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现今砖混结构是我国最常用的房屋结构体系之一,其主要组成部分就是砖砌体,由于设计、施工和材料等方面的原因,常使砖砌体产生各种形式的裂缝,裂缝的出现会严重影响砖体的质量,造成墙体渗漏,重者会引起房屋局部的破坏甚至危及房屋的结构安全。为了有效地控制裂缝的出现,近年来,经过大量的实例分析研究和工作实践认为裂缝控制应根据裂缝发生的部位和引发的原因,采取不同的防治措施。控制裂缝以预防为主,以治理为辅;预防主要从设计方面和施工二方面采取措施。治理应根据裂缝的性质采取措施,对于变形裂缝,一般不泌采取加固措施,只需局部锚固或剔缝处理就可以了。对于结构裂缝,必须引引重视,应根据不同情况,采取补缝、剔缝、重砌、局部加固、整体加固等项措施。下面就几种常见的砖砌体裂缝的形式、产生的原因和采取的防治措施作一下介绍。
1.砖砌体裂缝形成的原因
1.1地质不均产生的沉降裂缝
(1)长条形建筑的下部纵墙上常会产生八字形裂缝或单方向斜裂缝,下部缝宽较大,向上逐渐缩小,它是由于地基局部软弱,产生不均匀沉降,使墙体承受较大的剪力,造成砌体受主拉应力的破坏,裂缝往往由下沉小的一边向下沉大的一边逐渐向上发展。(2)水平裂缝一般在窗间墙两对角处成对出现,它是由于地基不均匀沉降或沉降裂缝处理不当,沉降单元上部受到阻力,使窗间墙受到较大的水平剪力而产生的。(3)竖向裂缝一般出现在纵墙中央的顶部和底部窗台处,是墙体两端沉降值较大中间沉降值较小的原因,如窗间墙承受荷载后,窗间墙起反梁作用,特别是较大的窗口的窗间墙上承受较大集中荷载,窗台墙因反向变形过大而开裂。此外,若地基设在冻土层上,由于冻涨作用而使窗台处发生裂缝。
1.2墙体的刚度、强度不足引起的裂缝
(1)水平裂缝出在窗间墙的中部或大梁底部处,窗间墙的中部水平裂缝主要是由于横墙间距过大,造成窗间墙高厚比值超过允许值,致使窗间墙刚度不足,产生出墙面弯曲,在弯曲长度的中点产生水平裂缝,多数是由于大梁支座截面荷载偏心距过大,使远离偏心力一侧,出现很大的拉应力,往往超过砌体同侧截面的弯曲抗拉强度的RW值,因而出现水平裂缝。(2)竖向裂缝常出现于大梁支座处墙或墙根部。在墙体刚度满足的情况下砌体受荷载作用破坏的原因是墙体轴心受压或偏心受压破坏。竖向缝的发展是从单块砖的断裂开始,继而竖向裂缝的连续过四皮砖,并且裂缝条数逐渐增加。当墙面两侧出现竖向裂缝时为轴心受压破坏,当墙面一侧出现竖向裂缝时则为偏心受压破坏。
1.3温度变化引起的裂缝
(1)在顶层纵墙的两端常发生八字型裂缝,由于砖混结构中钢筋混凝土的温度线膨胀系数与砖砌体的膨胀系数两者相差距2.4倍;而钢筋混凝土的吸热能力比砖砌体强,两者的变形差和温度差造成温度裂缝。(2)水平裂缝一般发生在顶层屋面檐下或顶层圈梁架下2-3层砖的灰缝处。它是由于墙体的热胀冷缩作用在墙体平面外的反映。一是由于屋盖与墙体的伸缩变形不一致,二是由于屋面板对圈梁的推挤作用使得顶层圈梁2-3层砖出现水平裂缝。
1.4房屋平面、立面型体布置不当造成的裂缝
(1)当屋顶不等高且未设沉降缝时,房屋高层和底层相边接的部分,因地基荷载分布不均匀就会产生裂缝。(2)当体型高低相差悬殊的房屋相邻而建时,低小房屋在临近高大房屋一端的墙上产生向高大房屋升高斜裂缝,当低小建筑先建造时,裂缝则更加严重,这是由于低小房屋受到相邻高大房屋地基沉降的影响。(3)当建筑平面形状凹凸不规划而地基和荷载分布不均匀时,凹外两方向墙基下地基附加应力相重迭,沉降较多。
