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摘要:本文结合工程实例,从建筑材料、施工设计、施工质量等方面入手,对建筑工程墙体裂缝的形成原因进行了研究分析,得出了建筑墙体裂缝的产生原因,为处理防治该建筑问题提供了有力依据,供有关人员参考借鉴。
关键词:建筑工程;墙体裂缝;产生原因
0 前言
建筑工程墙体裂缝是建筑行业的质量通病,裂缝的产生不但会影响建筑物的美观,严重的还将影响建筑主体结构,危及到人身安全、造成经济损失,因此我们必须从裂缝产生原因进行分析,才根源找到问题的所在,从中结合有效的处理防治措施,以此保证建筑工程的建设质量。
1 工程实例
某办公大楼地下一层,地上4层,局部5层,主体为混凝土框架结构,基础为柱下独立基础。二次结构墙体为混凝土空心砌块墙体。大楼主体结构于2008年7月完工,2008年11月投入使用,2008年11月25日发现墙体开裂。
通过现场的实际调查发现,每层的墙面几乎都有裂缝产生,尤其是靠近走廊的外纵墙上,裂缝最严重。
整个墙体上,竖向的贯通裂缝由梁顶发展到梁底,如图1所示。同时,所有的门窗洞口都有“八”字形裂缝,如图2所示,个别的梁底与下部的填充墙连接处和框架柱与填充墙连接处有水平向裂缝。
图1 竖向裂 图2 “八”字型裂缝
经过几年的持续观察,发现墙体的裂缝与季节的交替变化关系很大,绝大多数的裂缝是在墙体施工完毕后的1-3年中每年的春夏季节交替的时候出现。最先出现的是在墙体施工后的第二年春夏季,在之后的2-3年裂缝不断发展,但随后会趋于稳定。比较特殊的是对于干缩裂缝,不是一次完成,会发生二次干缩的现象,经过测算,第二次的干缩变形能达到第一次的82%左右。
而墙体裂缝的宽度,一般都较小,肉眼很难发现,使用裂缝宽度仪观测,最大的宽度不到1mm,这些墙体裂缝对结构的安全没有影响,主要是砌体表面的抹灰由于失水干缩造成的。但是在一些墙体的两侧对称分布的裂缝宽度较大,有的宽度测定发现超过了3mm,其中以斜向裂缝的宽度最大,而水平和垂直方向的裂缝较少且宽度较小。
在调查中还发现在所有的楼层中,又以一层和顶层的裂缝数量较多而且宽度较大。如办公楼一层填充墻大概每隔3m就存在竖向均匀分布的裂缝,在墙角处还有“八”字形分布的裂缝。而顶层的裂缝最为严重,尤其是端部的墙体。办公楼顶层的窗间墙上的竖向裂缝从框架梁上一直延伸到底部,非常的严重,个别墙体还出现了第二条主裂缝,如图3所示。
图3 第二条主裂缝
2 裂缝原因分析
由于填充墙墙体裂缝涉及的原因非常多,如砌体的干缩、外界温度环境的变化、施工不规范,构造不合理等,这些都会对墙体的变形和开裂造成影响,这些原因造成的内力大于墙体的应力极限,墙体就会开裂。所以,研究墙体的裂缝,必须结合材料、设计、施工等多方面进行考虑。
2.1 砌体的干缩影响
目前的研究表明,砌体的干缩过大是造成墙体开裂的主要原因之一。由于我国使用的砌块基本是以混凝土作为原料,而混凝土的干缩较大,对混凝土的砌块而言,必须要严格控制其干缩。
