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中图分类号:TU754.1文献标识码:A文章编号:
近年来,各种轻质砌块等新型墙体材料得到广泛应用。但由于设计与施工对砌块性能的了解不够以及生产监管力度不到位,各种轻质砖墙体开裂的原因较多,只有严格执行有关墙体规范,从生产、设计、施工各方面层层把关,采取有效的控制措施,针对砌体开裂精心施工,才能消除新型砌块墙体开裂的质量通病。
一、裂缝原因分析
1.材质问题。由于轻质砌块容重轻,用作非承重墙体时较红砖有较大优越性,但也有其缺点,一是收缩率比粘土砖大,随着含水量的降低,材料会产生较大的干缩变形,容易引起不同程度的裂缝;二是砌块受潮后出现二次收缩,干缩后的材料受潮后会发生膨胀,脱水后会在发生干缩变形,引起墙体发生裂缝;三是砌块墙体的抗拉及抗剪切强度较差,只有粘土砖的50%;四是砌块质量不稳定。由于砌块自身的缺陷,引起一些裂缝,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,屋顶圈梁下出现的水平裂缝和水平包角裂缝,在大片墙面上出现的底部重、上部较轻的竖向裂缝等。
2.设计问题。(1)设计者重视强度设计而忽略抗裂构造措施。长期以来,人们对砌体结构的各种裂缝习以为常,设计者一般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,很少单独提出有关防裂要求和措施,更没有对这些措施的可行性进行调查或总结。(2)设计者对新材料砌块应用不熟悉。设计单位对新材料砌块的性能和新标准的应用尚在认识探索之中,因此或多或少存在设计缺陷。主要有:①非承重砼砌块墙是后砌填充维护结构。当墙体的尺寸与砌块规格不配时,难以用砌块完全填满,造成砌体与砼框架结构的梁板柱连接部位空隙过大容易开裂;②门窗洞及预留洞边等部位是应力集中区,未采取有效的拉结加强措施时,会由于撞击振动而开裂;③墙厚过小及砌筑砂浆强度过低,使墙体刚度不足也容易开裂;④墙面开洞安装管线或吊挂重物均引起墙体变形开裂;⑤与水接触墙面未考虑防排水及泛水和滴水等构造措施使墙体渗漏。
2.施工问题。施工单位缺少培训和实践,施工方法、工具、砂浆等都沿用了粘土烧结砖的做法,对砌筑高度、湿度控制缺乏经验,加上施工过程中水平灰缝、竖向灰缝不饱满,减弱了墙体抗拉抗剪的能力以及工人砌筑水平的不稳定导致墙体出现裂缝。
二、裂缝防治措施
1.材质质量的控制
轻质砌块质量性能指标中,对于墙体裂缝的产生影响最大的是收缩性,而相对含水率是反映收缩性的重要指标。为此,要求轻质砌块特别是轻集料混凝土小砌块必须经28天养护方可出厂,且使用单位必须坚持产品验收,杜绝使用不合格产品。
2.把好构造设计关
预防新型轻质砌块墙体裂缝,必须以建筑设计为重点。设计者应根据《非承重砼小型砌块砌体工程技术规程》、《非承重砼小型砌块砌体构造》及有关规范的要求,结合建筑使用功能及各种材料的特性,采取有效的构造措施,方可避免墙体开裂渗漏。
3.施工防治措施
(1)施工单位应选择当地具有准用证的合格生产商。签订合同时,要明确砌块进入施工现场时间,生产商必须保证龄期的问题,并承担相应责任。
(2)施工单位应对进场砌块加强检测。砌块进场后,尽快运入已放好线的施工楼层,分散堆放至砌筑位置,并应事先做好防水措施,保证主体结构养护用水,以及雨水不流入楼层。为尽量增加砌块龄期,宜在间隔一周后再进行砌筑,并且应采用电热法测定砌块含水率。当含水率低于15%时,方允许施工。