1.5砖砌体质量及施工质量对裂缝的影响
砌体质量低劣是墙体开裂的内在原因,建筑材料,如红砖不足标号强度,外形翘曲,水泥质量不合格等,施工操作不按规程办事,砂浆饱满度低,砖砌排列不合理等均对砌体强度有不利的影响,顶层大量使用半砖砌体,会使墙体通缝太多,对顶层墙体抵抗温度变形极为不利。
2.砖砌体裂缝防治的几项措施
通过以上对砖砌体裂缝形成原因的介绍,可以看出在不同的条件下很容易形成不同形式的裂缝,而且会造成不同程度的影响,因此如何防止裂缝的发生是一项不容乎视的问题。我们应从以下四方面做起。
2.1地质勘探方面
对建筑场地的地基应进行详细调查,了解场地的历史演变,是否存在古墓、暗井、沙地,对已有建筑物的基础类型使用状况及其它地质材料进行必要而充分的地质勘探,彻底弄清地质条件。及时配合施工单位、设计单位处理施工中发现的不良地质问题。
2.2设计方面
(1)尽可能使建筑平面、立面体型简单、尽量避免高差悬殊,荷载不均匀出现的沉降,避免建筑物转折多结构整体刚度差,房屋的长高比例不宜太大,一般应控制在2.5-3.0米之间。若长度过长应设置伸缩缝。(2)相邻建筑物之间必须留出一定的距离,以保证地基中附加应力不致扩散和相互影响,如两建筑必须彼连而建,在高低或荷载不同的部位应设置沉降缝。(3)改变顶层多孔板灌缝材料和粘缝方法。即所有多孔板纵缝,均采用水泥砂浆或细石混凝土灌缝隙;多孔板端缝。外纵墙和内纵墙近力多孔板边缝均应采用油膏嵌缝,避免屋盖产生集中的温度变形和温度应力。(4)增加墙的厚度,使圈梁构造柱不再暴露大气中即有利于防止温度裂缝,改善了房屋的保温、隔热、隔音条件,同时还大大增加了房屋的抗震能力。(5)增加必要的构造措施:首先顶层及各层应按规定结合所搞建筑的类型设置圈梁,在规范规定部位设置构造柱,构造柱不应小于240㎜×240㎜,钢筋不应小于4?准14,箍筋不小于Φ6@25O,构造柱留设马槎每500㎜高预埋2Φ6接结筋,外伸长度不小于500㎜。第二,窗间墙宽度不小于1000㎜,边垛不小于1500㎜。搁置大梁的墙上为防止局部承压不足和偏心受压在梁支座下面留置钢筋混凝土整块。最后为防止底层窗台墙上出现竖向裂缝,可在底层窗台中配置通长的细钢筋:宽大窗口下部应设混凝土梁或砌反砖旋,以适应窗台墙和梁作用的变形。屋面多孔板在灌缝前,应沿房屋纵向板缝布Φ8通长钢筋,加强房屋的整体性能。
2.3施工方面的技术措施
(1)严格按照施工规范的规定进行施工。先建房屋的重高部分,后建轻低部分;先建主体建筑,后建附属建筑。(2)对于活荷载较大的建筑,有条件时在施工前应先堆截预压,减少房屋建成后的地基初期沉降速率和最后沉降量,保证房屋均匀沉降。要注意基础开挖、打桩、井点降水对附近建筑物的影响。(3)加哟地基探槽的保护工作。基槽开挖后要进行验槽,待探出的软弱部位加固处理后方可进行基础施工。(4)要保证砌体施工质量,必须严格把好原材料的质量关。砌筑砂浆的水泥要有合格证书,其标号和安定性要做试验确定。红砖要作抗压、抗折试验,上墙砖含水率应当控制在10%-15%。砖砌体应上下错缝,内外衔接,灰缝处应同时砌筑,不能同时砌筑的临时间断处应砌成斜槎,斜槎长度不应小于高度的三分之二。抗震设防地区临时间断处不得留直槎,非设防区除转角处外可留直槎,应设拉筋并做阳槎。
2.4使用和管理方面措施
