东面受太阳照射比较多,导致温度变化比对侧大;同理长度方向沿南北方向的房屋,填充墙南面受太阳照射比较多,导致温度变化比对侧大,并由于填充墙膨胀系数比较大,直接导致了类似偏心受力的偏心裂缝。
设计方面的影响:
1)设计人员对材料性能了解不足,未能正确按照其力学性能设置相应的预防开裂设计措施。
2)设计人员设计过程中对墙体需要的约束理解不够,按传统黏土砖的要求设置构造柱,导致了不能对墙体很好的约束。
3)在门窗洞及预留洞边等应力集中区,未采取有效的拉结筋加强措施时,由于外因会引起裂缝。
4)砌筑砂浆设计强度过低,会使墙体刚度不足,也容易引起裂缝。
2预防和控制措施
2.1材料方面
1)使用的砌体材料的膨胀系数尽量与约束混凝土的膨胀系数相接近。
2)在潮湿地区可以选用吸水性较小的材料。
3)选用力学性能合适的、质量合格的砌块。必要时可以对其做相关实验检测其合格性。
2.2施工方面
1)采用适当的砌体组砌方式,砌体与构造柱之间要填满,使填充墙更好的发挥约束作用。砌块之间灰缝也要饱满,这对工人技术方面的要求比较严格。
2)設计适合的施工组织计划,既能充分利用时间,又不至于赶工程进度,减少每日砌筑高度对底部未硬化砂浆的强度损失。
3)墙体顶部与框架梁之间预留适当的缝隙,可以减少膨胀时由于过度约束导致的向平面外突出。
4)严格进行测量,尽量避免施工误差,使填充墙处于框架中线上。
2.3外界影响方面
1)根据地质勘察报告,选用合适的基础类型,起到经济实用又减少沉降的作用。
2)避免在填充墙附近堆积物品,减少外部载荷。
3)可以适当采用温度不敏感的绝缘材料对墙体进行保护,减少温度的影响。
2.4建筑物特点和设计方面
1)对于比较长的墙体,可以在设计时增加适量的构造柱。
2)设计时可以在洞口应力集中区适当加密,设计横向拉结筋。
3)层高较高的楼层,因为采光效果比较好,可以适当减少窗户面积,也可起到减少温度变化的作用。
4)至于朝向的影响,没有很好的措施,个人认为可以采取适当的对光敏感性较差的材料来减少这方面的影响。
图1 6层某一墙体东侧面裂缝图2 5层某一墙面裂缝
3实例分析
3.1房屋情况介绍
一六层框架结构,采用粉煤灰空心砌块作为填充墙填充材料。3层~6层内部填充墙及内纵墙有不同程度的裂缝,6层最为显著,其中一间房子墙体向外突出(墙面东侧外突破坏,对侧良好无破坏),层数越低,裂缝越少。具体照片见图1~图4。
图3 4层某一墙体裂缝 图4 3层某一墙面裂缝
3.2原因分析
1)3层~6层,随着高度的增加裂缝越来越严重,说明不是某种载荷的影响,而是层高的影响。
2)6层最为显著,其中一间房子墙体向外突出(墙面东侧外突破坏,对侧良好无破坏),说明墙体类似偏心受力,是因为房屋朝向造成的。
3)6层东侧墙面向外膨胀,说明是因为约束过强造成的,顶部灰缝过于饱满导致的。
4)图4中,在窗口下有横向裂缝,说明局部应力集中,设计时应采用相应的加强措施,设置拉结筋。
5)总体分析,墙体开裂最主要的因素是温度影响造成的材料膨胀。
3.3解决方案
1)选用其他适当材料,使材料线膨胀系数与框架柱相接近;而且应该选取膨胀系数较小的材料。
2)采用配筋砌体结构,提高填充墙力学性能。
3)在墙体表面做适当处理,如粉刷一层光敏性较差的材料作为保护材料。
4)施工时要把砌体的灰缝填饱满,采取适当的砌筑方式,使框架柱真正起到约束的作用。但墙体顶面不应该太饱满,避免约束过强导致的平面外开裂。
4结语
通过分析,采取以上措施,可以有效的控制框架结构填充墙的裂缝,并进行了相关的实例分析,得出的结论与整个分析相一致,说明了分析的正确性。框架填充墙体裂缝的防治是一个复杂的系统工程,只有通过勘察,设计,施工,监理,包括材料供应方的诚信合作,共同努力,框架填充墙体开裂的问题才能够得到解决。
注:文章内所有公式及图表请用PDF形式查看。