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中图分类号: TU111.2+2 文献标识码: A 文章编号:
l砌体裂缝的类型及成因
砌体结构建筑物裂缝现象普遍存在,轻者影响外形的美观和使用功能,损害结构的整体性,降低工程寿命;重者使建筑失去使用价值,甚至发生工程事故。
引起砌体结构墙体出现裂缝的因素很多,既有地基、温度、干缩因素,也有设计上的疏忽及施工质量、材料不合格与缺乏经验等因素,统计资料显示上述原因产生的裂缝占到全部可遇裂缝的80%,常见的砌体裂缝产生原因有以下几类。
1.1荷载裂缝
这类裂缝主要有受压裂缝、受弯裂缝、局部受压裂缝、受拉裂缝和受剪裂缝。
受压裂缝通常顺压力方向,当单砖的裂缝在同一层多次出现时,说明该墙体在竖向荷载下已经没有安全储备,当竖向裂缝连续长度超过4皮砖时,说明该部位砖墙已经破坏,如果这种裂缝在某墙体的间距小于240 mm,墙体就有发生倒塌的危险。
受弯裂缝又分大偏心受压裂缝和稳定性裂缝:大偏心受压烈缝当偏心距较大时,砌体会产生较大的弯曲变形,在远离压力作用一侧,可能会出现垂直于荷载方向的裂缝;稳定性裂缝,当长细比超过规定限值时,砖砌体会发生弯矩作用平面内较大的弯曲,且在弯曲区段的中点,往往出现水平方向裂缝。
局部受压裂缝:当梁底部没有设置垫块时,在梁底部的砌体上易发生竖向的局部受压裂缝。
受拉裂缝:对于圆形水池,散装筒仓等结构,容易发生与拉力方向垂直的或马牙形的受拉裂缝。
受剪裂缝:在挡土墙等处,容易出现受到水平方向的作用力、砌体受剪发生裂缝的情况。
1.2温差变形引发的砖砌体裂缝
这类裂缝较典型和普遍的是建筑物(特别是纵向较长时)顶层两端内外纵墙上的斜裂缝,尤其在建筑物西侧山墙居多,其形态呈“八”字或“X”型,且显对称性(但有时仅一端有),轻微者仅在两端l~2个开间内出现,严重者会发展至房屋两端1/3纵长范围内,并由顶层向下几层发展。此类裂缝在那种刚性屋面平屋顶、未设变形缝和隔热层的房屋上更易发生,产生的直接原因是混凝土结构屋面的伸缩变形牵引其下砖砌体超过了材料抗拉强度。混凝土线膨胀系数(10 X 10-6)比砖砌体线膨胀系数(0×10-6)大将近一倍,根据王铁梦《建筑物的裂缝控制》一书中捉出的计算理论和公式,就可计算出砌体中的主拉应力。在砂浆强度M=5.0、砖强度Mu -7.5时,其沿灰缝截面破坏时的轴心抗拉、抗剪强度设计值为0. 14 MPa和0.12 MPa,而沿齿缝的弯曲抗拉强度仅为0. 25 MPa和0.12 MPa,则温差引起的砌体主拉应力大于砌体本身抵抗力的50%~300%。再加上房屋两端为“自由端”、水平约束力小、上部砌体垂直压力较小,如无相应措施上述裂缝在所难免。当屋面向两端热胀时,致使下部砌体出现正“八”字缝;当冷缩时,就出现倒“八”字缝;一胀一缩则易出现“X”型缝。
1.3地基基础不均匀沉降引起的裂缝
一般在建筑物下部由下往上发展,呈“八”字、倒“八”字、水平或竖直状。当长条形的建筑物中部沉降过大时,在房屋两端由下往上形成正“八”字缝,且首先在窗对角突破;当两端沉降过大时,则在房屋两端由下往上形成倒“八”字缝,也首先在窗对角突破,还可能在底层中部窗台处突破形成由上至下竖缝;当一端下沉过大时,就会形成斜裂缝;当纵横墙交点处沉降过大时,在窗台下角形成上宽下窄的竖缝,有时还会出现沿窗台下角的水平缝;当外纵墙凹凸设计时,由于不均匀沉降而产生力偶,导致在交接处出现豎缝。
1.4特殊砌体材料产生的裂缝