尤其对采用轻集料的砌块,在混凝土的硬化过程中,会逐渐的发生失水的收缩,根据材料和制作质量不同,收缩值在0.33~0.66mm/m之间,收缩随着时间会越来越小。但是在施工过程中,一般是露天堆放,吸水率很高,能达到16%~22%,在砌筑前还会浇水,导致砌块的含水率一直很高。在后期的使用中,随着水分的蒸发,就会导致很大的干缩。尤其需要注意的是,假如后期再次淋雨或者抹面时浇水,会导致二次干缩,裂缝会加大。
2.2 耐久性的影响
现在国内对耐久性的研究越来越关注,耐久性是一个综合性的指标,实验表明,干湿循环和碳化对轻集料的混凝土砌块的影响很大,会降低其抗拉、抗压、抗折强度。
2.2.1 碳化性的影响
实验表明,碳化对砌块的强度和抗裂性破坏很大,如果填充墙的墙体表明未作装饰,直接暴露在空气中,墙体表面会很快发生碳化,导致墙体已碳化的部分,强度减少,抗裂性降低。假如工程的速度比较快,在填充墙墙体施工完毕马上就进行抹灰施工,有了抹灰砂浆的保护,就可以及时阻止碳化对墙体裂缝的影响。假如工程的施工速度较慢,在填充墙墙体施工完毕后,较长的时间都没有进行表面的抹灰施工,容易造成墙体表面发生碳化,导致墙体的强度减少,抗裂性下降,墙体容易出现裂缝。研究表明,采用混凝土作为骨料的砌块,180天的正常碳化深度就可以达到50mm,而且碳化还会引起砌块的收缩,加剧裂缝的出现。
2.2.2 干湿循环的影响
填充墙墙体施工完毕后,外墙受到的主要是雨水造成的含水率的改变,内墙受到的主要是室内湿度和渗漏造成的砌块含水率的改变。不论是内墙还是外墙,含水率的增加,都会导致砌块的砌块降低,而且干湿循环还是产生墙体的变形,变形力大于墙体内部的约束力的时候,墙体就会出现裂缝。
2.3 施工质量的影响
墙体砌筑属于纯手工的施工过程,受到人为干扰的因素很大。尤其是采用新型的砌块的时候,缺乏使用经验,在砌筑时还是按照粘土砖的砌筑方法,也会出现质量问题。施工单位存在一定的误区,认为填充墙不属于建筑结构,不属于承重构件,对墙体的质量也不重视,施工过程中没有认真的监控,操作的工人没有提前进行正规培训,施工水平很低,墙体出现裂缝也是在所难免的。
通过对大量工程进行调研,发现在施工工程中存在较为严重的问题是:未按《砌体工程施工质量验收规范》(GB50203-2011)施工,其中砂浆饱满度,灰缝的厚度,砌块错缝搭接的长度,砌块顶部反砌,局部镶砖等不能满足规范的要求。
因为混凝土小型空心砌块不像粘土砖是实心的,其肋部很薄,即使是采用反砌,上部砌块也是靠20mm的砂浆带与下部砌块连接,导致砂浆饱满度非常低,从受力的角度分析,受压面积也会减小,而且砌块的吸水性比粘土砖大,砂浆的用量本来就少,这样砂浆中的水份被砌块吸走,砂浆自身的水化不能完成,导致填充墙墙体出现沿着灰缝的裂缝。 而灰缝的厚度,现场观测,一般都不能达到10mm,一些甚至只有4~5mm,有时候为了凑模数,还出现了没有砂浆的瞎缝和透明缝,严重的会降低墙体的抗剪强度合砂浆和砌块之间的粘结强度,导致墙体出现裂缝。
但是灰缝的厚度也不是越大越好,现场发现,个别工地的水平灰缝过厚,有些甚至达到了25mm,砂浆的浪费严重,砂浆失水收缩也会加大。实验表明,砂浆的收缩早期较大,假如水平灰缝过厚,会导致墙体出现较大的竖向沉降,墙体与上部的梁板不能紧密的结合,会在结合处出现较大的水平裂缝。水平灰缝过厚,还会增加砂浆的横向变形,墙体受压后受力会非常复杂,导致墙体在较小的外力作用下产生裂缝。