根据房屋用途,合理控制加载速度和加载范围是不可省略的一项内容。尤其对活荷载较大的粮仓等,应尽量避免大量而快速、集中加載、控制地基早期沉降,严禁改变房屋使用功能和在墙体上开凿窗洞口、避免超载使用,破坏结构,消弱墙体承载能力和水平抗剪能力。
通过对建筑物常见砌体裂缝的分析研究和在多年实践中的工作经验证明,砖砌体裂缝虽然不可避免,但只要我们根据上述几方面总结措施去合理设计,保证工程质量,选用得当的材料,砖砌体的裂缝是可以从根本上得到控制的。
1.砖砌体裂缝形成的原因
1.1地质不均产生的沉降裂缝
(1)长条形建筑的下部纵墙上常会产生八字形裂缝或单方向斜裂缝,下部缝宽较大,向上逐渐缩小,它是由于地基局部软弱,产生不均匀沉降,使墙体承受较大的剪力,造成砌体受主拉应力的破坏,裂缝往往由下沉小的一边向下沉大的一边逐渐向上发展。(2)水平裂缝一般在窗间墙两对角处成对出现,它是由于地基不均匀沉降或沉降裂缝处理不当,沉降单元上部受到阻力,使窗间墙受到较大的水平剪力而产生的。(3)竖向裂缝一般出现在纵墙中央的顶部和底部窗台处,是墙体两端沉降值较大中间沉降值较小的原因,如窗间墙承受荷载后,窗间墙起反梁作用,特别是较大的窗口的窗间墙上承受较大集中荷载,窗台墙因反向变形过大而开裂。此外,若地基设在冻土层上,由于冻涨作用而使窗台处发生裂缝。
1.2墙体的刚度、强度不足引起的裂缝
(1)水平裂缝出在窗间墙的中部或大梁底部处,窗间墙的中部水平裂缝主要是由于横墙间距过大,造成窗间墙高厚比值超过允许值,致使窗间墙刚度不足,产生出墙面弯曲,在弯曲长度的中点产生水平裂缝,多数是由于大梁支座截面荷载偏心距过大,使远离偏心力一侧,出现很大的拉应力,往往超过砌体同侧截面的弯曲抗拉强度的RW值,因而出现水平裂缝。(2)竖向裂缝常出现于大梁支座处墙或墙根部。在墙体刚度满足的情况下砌体受荷载作用破坏的原因是墙体轴心受压或偏心受压破坏。竖向缝的发展是从单块砖的断裂开始,继而竖向裂缝的连续过四皮砖,并且裂缝条数逐渐增加。当墙面两侧出现竖向裂缝时为轴心受压破坏,当墙面一侧出现竖向裂缝时则为偏心受压破坏。
1.3温度变化引起的裂缝
(1)在顶层纵墙的两端常发生八字型裂缝,由于砖混结构中钢筋混凝土的温度线膨胀系数与砖砌体的膨胀系数两者相差距2.4倍;而钢筋混凝土的吸热能力比砖砌体强,两者的变形差和温度差造成温度裂缝。(2)水平裂缝一般发生在顶层屋面檐下或顶层圈梁架下2-3层砖的灰缝处。它是由于墙体的热胀冷缩作用在墙体平面外的反映。一是由于屋盖与墙体的伸缩变形不一致,二是由于屋面板对圈梁的推挤作用使得顶层圈梁2-3层砖出现水平裂缝。
1.4房屋平面、立面型体布置不当造成的裂缝
(1)当屋顶不等高且未设沉降缝时,房屋高层和底层相边接的部分,因地基荷载分布不均匀就会产生裂缝。(2)当体型高低相差悬殊的房屋相邻而建时,低小房屋在临近高大房屋一端的墙上产生向高大房屋升高斜裂缝,当低小建筑先建造时,裂缝则更加严重,这是由于低小房屋受到相邻高大房屋地基沉降的影响。(3)当建筑平面形状凹凸不规划而地基和荷载分布不均匀时,凹外两方向墙基下地基附加应力相重迭,沉降较多。
1.5砖砌体质量及施工质量对裂缝的影响
砌体质量低劣是墙体开裂的内在原因,建筑材料,如红砖不足标号强度,外形翘曲,水泥质量不合格等,施工操作不按规程办事,砂浆饱满度低,砖砌排列不合理等均对砌体强度有不利的影响,顶层大量使用半砖砌体,会使墙体通缝太多,对顶层墙体抵抗温度变形极为不利。
2.砖砌体裂缝防治的几项措施
