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摘要:影响建筑物出现裂缝的原因很多,成因也比较复杂,本文对常见的建筑裂缝作初步分析探讨。砌体结构的墙体裂缝虽然较难避免,但只要设计合理,选材恰当,严格施工管理,建筑物的裂缝基本上是可以控制的。
关键词:砖混结构;裂缝;防治;温度;
【中图分类号】TU746.3
一、裂缝的成因及主要控制措施
1.1 温度裂缝
温度裂缝与建筑物体型、材料性能、施工质量等多种因素有关,但主要还是由于温差变化而产生的。砌体结构建筑物一般主要由钢筋混凝土和砖砌体两类材料组成,这两类材料在相同温度条件下,砖墙与混凝土的膨胀系数相差几乎一倍。当外界太阳辐射温度升高时,混凝土屋盖变形大,墙体变形相对较小,导致砖砌体和混凝土屋盖之间产生拉应力和剪应力而造成裂缝。其次,在混凝土浇筑后的硬化过程中,水泥水化产生大量的水化热,会导致内部温度急剧上升,形成内外较大温差,使混凝土表面产生拉应力形成裂缝。温度裂缝是造成墙体早期开裂的主要原因,且有明显的规律,即两端多中间少、顶层多底层少、阳面多阴面少。常见的温度裂缝往往出现在混凝土平屋盖的顶层两端墙体和山墙上,如门窗洞边的正八字斜裂缝、山墙上部的斜裂缝等。目前对温度裂缝旳主要控制措施是:
(1)屋面设置保温层、隔热层、隔热板、防辐射层,以减小温差。
(2)根据房屋的楼盖、屋盖的类型及有无保温层等因素选择设置合适的伸缩缝。
(3)采用装配式有檩体系钢筋混凝土屋盖和瓦材屋盖、木屋盖、轻钢屋盖。
(4)设置分隔缝或滑动层。
(5)在温度应力、收缩应力较大的现浇板区域,应在板的表面双向配置防裂构造钢筋,配筋率不宜小于0.10%,间距不宜大于200 mm。
1.2. 干缩裂缝
砌体结构常使用多种建材,而它们的性能有时又会有较大差异。 如目前农村中还较多使用的烧结粘土砖,它的干缩变形很小,但砌体在潮湿情况下会产生较大的湿胀, 这种湿胀却是不可逆的变形。又如混凝土砌块的干缩率对干缩变形的影响很大,而轻骨料块体的干缩变形影响更大等。干缩变形的特征是早期发展快,以后逐步变慢,几年后才停止变形。现浇混凝土的收缩首先是随着混凝土中多余水分的蒸发而体积减小(收缩量约 80%~90%),并引起体积收缩,最常见的是由于施工养护不良、表面干燥过快而引起干缩裂缝 (通常混凝土的干缩值为 0.04%~0.06%, 而混凝土的极限拉伸值只有0.01%~0.02%)。干缩变形引起的裂缝常见形式如房屋内外纵墙中间对称分布的倒八字裂缝,建筑物底部一至二层窗台边出现的斜裂缝或竖向裂缝,大片墙面上出现的底部重上部较轻的竖向裂缝等。目前对干缩裂缝旳主要控制措施是:
(1)选用干缩值低的墙材,控制砌筑时材料的含水量,采用低强度砂浆和长度小的砌块(可以避免砌块断裂)。
(2)面积较大的墙体采用墙体内增设梁或构造柱,如墙体长度超过 5 m,可在中间设置钢筋混凝土构造柱;当墙体高度超过 3 m(120 mm 厚墙)或 4 m(≥180 mm)厚墙时,需在墙 1/2 高处设置梁等。
(3)在砌体应力较集中处设置控制缝。
(4)施工时减少砂浆水灰比,控制施工速度,合理安排施工顺序,正确掌握各类砌块使用时的含水率。
1.3 温度、干缩混合裂缝
对于烧结类块材的砌体最常见的为温度裂缝,而对非烧结类块材砌体(如灰砂砖、粉煤灰砖等)有时也同时存在温度和干缩共同作用产生的裂缝,它在建筑物上的分布可以认为是两种裂缝的组合,但其后果比单一的因素严重。 如釆用混凝土砌块灰砂砖等新型墙体材料时, 却没有针对材料的特性,采用合适的专用砌筑砂浆和构造措施, 而仍沿用粘土砖使用的砂浆和相应的抗裂措施,这些因素都会引起墙体出现严重裂缝。 对这类裂缝就应从源头开始进行检查,采取有针对性的预防措施加以改正。
1.4 地基沉降引起的砌体裂缝
