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非洲某国,常年干旱、燥热,温度高时可达40多度,在该国房建施工的中资企业较多,如何在该国气候下控制砖混结构墙体裂缝,是中资企业施工技术方面的一个重要课题,下面结合在该国近三年的施工经验,就砖混结构墙体裂缝成因及如何防控进行探讨:
1 工程概况
本工程为五层砖混结构住宅楼,两梯四户长条型,单体楼栋长约60m,宽约12m,基础为无筋条基,砖基础放大脚形式,基础采用MU10实心水泥砖240*115*53mm规格,±0.000以上为MU10八孔混凝土砌块240*115*90mm规格,砂浆为M7.5水泥砂浆。
2 本工程裂缝描述
一层至五层沿窗户四角或对角线均有肉眼可见的斜裂缝分布,顶层和底层及房屋两端分布更多,裂缝较长且较宽。也有一些栋号中间单元裂缝多,两端裂缝少,和建筑物结构长度有较大关联。裂缝呈“八字形”分布于窗洞四角,窗洞处裂缝较宽,上下延伸变窄,从内侧观察,有的裂缝延伸至底部瓷砖踢脚线。窗间墙、山墙存在水平裂缝(角部也有八字缝),裂缝较长,缝宽明显。通过内外墙对称观察,大多裂缝均为砌体整体拉裂形成贯通裂缝。
二层至四层的外墙和顶层、底层的内墙也存在上述墙体裂缝,但裂缝的长度和宽度皆小于顶层和底层开展的裂缝。
部分内横墙有沿对角线方向开展的贯通长裂缝,特别是阳台挑梁位置的内横墙裂缝较长。
3 裂缝成因
结合裂缝一般成因,从设计到施工,分析本工程裂缝成因的具体因素有:
3.1 水泥多孔砖(混凝土砌块)养护时间过短:存在砌块剩余收缩量大、养护不到位、强度不足等系列问题。
3.1.1 水泥多孔砖(混凝土砌块)剩余收缩量过大。规程要求水泥多孔砖(混凝土砌块)龄期不足28天不得上墙,本工程大多数上墙时间不足28天。现场对砖混结构使用的水泥多孔砖进行了收缩率的测试,从测试情况看,前10天的收缩率最大的达2mm/m,远超出收缩率经验值(0.3-0.45mm/m),说明现场生产养护不到位、不规范。水泥多孔砖(混凝土砌块)上墙后因继续收缩很快形成开裂,并不断开展。
3.1.2 水泥多孔砖强度不足上墙砌筑。水泥多孔砖抗压能力远大于粘土砖,但抗拉抗剪能力均低于粘土砖,容易形成开裂。现场察看上墙砌体强度很低,上墙砌体现场实测部分砌体强度最低的达到设计强度的80%,由于砌体强度降低,在收缩作用下更加快了裂缝的发展,形成叠加效应。
3.2 水泥多孔砖砌筑操作方法不当。灰缝砂浆饱满度问题、灰缝过大、水平缝不直、顶头缝过大或瞎缝,个别地方有通缝,竖缝通缝瞎缝较多,造成了砌体强度降低,减弱了砌体抗裂能力。
3.3 砌筑砂浆与设计要求的混合砂浆不符,现场使用的是水泥砂浆和高等级水泥。水泥砂浆替代混合砂浆要对强度进行折减,即对砂浆标号须提高一个等级采用。现场施工中直接替换强度等级(没有进行强度折减),造成砌体的抗拉、抗剪强度降低了20%左右。相同砂浆强度等级下抗拉、抗剪强度水泥多孔砖砌体比烧结砖砌体小很多,沿齿缝截面弯拉强度仅为烧结砖砌体的30%,沿通缝弯拉仅为烧结砖砌体的45%一50%,抗剪强度仅为烧结砖砌体的50%一55%。
3.4 温差造成的墙体材料热膨胀和冷收缩原因。该国属热带草原气候,年平均气温不高,但日温差较大,达到22°左右,且该处位于赤道附近,太阳直晒下屋盖温度高于墙体,变形不一致时墙体内易产生裂缝。
3.5 设计者对该工程所处国家的特定气候环境没有进行深入研究,认为多层砌体房屋比较简单,在强度方面作必要的计算后,针对构造措施,绝大部分引用国家标准或标准图集,很少单独提出有关针对该国气候的防裂要求和措施。