(3)针对砌块的特点,在砌筑前,不应在提前浇水湿润,以避免因浇水不均匀造成砌块含水量增大。而应采取在砌筑时,铺砂浆前,在砌筑面上适量浇水的做法。
(4)加强圈梁、构造柱的设置,墙长超过4米应设构造柱,墙高超过5米,应设圈梁。墙长及层高较大且有门洞时,构造柱的设置应首先保证洞口两侧,以避免洞口角部收缩裂缝。当主体结构未留钢筋,或位置偏差时,必须采用植筋。
(5)由于易受空气湿度影响,以及与框架结构存在变形差,宜将墙体两侧拉结筋拉通,提高抗裂能力。严格按照操作规程施工,保证砂浆强度,以及灰缝饱满(尤其是竖缝)。砌筑完成后,要坚持洒水养护,以减少砂浆的干燥收缩。
三、地基不均匀沉降引起墙体裂缝分析
在混合结构中墙体裂缝是常见的质量问题,引起裂缝的原因有地基不均匀下沉、温度应力、地震力、膨胀力、冻胀力、荷载和施工质量等。现就地基不均匀下沉和温度应力引起墙体裂缝特征分析如下:
1、房屋的全部荷载最终通过基础传给地基,而地基在荷载作用下,其应力是随深度而扩散,深度大,扩散愈大,应力愈小;在同一深处,也是中间最大,向两端逐渐减小。也正是由于土壤这种应力的扩散作用,即使地基地层非常均匀,房屋地基应力分布仍然是不均匀的,从而使房屋地基产生不均匀沉降,即房屋中部沉降多,两端沉降少,形成微向下凹的盆状曲面的沉降分布。在地质较好、较均匀,且房屋的长高比不大的情况下,房屋地基不均匀沉降的差值是比较小的,一般对房屋的安全使用不会产生多大的影响。当房屋修建在淤泥土质或软塑状态的粘土上时,由于土的强度低、压缩性大,房屋的绝对沉降量和相对不均匀沉降量都可能比较大。如果房屋设计的长高比较大,整体刚度差,而对地基又未进行加固,那么墙体就可能出现严重的裂缝。裂缝对称的发生在纵墙的两端,向沉降较大的方向倾斜,沿着门窗洞口约成45度、正八字形,且房屋的上部裂缝小,下不裂缝大。这种裂缝,必然是地基附加应力作用使地基产生不均匀沉降而形成的。
2、当房屋地基土层分布不均勻,土质差别不大时,往往在不同土层的交接处或同一土层厚薄不一处出现较明显的不均匀沉降,造成墙体开裂,其裂缝上大下小,向土质或土层较厚的方向倾斜。
3、在房屋高差较大或荷载差异较大的情况下,当未留设沉降缝时,也容易在高低和较重的交接部位产生交大的不均匀沉降裂缝。此时裂缝位于层数低的荷载轻的部分,并向上朝着层数高的荷载重的部分倾斜。当房屋两端土质压缩性大,中部小时,沉降分布曲线将成凸形,此时,往往除了在纵墙两端出现向外倾斜裂缝外,也常在纵墙顶部出现竖向裂缝。4、在多层房屋中,当底层窗台过宽时,也往往容易因荷载由窗间墙集中传递,使地基不均匀沉降,致使窗台在地基反力作用下产生反向弯曲,引起窗台中部的竖向裂缝。此外,新建房屋的基础若位于原有房屋基础下,则要求新、旧基础底面的高差H与净距L的比值应小于0.5~1否则,由于新建房屋的荷载作用使地基沉降而引起原有房屋、墙体裂缝。同理,在施工相邻的高层和低层房屋时,亦应本着先高、重,后低、轻的原则组织施工;否则,若先施工了低层房屋后再施工高层房屋,则也会造成低层房屋墙体的开裂。