通过以上对砖砌体裂缝形成原因的介绍,可以看出在不同的条件下很容易形成不同形式的裂缝,而且会造成不同程度的影响,因此如何防止裂缝的发生是一项不容乎视的问题。我们应从以下四方面做起。
2.1地质勘探方面
对建筑场地的地基应进行详细调查,了解场地的历史演变,是否存在古墓、暗井、沙地,对已有建筑物的基础类型使用状况及其它地质材料进行必要而充分的地质勘探,彻底弄清地质条件。及时配合施工单位、设计单位处理施工中发现的不良地质问题。
2.2设计方面
(1)尽可能使建筑平面、立面体型简单、尽量避免高差悬殊,荷载不均匀出现的沉降,避免建筑物转折多结构整体刚度差,房屋的长高比例不宜太大,一般应控制在2.5-3.0米之间。若长度过长应设置伸缩缝。(2)相邻建筑物之间必须留出一定的距离,以保证地基中附加应力不致扩散和相互影响,如两建筑必须彼连而建,在高低或荷载不同的部位应设置沉降缝。(3)改变顶层多孔板灌缝材料和粘缝方法。即所有多孔板纵缝,均采用水泥砂浆或细石混凝土灌缝隙;多孔板端缝。外纵墙和内纵墙近力多孔板边缝均应采用油膏嵌缝,避免屋盖产生集中的温度变形和温度应力。(4)增加墙的厚度,使圈梁构造柱不再暴露大气中即有利于防止温度裂缝,改善了房屋的保温、隔热、隔音条件,同时还大大增加了房屋的抗震能力。(5)增加必要的构造措施:首先顶层及各层应按规定结合所搞建筑的类型设置圈梁,在规范规定部位设置构造柱,构造柱不应小于240㎜×240㎜,钢筋不应小于4?准14,箍筋不小于Φ6@25O,构造柱留设马槎每500㎜高预埋2Φ6接结筋,外伸长度不小于500㎜。第二,窗间墙宽度不小于1000㎜,边垛不小于1500㎜。搁置大梁的墙上为防止局部承压不足和偏心受压在梁支座下面留置钢筋混凝土整块。最后为防止底层窗台墙上出现竖向裂缝,可在底层窗台中配置通长的细钢筋:宽大窗口下部应设混凝土梁或砌反砖旋,以适应窗台墙和梁作用的变形。屋面多孔板在灌缝前,应沿房屋纵向板缝布Φ8通长钢筋,加强房屋的整体性能。
2.3施工方面的技术措施
(1)严格按照施工规范的规定进行施工。先建房屋的重高部分,后建轻低部分;先建主体建筑,后建附属建筑。(2)对于活荷载较大的建筑,有条件时在施工前应先堆截预压,减少房屋建成后的地基初期沉降速率和最后沉降量,保证房屋均匀沉降。要注意基础开挖、打桩、井点降水对附近建筑物的影响。(3)加哟地基探槽的保护工作。基槽开挖后要进行验槽,待探出的软弱部位加固处理后方可进行基础施工。(4)要保证砌体施工质量,必须严格把好原材料的质量关。砌筑砂浆的水泥要有合格证书,其标号和安定性要做试验确定。红砖要作抗压、抗折试验,上墙砖含水率应当控制在10%-15%。砖砌体应上下错缝,内外衔接,灰缝处应同时砌筑,不能同时砌筑的临时间断处应砌成斜槎,斜槎长度不应小于高度的三分之二。抗震设防地区临时间断处不得留直槎,非设防区除转角处外可留直槎,应设拉筋并做阳槎。
2.4使用和管理方面措施
根据房屋用途,合理控制加载速度和加载范围是不可省略的一项内容。尤其对活荷载较大的粮仓等,应尽量避免大量而快速、集中加載、控制地基早期沉降,严禁改变房屋使用功能和在墙体上开凿窗洞口、避免超载使用,破坏结构,消弱墙体承载能力和水平抗剪能力。
通过对建筑物常见砌体裂缝的分析研究和在多年实践中的工作经验证明,砖砌体裂缝虽然不可避免,但只要我们根据上述几方面总结措施去合理设计,保证工程质量,选用得当的材料,砖砌体的裂缝是可以从根本上得到控制的。