3.6 砖混结构房屋设计较长(超过40m)。水泥多孔砖砌体的线胀系数比烧结砖砌体大很多,砌块房屋温度伸缩缝的最大间距应该比砖砌体房屋短,一般控制在40m左右,设计将黏土砖砌体伸缩缝的最大间距限值乘以0.8后采用。如砖砌体的间距为50m,砌块房屋的伸缩缝间距则为40m左右,有的地区拟改为35m,恰好相当于住宅楼两个单元的长度,处理更为方便。
3.7 屋面混凝土浇筑后,保温层长时间未施工,增加了顶层墙体的裂缝。
3.8 因水泥均是从国内运抵,路程遥远,水泥过期现象常有,部分砌体使用过期水泥,但没有根据检测结果进行水泥强度折减,造成砌块强度偏低,减弱了抗裂能力。没有达到强度的砌块因收缩很快形成微裂缝,随继续收缩裂缝不断开展。
3.9 水泥多孔砖(混凝土砌块)生产场地未设置防雨措施,以及在上墙施工中没有进行砌块含水率的控制,导致砌体上墙后失水产生收缩加剧形成裂缝。
4 防止墙体开裂的具体措施
结合当前对裂缝 “防”、“放”、“抗”的理念,以及本工程设计施工特点,宜采取下列措施:
4.1 设计方面;
4.1.1 从设计角度,应依据国家有关强制性标准规范、规定,结合该国实际,对容易产生裂缝或其他质量通病的部位和环节,进行深入细致的设计,充分考虑抗裂构造措施。
4.1.2 建议砖混结构房屋结构长度按小于40m,最好按35m进行设计。
4.1.3 应加强砌体结构的底层和顶层、房屋的两端墙体抗裂措施,提高其墙体的抗裂性;
4.2 施工方面:
4.2.1 水泥多孔砖应搁置时间60天才可以上墙,严禁28天前上墙。
4.2.2 加强水泥多孔砖砌块及砌体的检测及检查工作,加强原材料进场复试工作,避免不合格水泥掺入砌块制作中。
4.2.3 控制施工日砌高度,让墙体充分完成沉缩变形。
4.2.4 墙体内加设拉筋、墙面加设钢丝网、抹灰加抗裂纤维或加聚合物、加挂玻纤网格布等,来提高墙体或抹灰材料的抗裂能力。
4.2.5 控制好砂浆的配合比防止墙面开裂。
4.2.6 水泥多孔砖砌体结构应减少墙体的马牙槎连接方式,提高整体刚度和抗裂性。
综上所述,裂缝的产生不是某个环节的原因,一般是多个因素的结果,对裂缝的防控也是一个动态过程,伴随设计到施工,同时还需对施工地区的气候、土质等自然条件进行深入调查,这样才能确保在国外施工中,铸造优质精品工程。
1 工程概况
本工程为五层砖混结构住宅楼,两梯四户长条型,单体楼栋长约60m,宽约12m,基础为无筋条基,砖基础放大脚形式,基础采用MU10实心水泥砖240*115*53mm规格,±0.000以上为MU10八孔混凝土砌块240*115*90mm规格,砂浆为M7.5水泥砂浆。
2 本工程裂缝描述
一层至五层沿窗户四角或对角线均有肉眼可见的斜裂缝分布,顶层和底层及房屋两端分布更多,裂缝较长且较宽。也有一些栋号中间单元裂缝多,两端裂缝少,和建筑物结构长度有较大关联。裂缝呈“八字形”分布于窗洞四角,窗洞处裂缝较宽,上下延伸变窄,从内侧观察,有的裂缝延伸至底部瓷砖踢脚线。窗间墙、山墙存在水平裂缝(角部也有八字缝),裂缝较长,缝宽明显。通过内外墙对称观察,大多裂缝均为砌体整体拉裂形成贯通裂缝。
二层至四层的外墙和顶层、底层的内墙也存在上述墙体裂缝,但裂缝的长度和宽度皆小于顶层和底层开展的裂缝。
部分内横墙有沿对角线方向开展的贯通长裂缝,特别是阳台挑梁位置的内横墙裂缝较长。
3 裂缝成因
结合裂缝一般成因,从设计到施工,分析本工程裂缝成因的具体因素有:
3.1 水泥多孔砖(混凝土砌块)养护时间过短:存在砌块剩余收缩量大、养护不到位、强度不足等系列问题。
3.1.1 水泥多孔砖(混凝土砌块)剩余收缩量过大。规程要求水泥多孔砖(混凝土砌块)龄期不足28天不得上墙,本工程大多数上墙时间不足28天。现场对砖混结构使用的水泥多孔砖进行了收缩率的测试,从测试情况看,前10天的收缩率最大的达2mm/m,远超出收缩率经验值(0.3-0.45mm/m),说明现场生产养护不到位、不规范。水泥多孔砖(混凝土砌块)上墙后因继续收缩很快形成开裂,并不断开展。