5、从以上分析可知,裂缝的分布与墙体的长高比有密切联系,长高比大的房屋因刚度差,抵抗变形能力差,故容易出现裂缝,因纵墙的长高比大于横墙的长高比,所以大部分裂缝发生在纵墙上。裂缝的分布与地基沉降分布曲线密切有关,当沉降分布曲线为凹形时,裂缝较多的发生在房屋下部,裂缝宽度下大上小;当沉降曲线为凸形,裂缝较多的发生在房屋的上部,裂缝宽度上大下小。裂缝分布与墙体的受力特点密切有关,在门窗洞口处,平面转折处、层高变化处,由于应力集中,往往也就容易出现裂缝;又因墙体是受剪切破坏,其主应力为45度,说以裂缝也成45度倾斜。
6、为了防止地基不均匀沉降引起墙体开裂,首先应处理好软土地基和不均匀地基,但在拟定地基加固和处理方案时,由应将地基处理和上部结构处理结合起来考虑使其能共同工作;不能单纯从地基处理出发,否则,不紧费用大;而效果亦差。在上部结构处理上有:改变建筑物体型;简化建筑物平面;合理设沉降缝;加强房屋整体刚度;采用轻型结构、柔性结构等。
四、温度应力引起墙体裂缝分析
一般材料均有热账冷缩性质,房屋结构由于周围温度变化引起热胀冷缩变形,称为温度变形。如果结构不受任何约束,在温度变化时能自由变形,那么结构中 就不会产生附加应力。如果结构受到约束而不能自由变形时,则将在结构中产生附加应力或称温度应力。由温度应力引起结构的伸缩量。由于钢筋混凝土的线膨胀系数a=1.08×10/C,而普通砖砌体的线膨胀系数为0.5×10/C,在相同温差下,钢筋混凝土结构的伸长值要比砖砌体大一倍左右。所以,在混合结构中,当温度变化时,钢筋混凝土屋盖、楼盖、圈梁等与砖墙伸缩不一,必然彼此相牵制而产生温度应力,使房屋结构开裂破坏。
综上所述,各种轻质砖墙体开裂的原因较多,只有严格执行砌体规范,从生产、设计、施工各方面层层把关,采取有效的控制措施,针对砌体开裂精心施工,才能消除新型砌块墙体开裂的质量通病。
作者简介,略。
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近年来,各种轻质砌块等新型墙体材料得到广泛应用。但由于设计与施工对砌块性能的了解不够以及生产监管力度不到位,各种轻质砖墙体开裂的原因较多,只有严格执行有关墙体规范,从生产、设计、施工各方面层层把关,采取有效的控制措施,针对砌体开裂精心施工,才能消除新型砌块墙体开裂的质量通病。
一、裂缝原因分析
1.材质问题。由于轻质砌块容重轻,用作非承重墙体时较红砖有较大优越性,但也有其缺点,一是收缩率比粘土砖大,随着含水量的降低,材料会产生较大的干缩变形,容易引起不同程度的裂缝;二是砌块受潮后出现二次收缩,干缩后的材料受潮后会发生膨胀,脱水后会在发生干缩变形,引起墙体发生裂缝;三是砌块墙体的抗拉及抗剪切强度较差,只有粘土砖的50%;四是砌块质量不稳定。由于砌块自身的缺陷,引起一些裂缝,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,屋顶圈梁下出现的水平裂缝和水平包角裂缝,在大片墙面上出现的底部重、上部较轻的竖向裂缝等。
2.设计问题。(1)设计者重视强度设计而忽略抗裂构造措施。长期以来,人们对砌体结构的各种裂缝习以为常,设计者一般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,很少单独提出有关防裂要求和措施,更没有对这些措施的可行性进行调查或总结。(2)设计者对新材料砌块应用不熟悉。设计单位对新材料砌块的性能和新标准的应用尚在认识探索之中,因此或多或少存在设计缺陷。主要有:①非承重砼砌块墙是后砌填充维护结构。当墙体的尺寸与砌块规格不配时,难以用砌块完全填满,造成砌体与砼框架结构的梁板柱连接部位空隙过大容易开裂;②门窗洞及预留洞边等部位是应力集中区,未采取有效的拉结加强措施时,会由于撞击振动而开裂;③墙厚过小及砌筑砂浆强度过低,使墙体刚度不足也容易开裂;④墙面开洞安装管线或吊挂重物均引起墙体变形开裂;⑤与水接触墙面未考虑防排水及泛水和滴水等构造措施使墙体渗漏。