地基沉降差异是引起砌体结构建筑物裂缝的一个重要因素。在建筑地基范围内局部有旧房基、古河道等,或建筑处在软土地基和湿陷性黄土地基上,如果处理不当,地基因承受整幢房屋而产生压缩变形,造成房屋沉降,房屋的墙体因产生弯曲和剪切而引起附加应力,当沉降差异较大时,墙体就会产生裂缝。另外,当房屋层数相差较多而没有设置沉降缝,当地基不均匀沉降时,容易在交接部位产生竖向裂缝。地基沉降缝常见的形式主要可分为剪切裂縫和弯曲裂缝,在形态上常见的有斜裂缝和八字裂缝,通常出现在房屋下部,且中下部的裂缝较上部宽度要大。防止地基沉降引起裂缝的主要措施是:
(1)做好地基处理,严格控制地基不均匀沉降,尤其对松软土、回填土及湿陷性黄土地基进行必须的夯实和加固处理, 避免地基进水引起不均匀沉降。
(2)建筑物的体形力求简单。
(3)使用轻型材料,减轻结构自重。
(4)合理设置沉降缝, 通常在建筑物平面转折处、建筑物高度突变处、结构类型不同处,以及地基土软硬交界处设置沉降缝。
(5)合理选择刚度大、整体性好的基础,减小基础的沉降。
二、分析和讨论
砖混结构出现裂缝是一种较为常见的工程质量问题,预防和处理建筑裂缝,将渉及工程设计、施工方法、材料质量、施工环境和工程管理等因素,往往需要各方面密切配合给予重视。例如工程中多见的屋面板的板角裂缝,其成因主要是收缩应力、温度应力和荷载应力三者共同作用,但如果在夏天施工,由于温度应力值远大于收缩应力值,就需要特别注意温度控制,所以要抓住主要的影响因素,防止顾此失彼。又如干缩变形,除了材料本身因素外,施工环境也非常重要,干燥环境对早期混凝土的抗裂能力有严重影响,特別是混凝土表面,因水分早期散失过快极易产生裂缝,此外,施工时环境温度愈强收缩就愈大,但环境的湿度愈高收缩就较小。所以除了设计因素外,还应结合工程施工情况加强管理,及时采取有针对性的措施,是防止裂缝产生的关键。
砌体结构温度裂缝是造成墙体早期裂缝的主要因素,而裂缝的多寡、大小又往往与环境温差成正比,从整体上看温差对建筑物顶部两层一般影响较大,从上往下逐步減轻。通常情况下,太阳幅射热引起楼板的平均温度高于墙体,因此在计算砌体结构的温度应力时,通常可将顶部两层温差的影响作为裂缝控制的设计依据。法律规定中对防止和减轻墙体开裂作了规定,在设计上对可能产生裂缝处要求设置伸缩缝,但目前的专业规范中,尚缺乏对有效控制值的规定和具体的计算公式,很难完全防止和杜绝由于钢筋混凝土屋盖温度变形及砌体干缩变形引起的墙体局部裂缝。国内外学者曾对这类裂缝作过定性分析,都认为是由温度收缩应力引起的,某些专家还曾提出了混合结构的温度应力近似计算法,但目前专业设计规范中尚缺乏具体的计算公式,如能总结补充,无论对建筑节能和指导防止裂缝,都有益处。
对墙体竖向整体裂缝的防治,着重贯彻留伸缩缝的“留缝防裂”原则,以防止因房屋砌体长度过大、温差和砌体干缩而引起墙体竖向整体裂缝。规范中详细规定了伸缩缝的最大间距,但间距主要取决于屋盖类别和有无保温层,而与砌体的类别、材料特性和收缩性能都无直接关系,而这些却正是影响墙体干缩变形的重要因素。 实践表明,留缝与否并不是决定开裂的唯一条件,它仍不能完全防止钢筋混凝土屋盖因温度变形和砌体干缩变形所引起的墙体裂缝。 因此,要切实做好防止裂缝工作,以求达到完美。
参考文献:
[1]张建芳. 对砖混结构墙体温度裂缝的探讨[J]. 山西建筑,2004,(11).
[2]史运宏. 浅谈砖混结构中构造柱施工中的几个问题[J]. 赤峰学院学报(自然科学版),2008,(4).
[3]张振宁. 砖混结构房屋温度及收缩裂缝诊治[J]. 工程建设与设计,2009,(4).
[4]牛志强. 关于砖混结构房屋墙体裂缝问题的探讨[J]. 煤,2011,(S1).
[5]吴本华. 某六层砖混结构住宅楼裂缝分析[J]. 山西建筑,2007,(15).