墙体错缝搭接的长度不够也是现场观测到的普遍现象,《砌体工程施工质量验收规范》(GB50203-2011)规定:轻骨料混凝土砌块的搭接长度应大于90mm,蒸压加气混凝土砌块搭砌长度不应小于砌块长度的1/3,对混凝土空心砌块则要求對孔、错缝:对孔即上皮砌块的孔洞对准下皮砌块的孔洞,使上、下皮砌块的壁、肋比较好的传递竖向荷载,保证填充墙的整体性及强度。所谓错缝,即上、下皮砌块错开砌筑(搭砌)以增强填充墙的整体性。
但是,很多框架结构的填充墙墙体很难有完全符合规范规定的搭接长度,有些还出现了通缝,导致墙体出现裂缝的概率增大。按照施工工艺要求,填充墙砌筑到距框架梁底200mm,要用实心粘土砖斜砌挤紧,但是这种砌筑方法施工难度较大,导致粘土砖和框架梁下的砂浆饱满度较小。表面抹灰完成以后,此处的空隙被覆盖,日后墙体产生沉降,框架梁底部和填充墙墙体之间就会出现水平裂缝。
由于砌块的规格较为单一,工人在施工时常常使用断裂的砌块砌筑,有时候直接用粘土砖填塞,出现规范不允许的混砌作业。结果就是不同墙体材料由于各自的温度线膨胀系数以及干缩湿胀性能不同,随着外界的温度和环境的变化,各种材料的变形也不一致,容易造成填充墙墙体出现各种裂缝。
3 结论
总之,要想控制墙体裂缝的产生,重点在于防治,并需要从设计、施工等过程中严格进行质量控制,采取有针对性的防裂措施,加大主动控制的力度,才能提高建筑质量的可靠性。只要严格执行规定,做到设计与施工紧密配合,控制裂隙是完全可以做到的。实践证明,过去许多工程凡是采取了控制裂隙措施的,一般都取得了良好效果。
参考文献:
[1] 张芳.建筑工程混凝土裂缝问题探讨[J].黑龙江科技信息.2011(24).
[2] 张冰冰.房屋建筑裂缝的原因及控制措施[J].黑龙江科技信息.2011(26).
关键词:建筑工程;墙体裂缝;产生原因
0 前言
建筑工程墙体裂缝是建筑行业的质量通病,裂缝的产生不但会影响建筑物的美观,严重的还将影响建筑主体结构,危及到人身安全、造成经济损失,因此我们必须从裂缝产生原因进行分析,才根源找到问题的所在,从中结合有效的处理防治措施,以此保证建筑工程的建设质量。
1 工程实例
某办公大楼地下一层,地上4层,局部5层,主体为混凝土框架结构,基础为柱下独立基础。二次结构墙体为混凝土空心砌块墙体。大楼主体结构于2008年7月完工,2008年11月投入使用,2008年11月25日发现墙体开裂。
通过现场的实际调查发现,每层的墙面几乎都有裂缝产生,尤其是靠近走廊的外纵墙上,裂缝最严重。
整个墙体上,竖向的贯通裂缝由梁顶发展到梁底,如图1所示。同时,所有的门窗洞口都有“八”字形裂缝,如图2所示,个别的梁底与下部的填充墙连接处和框架柱与填充墙连接处有水平向裂缝。
图1 竖向裂 图2 “八”字型裂缝
经过几年的持续观察,发现墙体的裂缝与季节的交替变化关系很大,绝大多数的裂缝是在墙体施工完毕后的1-3年中每年的春夏季节交替的时候出现。最先出现的是在墙体施工后的第二年春夏季,在之后的2-3年裂缝不断发展,但随后会趋于稳定。比较特殊的是对于干缩裂缝,不是一次完成,会发生二次干缩的现象,经过测算,第二次的干缩变形能达到第一次的82%左右。