2.施工问题。施工单位缺少培训和实践,施工方法、工具、砂浆等都沿用了粘土烧结砖的做法,对砌筑高度、湿度控制缺乏经验,加上施工过程中水平灰缝、竖向灰缝不饱满,减弱了墙体抗拉抗剪的能力以及工人砌筑水平的不稳定导致墙体出现裂缝。
二、裂缝防治措施
1.材质质量的控制
轻质砌块质量性能指标中,对于墙体裂缝的产生影响最大的是收缩性,而相对含水率是反映收缩性的重要指标。为此,要求轻质砌块特别是轻集料混凝土小砌块必须经28天养护方可出厂,且使用单位必须坚持产品验收,杜绝使用不合格产品。
2.把好构造设计关
预防新型轻质砌块墙体裂缝,必须以建筑设计为重点。设计者应根据《非承重砼小型砌块砌体工程技术规程》、《非承重砼小型砌块砌体构造》及有关规范的要求,结合建筑使用功能及各种材料的特性,采取有效的构造措施,方可避免墙体开裂渗漏。
3.施工防治措施
(1)施工单位应选择当地具有准用证的合格生产商。签订合同时,要明确砌块进入施工现场时间,生产商必须保证龄期的问题,并承担相应责任。
(2)施工单位应对进场砌块加强检测。砌块进场后,尽快运入已放好线的施工楼层,分散堆放至砌筑位置,并应事先做好防水措施,保证主体结构养护用水,以及雨水不流入楼层。为尽量增加砌块龄期,宜在间隔一周后再进行砌筑,并且应采用电热法测定砌块含水率。当含水率低于15%时,方允许施工。
(3)针对砌块的特点,在砌筑前,不应在提前浇水湿润,以避免因浇水不均匀造成砌块含水量增大。而应采取在砌筑时,铺砂浆前,在砌筑面上适量浇水的做法。
(4)加强圈梁、构造柱的设置,墙长超过4米应设构造柱,墙高超过5米,应设圈梁。墙长及层高较大且有门洞时,构造柱的设置应首先保证洞口两侧,以避免洞口角部收缩裂缝。当主体结构未留钢筋,或位置偏差时,必须采用植筋。
(5)由于易受空气湿度影响,以及与框架结构存在变形差,宜将墙体两侧拉结筋拉通,提高抗裂能力。严格按照操作规程施工,保证砂浆强度,以及灰缝饱满(尤其是竖缝)。砌筑完成后,要坚持洒水养护,以减少砂浆的干燥收缩。
三、地基不均匀沉降引起墙体裂缝分析
在混合结构中墙体裂缝是常见的质量问题,引起裂缝的原因有地基不均匀下沉、温度应力、地震力、膨胀力、冻胀力、荷载和施工质量等。现就地基不均匀下沉和温度应力引起墙体裂缝特征分析如下:
1、房屋的全部荷载最终通过基础传给地基,而地基在荷载作用下,其应力是随深度而扩散,深度大,扩散愈大,应力愈小;在同一深处,也是中间最大,向两端逐渐减小。也正是由于土壤这种应力的扩散作用,即使地基地层非常均匀,房屋地基应力分布仍然是不均匀的,从而使房屋地基产生不均匀沉降,即房屋中部沉降多,两端沉降少,形成微向下凹的盆状曲面的沉降分布。在地质较好、较均匀,且房屋的长高比不大的情况下,房屋地基不均匀沉降的差值是比较小的,一般对房屋的安全使用不会产生多大的影响。当房屋修建在淤泥土质或软塑状态的粘土上时,由于土的强度低、压缩性大,房屋的绝对沉降量和相对不均匀沉降量都可能比较大。如果房屋设计的长高比较大,整体刚度差,而对地基又未进行加固,那么墙体就可能出现严重的裂缝。裂缝对称的发生在纵墙的两端,向沉降较大的方向倾斜,沿着门窗洞口约成45度、正八字形,且房屋的上部裂缝小,下不裂缝大。这种裂缝,必然是地基附加应力作用使地基产生不均匀沉降而形成的。