[6]孙景风. 砖混结构房屋墙体裂缝问题的探讨[J]. 天津城市建设学院学报,2001,(2).
关键词:砖混结构;裂缝;防治;温度;
【中图分类号】TU746.3
一、裂缝的成因及主要控制措施
1.1 温度裂缝
温度裂缝与建筑物体型、材料性能、施工质量等多种因素有关,但主要还是由于温差变化而产生的。砌体结构建筑物一般主要由钢筋混凝土和砖砌体两类材料组成,这两类材料在相同温度条件下,砖墙与混凝土的膨胀系数相差几乎一倍。当外界太阳辐射温度升高时,混凝土屋盖变形大,墙体变形相对较小,导致砖砌体和混凝土屋盖之间产生拉应力和剪应力而造成裂缝。其次,在混凝土浇筑后的硬化过程中,水泥水化产生大量的水化热,会导致内部温度急剧上升,形成内外较大温差,使混凝土表面产生拉应力形成裂缝。温度裂缝是造成墙体早期开裂的主要原因,且有明显的规律,即两端多中间少、顶层多底层少、阳面多阴面少。常见的温度裂缝往往出现在混凝土平屋盖的顶层两端墙体和山墙上,如门窗洞边的正八字斜裂缝、山墙上部的斜裂缝等。目前对温度裂缝旳主要控制措施是:
(1)屋面设置保温层、隔热层、隔热板、防辐射层,以减小温差。
(2)根据房屋的楼盖、屋盖的类型及有无保温层等因素选择设置合适的伸缩缝。
(3)采用装配式有檩体系钢筋混凝土屋盖和瓦材屋盖、木屋盖、轻钢屋盖。
(4)设置分隔缝或滑动层。
(5)在温度应力、收缩应力较大的现浇板区域,应在板的表面双向配置防裂构造钢筋,配筋率不宜小于0.10%,间距不宜大于200 mm。
1.2. 干缩裂缝
砌体结构常使用多种建材,而它们的性能有时又会有较大差异。 如目前农村中还较多使用的烧结粘土砖,它的干缩变形很小,但砌体在潮湿情况下会产生较大的湿胀, 这种湿胀却是不可逆的变形。又如混凝土砌块的干缩率对干缩变形的影响很大,而轻骨料块体的干缩变形影响更大等。干缩变形的特征是早期发展快,以后逐步变慢,几年后才停止变形。现浇混凝土的收缩首先是随着混凝土中多余水分的蒸发而体积减小(收缩量约 80%~90%),并引起体积收缩,最常见的是由于施工养护不良、表面干燥过快而引起干缩裂缝 (通常混凝土的干缩值为 0.04%~0.06%, 而混凝土的极限拉伸值只有0.01%~0.02%)。干缩变形引起的裂缝常见形式如房屋内外纵墙中间对称分布的倒八字裂缝,建筑物底部一至二层窗台边出现的斜裂缝或竖向裂缝,大片墙面上出现的底部重上部较轻的竖向裂缝等。目前对干缩裂缝旳主要控制措施是:
(1)选用干缩值低的墙材,控制砌筑时材料的含水量,采用低强度砂浆和长度小的砌块(可以避免砌块断裂)。
(2)面积较大的墙体采用墙体内增设梁或构造柱,如墙体长度超过 5 m,可在中间设置钢筋混凝土构造柱;当墙体高度超过 3 m(120 mm 厚墙)或 4 m(≥180 mm)厚墙时,需在墙 1/2 高处设置梁等。
(3)在砌体应力较集中处设置控制缝。
(4)施工时减少砂浆水灰比,控制施工速度,合理安排施工顺序,正确掌握各类砌块使用时的含水率。
1.3 温度、干缩混合裂缝
对于烧结类块材的砌体最常见的为温度裂缝,而对非烧结类块材砌体(如灰砂砖、粉煤灰砖等)有时也同时存在温度和干缩共同作用产生的裂缝,它在建筑物上的分布可以认为是两种裂缝的组合,但其后果比单一的因素严重。 如釆用混凝土砌块灰砂砖等新型墙体材料时, 却没有针对材料的特性,采用合适的专用砌筑砂浆和构造措施, 而仍沿用粘土砖使用的砂浆和相应的抗裂措施,这些因素都会引起墙体出现严重裂缝。 对这类裂缝就应从源头开始进行检查,采取有针对性的预防措施加以改正。
1.4 地基沉降引起的砌体裂缝