而墙体裂缝的宽度,一般都较小,肉眼很难发现,使用裂缝宽度仪观测,最大的宽度不到1mm,这些墙体裂缝对结构的安全没有影响,主要是砌体表面的抹灰由于失水干缩造成的。但是在一些墙体的两侧对称分布的裂缝宽度较大,有的宽度测定发现超过了3mm,其中以斜向裂缝的宽度最大,而水平和垂直方向的裂缝较少且宽度较小。
在调查中还发现在所有的楼层中,又以一层和顶层的裂缝数量较多而且宽度较大。如办公楼一层填充墻大概每隔3m就存在竖向均匀分布的裂缝,在墙角处还有“八”字形分布的裂缝。而顶层的裂缝最为严重,尤其是端部的墙体。办公楼顶层的窗间墙上的竖向裂缝从框架梁上一直延伸到底部,非常的严重,个别墙体还出现了第二条主裂缝,如图3所示。
图3 第二条主裂缝
2 裂缝原因分析
由于填充墙墙体裂缝涉及的原因非常多,如砌体的干缩、外界温度环境的变化、施工不规范,构造不合理等,这些都会对墙体的变形和开裂造成影响,这些原因造成的内力大于墙体的应力极限,墙体就会开裂。所以,研究墙体的裂缝,必须结合材料、设计、施工等多方面进行考虑。
2.1 砌体的干缩影响
目前的研究表明,砌体的干缩过大是造成墙体开裂的主要原因之一。由于我国使用的砌块基本是以混凝土作为原料,而混凝土的干缩较大,对混凝土的砌块而言,必须要严格控制其干缩。
尤其对采用轻集料的砌块,在混凝土的硬化过程中,会逐渐的发生失水的收缩,根据材料和制作质量不同,收缩值在0.33~0.66mm/m之间,收缩随着时间会越来越小。但是在施工过程中,一般是露天堆放,吸水率很高,能达到16%~22%,在砌筑前还会浇水,导致砌块的含水率一直很高。在后期的使用中,随着水分的蒸发,就会导致很大的干缩。尤其需要注意的是,假如后期再次淋雨或者抹面时浇水,会导致二次干缩,裂缝会加大。
2.2 耐久性的影响
现在国内对耐久性的研究越来越关注,耐久性是一个综合性的指标,实验表明,干湿循环和碳化对轻集料的混凝土砌块的影响很大,会降低其抗拉、抗压、抗折强度。
2.2.1 碳化性的影响
实验表明,碳化对砌块的强度和抗裂性破坏很大,如果填充墙的墙体表明未作装饰,直接暴露在空气中,墙体表面会很快发生碳化,导致墙体已碳化的部分,强度减少,抗裂性降低。假如工程的速度比较快,在填充墙墙体施工完毕马上就进行抹灰施工,有了抹灰砂浆的保护,就可以及时阻止碳化对墙体裂缝的影响。假如工程的施工速度较慢,在填充墙墙体施工完毕后,较长的时间都没有进行表面的抹灰施工,容易造成墙体表面发生碳化,导致墙体的强度减少,抗裂性下降,墙体容易出现裂缝。研究表明,采用混凝土作为骨料的砌块,180天的正常碳化深度就可以达到50mm,而且碳化还会引起砌块的收缩,加剧裂缝的出现。
2.2.2 干湿循环的影响
填充墙墙体施工完毕后,外墙受到的主要是雨水造成的含水率的改变,内墙受到的主要是室内湿度和渗漏造成的砌块含水率的改变。不论是内墙还是外墙,含水率的增加,都会导致砌块的砌块降低,而且干湿循环还是产生墙体的变形,变形力大于墙体内部的约束力的时候,墙体就会出现裂缝。
2.3 施工质量的影响
墙体砌筑属于纯手工的施工过程,受到人为干扰的因素很大。尤其是采用新型的砌块的时候,缺乏使用经验,在砌筑时还是按照粘土砖的砌筑方法,也会出现质量问题。施工单位存在一定的误区,认为填充墙不属于建筑结构,不属于承重构件,对墙体的质量也不重视,施工过程中没有认真的监控,操作的工人没有提前进行正规培训,施工水平很低,墙体出现裂缝也是在所难免的。