3.1.2 水泥多孔砖强度不足上墙砌筑。水泥多孔砖抗压能力远大于粘土砖,但抗拉抗剪能力均低于粘土砖,容易形成开裂。现场察看上墙砌体强度很低,上墙砌体现场实测部分砌体强度最低的达到设计强度的80%,由于砌体强度降低,在收缩作用下更加快了裂缝的发展,形成叠加效应。
3.2 水泥多孔砖砌筑操作方法不当。灰缝砂浆饱满度问题、灰缝过大、水平缝不直、顶头缝过大或瞎缝,个别地方有通缝,竖缝通缝瞎缝较多,造成了砌体强度降低,减弱了砌体抗裂能力。
3.3 砌筑砂浆与设计要求的混合砂浆不符,现场使用的是水泥砂浆和高等级水泥。水泥砂浆替代混合砂浆要对强度进行折减,即对砂浆标号须提高一个等级采用。现场施工中直接替换强度等级(没有进行强度折减),造成砌体的抗拉、抗剪强度降低了20%左右。相同砂浆强度等级下抗拉、抗剪强度水泥多孔砖砌体比烧结砖砌体小很多,沿齿缝截面弯拉强度仅为烧结砖砌体的30%,沿通缝弯拉仅为烧结砖砌体的45%一50%,抗剪强度仅为烧结砖砌体的50%一55%。
3.4 温差造成的墙体材料热膨胀和冷收缩原因。该国属热带草原气候,年平均气温不高,但日温差较大,达到22°左右,且该处位于赤道附近,太阳直晒下屋盖温度高于墙体,变形不一致时墙体内易产生裂缝。
3.5 设计者对该工程所处国家的特定气候环境没有进行深入研究,认为多层砌体房屋比较简单,在强度方面作必要的计算后,针对构造措施,绝大部分引用国家标准或标准图集,很少单独提出有关针对该国气候的防裂要求和措施。
3.6 砖混结构房屋设计较长(超过40m)。水泥多孔砖砌体的线胀系数比烧结砖砌体大很多,砌块房屋温度伸缩缝的最大间距应该比砖砌体房屋短,一般控制在40m左右,设计将黏土砖砌体伸缩缝的最大间距限值乘以0.8后采用。如砖砌体的间距为50m,砌块房屋的伸缩缝间距则为40m左右,有的地区拟改为35m,恰好相当于住宅楼两个单元的长度,处理更为方便。
3.7 屋面混凝土浇筑后,保温层长时间未施工,增加了顶层墙体的裂缝。
3.8 因水泥均是从国内运抵,路程遥远,水泥过期现象常有,部分砌体使用过期水泥,但没有根据检测结果进行水泥强度折减,造成砌块强度偏低,减弱了抗裂能力。没有达到强度的砌块因收缩很快形成微裂缝,随继续收缩裂缝不断开展。
3.9 水泥多孔砖(混凝土砌块)生产场地未设置防雨措施,以及在上墙施工中没有进行砌块含水率的控制,导致砌体上墙后失水产生收缩加剧形成裂缝。
4 防止墙体开裂的具体措施
结合当前对裂缝 “防”、“放”、“抗”的理念,以及本工程设计施工特点,宜采取下列措施:
4.1 设计方面;
4.1.1 从设计角度,应依据国家有关强制性标准规范、规定,结合该国实际,对容易产生裂缝或其他质量通病的部位和环节,进行深入细致的设计,充分考虑抗裂构造措施。
4.1.2 建议砖混结构房屋结构长度按小于40m,最好按35m进行设计。
4.1.3 应加强砌体结构的底层和顶层、房屋的两端墙体抗裂措施,提高其墙体的抗裂性;
4.2 施工方面:
4.2.1 水泥多孔砖应搁置时间60天才可以上墙,严禁28天前上墙。
4.2.2 加强水泥多孔砖砌块及砌体的检测及检查工作,加强原材料进场复试工作,避免不合格水泥掺入砌块制作中。
4.2.3 控制施工日砌高度,让墙体充分完成沉缩变形。
4.2.4 墙体内加设拉筋、墙面加设钢丝网、抹灰加抗裂纤维或加聚合物、加挂玻纤网格布等,来提高墙体或抹灰材料的抗裂能力。
4.2.5 控制好砂浆的配合比防止墙面开裂。
4.2.6 水泥多孔砖砌体结构应减少墙体的马牙槎连接方式,提高整体刚度和抗裂性。
综上所述,裂缝的产生不是某个环节的原因,一般是多个因素的结果,对裂缝的防控也是一个动态过程,伴随设计到施工,同时还需对施工地区的气候、土质等自然条件进行深入调查,这样才能确保在国外施工中,铸造优质精品工程。