2、当房屋地基土层分布不均勻,土质差别不大时,往往在不同土层的交接处或同一土层厚薄不一处出现较明显的不均匀沉降,造成墙体开裂,其裂缝上大下小,向土质或土层较厚的方向倾斜。
3、在房屋高差较大或荷载差异较大的情况下,当未留设沉降缝时,也容易在高低和较重的交接部位产生交大的不均匀沉降裂缝。此时裂缝位于层数低的荷载轻的部分,并向上朝着层数高的荷载重的部分倾斜。当房屋两端土质压缩性大,中部小时,沉降分布曲线将成凸形,此时,往往除了在纵墙两端出现向外倾斜裂缝外,也常在纵墙顶部出现竖向裂缝。4、在多层房屋中,当底层窗台过宽时,也往往容易因荷载由窗间墙集中传递,使地基不均匀沉降,致使窗台在地基反力作用下产生反向弯曲,引起窗台中部的竖向裂缝。此外,新建房屋的基础若位于原有房屋基础下,则要求新、旧基础底面的高差H与净距L的比值应小于0.5~1否则,由于新建房屋的荷载作用使地基沉降而引起原有房屋、墙体裂缝。同理,在施工相邻的高层和低层房屋时,亦应本着先高、重,后低、轻的原则组织施工;否则,若先施工了低层房屋后再施工高层房屋,则也会造成低层房屋墙体的开裂。
5、从以上分析可知,裂缝的分布与墙体的长高比有密切联系,长高比大的房屋因刚度差,抵抗变形能力差,故容易出现裂缝,因纵墙的长高比大于横墙的长高比,所以大部分裂缝发生在纵墙上。裂缝的分布与地基沉降分布曲线密切有关,当沉降分布曲线为凹形时,裂缝较多的发生在房屋下部,裂缝宽度下大上小;当沉降曲线为凸形,裂缝较多的发生在房屋的上部,裂缝宽度上大下小。裂缝分布与墙体的受力特点密切有关,在门窗洞口处,平面转折处、层高变化处,由于应力集中,往往也就容易出现裂缝;又因墙体是受剪切破坏,其主应力为45度,说以裂缝也成45度倾斜。
6、为了防止地基不均匀沉降引起墙体开裂,首先应处理好软土地基和不均匀地基,但在拟定地基加固和处理方案时,由应将地基处理和上部结构处理结合起来考虑使其能共同工作;不能单纯从地基处理出发,否则,不紧费用大;而效果亦差。在上部结构处理上有:改变建筑物体型;简化建筑物平面;合理设沉降缝;加强房屋整体刚度;采用轻型结构、柔性结构等。
四、温度应力引起墙体裂缝分析
一般材料均有热账冷缩性质,房屋结构由于周围温度变化引起热胀冷缩变形,称为温度变形。如果结构不受任何约束,在温度变化时能自由变形,那么结构中 就不会产生附加应力。如果结构受到约束而不能自由变形时,则将在结构中产生附加应力或称温度应力。由温度应力引起结构的伸缩量。由于钢筋混凝土的线膨胀系数a=1.08×10/C,而普通砖砌体的线膨胀系数为0.5×10/C,在相同温差下,钢筋混凝土结构的伸长值要比砖砌体大一倍左右。所以,在混合结构中,当温度变化时,钢筋混凝土屋盖、楼盖、圈梁等与砖墙伸缩不一,必然彼此相牵制而产生温度应力,使房屋结构开裂破坏。
综上所述,各种轻质砖墙体开裂的原因较多,只有严格执行砌体规范,从生产、设计、施工各方面层层把关,采取有效的控制措施,针对砌体开裂精心施工,才能消除新型砌块墙体开裂的质量通病。
作者简介,略。
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