地基沉降差异是引起砌体结构建筑物裂缝的一个重要因素。在建筑地基范围内局部有旧房基、古河道等,或建筑处在软土地基和湿陷性黄土地基上,如果处理不当,地基因承受整幢房屋而产生压缩变形,造成房屋沉降,房屋的墙体因产生弯曲和剪切而引起附加应力,当沉降差异较大时,墙体就会产生裂缝。另外,当房屋层数相差较多而没有设置沉降缝,当地基不均匀沉降时,容易在交接部位产生竖向裂缝。地基沉降缝常见的形式主要可分为剪切裂縫和弯曲裂缝,在形态上常见的有斜裂缝和八字裂缝,通常出现在房屋下部,且中下部的裂缝较上部宽度要大。防止地基沉降引起裂缝的主要措施是:
(1)做好地基处理,严格控制地基不均匀沉降,尤其对松软土、回填土及湿陷性黄土地基进行必须的夯实和加固处理, 避免地基进水引起不均匀沉降。
(2)建筑物的体形力求简单。
(3)使用轻型材料,减轻结构自重。
(4)合理设置沉降缝, 通常在建筑物平面转折处、建筑物高度突变处、结构类型不同处,以及地基土软硬交界处设置沉降缝。
(5)合理选择刚度大、整体性好的基础,减小基础的沉降。
二、分析和讨论
砖混结构出现裂缝是一种较为常见的工程质量问题,预防和处理建筑裂缝,将渉及工程设计、施工方法、材料质量、施工环境和工程管理等因素,往往需要各方面密切配合给予重视。例如工程中多见的屋面板的板角裂缝,其成因主要是收缩应力、温度应力和荷载应力三者共同作用,但如果在夏天施工,由于温度应力值远大于收缩应力值,就需要特别注意温度控制,所以要抓住主要的影响因素,防止顾此失彼。又如干缩变形,除了材料本身因素外,施工环境也非常重要,干燥环境对早期混凝土的抗裂能力有严重影响,特別是混凝土表面,因水分早期散失过快极易产生裂缝,此外,施工时环境温度愈强收缩就愈大,但环境的湿度愈高收缩就较小。所以除了设计因素外,还应结合工程施工情况加强管理,及时采取有针对性的措施,是防止裂缝产生的关键。
砌体结构温度裂缝是造成墙体早期裂缝的主要因素,而裂缝的多寡、大小又往往与环境温差成正比,从整体上看温差对建筑物顶部两层一般影响较大,从上往下逐步減轻。通常情况下,太阳幅射热引起楼板的平均温度高于墙体,因此在计算砌体结构的温度应力时,通常可将顶部两层温差的影响作为裂缝控制的设计依据。法律规定中对防止和减轻墙体开裂作了规定,在设计上对可能产生裂缝处要求设置伸缩缝,但目前的专业规范中,尚缺乏对有效控制值的规定和具体的计算公式,很难完全防止和杜绝由于钢筋混凝土屋盖温度变形及砌体干缩变形引起的墙体局部裂缝。国内外学者曾对这类裂缝作过定性分析,都认为是由温度收缩应力引起的,某些专家还曾提出了混合结构的温度应力近似计算法,但目前专业设计规范中尚缺乏具体的计算公式,如能总结补充,无论对建筑节能和指导防止裂缝,都有益处。
对墙体竖向整体裂缝的防治,着重贯彻留伸缩缝的“留缝防裂”原则,以防止因房屋砌体长度过大、温差和砌体干缩而引起墙体竖向整体裂缝。规范中详细规定了伸缩缝的最大间距,但间距主要取决于屋盖类别和有无保温层,而与砌体的类别、材料特性和收缩性能都无直接关系,而这些却正是影响墙体干缩变形的重要因素。 实践表明,留缝与否并不是决定开裂的唯一条件,它仍不能完全防止钢筋混凝土屋盖因温度变形和砌体干缩变形所引起的墙体裂缝。 因此,要切实做好防止裂缝工作,以求达到完美。
参考文献:
[1]张建芳. 对砖混结构墙体温度裂缝的探讨[J]. 山西建筑,2004,(11).
[2]史运宏. 浅谈砖混结构中构造柱施工中的几个问题[J]. 赤峰学院学报(自然科学版),2008,(4).
[3]张振宁. 砖混结构房屋温度及收缩裂缝诊治[J]. 工程建设与设计,2009,(4).
[4]牛志强. 关于砖混结构房屋墙体裂缝问题的探讨[J]. 煤,2011,(S1).
[5]吴本华. 某六层砖混结构住宅楼裂缝分析[J]. 山西建筑,2007,(15).
[6]孙景风. 砖混结构房屋墙体裂缝问题的探讨[J]. 天津城市建设学院学报,2001,(2).