通过对大量工程进行调研,发现在施工工程中存在较为严重的问题是:未按《砌体工程施工质量验收规范》(GB50203-2011)施工,其中砂浆饱满度,灰缝的厚度,砌块错缝搭接的长度,砌块顶部反砌,局部镶砖等不能满足规范的要求。
因为混凝土小型空心砌块不像粘土砖是实心的,其肋部很薄,即使是采用反砌,上部砌块也是靠20mm的砂浆带与下部砌块连接,导致砂浆饱满度非常低,从受力的角度分析,受压面积也会减小,而且砌块的吸水性比粘土砖大,砂浆的用量本来就少,这样砂浆中的水份被砌块吸走,砂浆自身的水化不能完成,导致填充墙墙体出现沿着灰缝的裂缝。 而灰缝的厚度,现场观测,一般都不能达到10mm,一些甚至只有4~5mm,有时候为了凑模数,还出现了没有砂浆的瞎缝和透明缝,严重的会降低墙体的抗剪强度合砂浆和砌块之间的粘结强度,导致墙体出现裂缝。
但是灰缝的厚度也不是越大越好,现场发现,个别工地的水平灰缝过厚,有些甚至达到了25mm,砂浆的浪费严重,砂浆失水收缩也会加大。实验表明,砂浆的收缩早期较大,假如水平灰缝过厚,会导致墙体出现较大的竖向沉降,墙体与上部的梁板不能紧密的结合,会在结合处出现较大的水平裂缝。水平灰缝过厚,还会增加砂浆的横向变形,墙体受压后受力会非常复杂,导致墙体在较小的外力作用下产生裂缝。
墙体错缝搭接的长度不够也是现场观测到的普遍现象,《砌体工程施工质量验收规范》(GB50203-2011)规定:轻骨料混凝土砌块的搭接长度应大于90mm,蒸压加气混凝土砌块搭砌长度不应小于砌块长度的1/3,对混凝土空心砌块则要求對孔、错缝:对孔即上皮砌块的孔洞对准下皮砌块的孔洞,使上、下皮砌块的壁、肋比较好的传递竖向荷载,保证填充墙的整体性及强度。所谓错缝,即上、下皮砌块错开砌筑(搭砌)以增强填充墙的整体性。
但是,很多框架结构的填充墙墙体很难有完全符合规范规定的搭接长度,有些还出现了通缝,导致墙体出现裂缝的概率增大。按照施工工艺要求,填充墙砌筑到距框架梁底200mm,要用实心粘土砖斜砌挤紧,但是这种砌筑方法施工难度较大,导致粘土砖和框架梁下的砂浆饱满度较小。表面抹灰完成以后,此处的空隙被覆盖,日后墙体产生沉降,框架梁底部和填充墙墙体之间就会出现水平裂缝。
由于砌块的规格较为单一,工人在施工时常常使用断裂的砌块砌筑,有时候直接用粘土砖填塞,出现规范不允许的混砌作业。结果就是不同墙体材料由于各自的温度线膨胀系数以及干缩湿胀性能不同,随着外界的温度和环境的变化,各种材料的变形也不一致,容易造成填充墙墙体出现各种裂缝。
3 结论
总之,要想控制墙体裂缝的产生,重点在于防治,并需要从设计、施工等过程中严格进行质量控制,采取有针对性的防裂措施,加大主动控制的力度,才能提高建筑质量的可靠性。只要严格执行规定,做到设计与施工紧密配合,控制裂隙是完全可以做到的。实践证明,过去许多工程凡是采取了控制裂隙措施的,一般都取得了良好效果。
参考文献:
[1] 张芳.建筑工程混凝土裂缝问题探讨[J].黑龙江科技信息.2011(24).
[2] 张冰冰.房屋建筑裂缝的原因及控制措施[J].黑龙江科技信息.2011(26).