如混凝土小型空心砌块、灰砂砖等砌体,前者致裂的主要原因是竖缝砂浆难以饱满以及特殊的构造要求没能跟上,后者一般由于其本身对温差敏感、表面光滑等特殊性,虽然外观、尺寸指标较好,但在实际使用中由于对严格的灰砂砖砌体施工规程不熟悉、缺少实践经验,出现了除粘土砖常见裂缝外,还在较长墙段中及外墙窗台下形成竖斜裂缝。其机理
为①刚出厂的灰砂砖稳定性差。灰砂砖主要由细砂和石灰组成,蒸压养护后一般不到一周即可出厂,但根据使用经验,灰砂砖在出厂的一个月内释放的热量仍然很大,存在着反复的化学反应过程,因此体积极不稳定。②对含水率有苛刻的要求。有关试验资料和经验表明,含水率控制在7%~10%之间砌体可获得较好的粘结力和抗剪强度,否则质量下降明显。③砖体表面太光滑,粘结性能差,特别是当含水率不当而使砌体砂浆强度低粘结不良时,会直接导致缝间抗拉剪强度的下降。
1.5其它裂缝
这些裂缝包括混凝土构件变形导致的砌体裂缝,如在挑梁上填充墙、梁相继同步施工导致挠度过大,而在砌体上产生内低外高斜裂缝以及与外纵墙之间的竖缝等;砌体本身承载力不足,如砖柱承载不足时在下部1/3高度处出现的竖缝;砌体构造要隶不良如施工洞留置和拉结筋放置不当造成的洞边缝;施工质量差产生的裂缝,如灰缝砂浆不饱满、含水率掌握不当、脚手眼设置不当、组砌不当等。这些裂缝形态各异,必须对症防治。
1.6使用不当引起的裂缝
这些裂缝主要是人为因素造成。某些用户在工程竣工交付使用后,既不查阅图纸、又不询问相关技术人员,就擅自进行改造或装修,如拆除非承重墙、甚至在承重墙上开出宽度大于1m的洞口,于是破坏了原有的结构受力体系,人为造成安全隐患。现在人们不再为房屋结构不合理而苦恼,但是为了追求个性、让自己的房屋与众不同,不少人在装修新家时都绞尽脑汁,如将一些主体墙中间打上几个四方格子放置造型灯,将一些墙进行改造制作造型等。这些看似细微的改动对房屋是十分有害的,因为即使面积不大,也破坏了墙的整体性,导致整面墙不再牢固。有的住户图使用方便,干脆直接利用厨房墙体在没有设置防水层的情况下砌筑l IT13左右的蓄水池,经过一段时间的使用后厨房墙体霉变斑斑,又经冻融循环,结果严重降低了墙体承载能力。
2裂缝的防治及处理办法
从防止裂缝的概念上,形象地提出“防”、“放”、“抗”相结合的思想。以下是针对裂缝产生原因采取的一些防治措施。
1)荷载裂缝防治的主要方法
①必须充分考虑结构所承受的荷载以及最不利荷载组合,在设计阶段适当增大安全储备系数;②在施工过程中,加强质量管理,坚决杜绝施工过程中的偷工减料现象。
2)温差变形引发的砖砌体裂缝防治方法
①改善屋面保温效果,如设隔热层、变形缝;②增强相关砌体抗力,如提高砂浆强度、提高饱满度、空斗改实砌、砌体加筋、加设构造柱等;③增加外墙保温层,除极大改善了建筑物的隔热保温效果外,同时有效地降低了温差变形引发的砖砌体裂缝。
3)地基基础不均匀沉降引起的裂缝处理办法
对于不均匀沉降导致的裂缝应以预防为主,即无地质勘察资料严禁做施工图设计,并严格按图施工,不得擅自更改、任意处理,若在那些宽度比较大的窗台下设计圈梁与地梁构成的刚度较大的复合墙梁结构,对防止上述裂缝有明显效果。治理的原则是,观测裂缝发展的速度、部位、程度,决定是表面处理还是上部加固处理或是基础加固处理。
4)特殊砌体材料产生裂缝的预防方法
①确保使用前的稳定期;②严格控制含水率;③严格按操作规程和构造要求施工;④改善砖面造型如生产糙面灰砂砖)。
5)使用不当引起裂缝的预防方法
必须根据实际情况在装修改造前查阅图纸,请专业人员查看建筑物结构状况,的确需耍修改的,要向物业公司提出申请,找原设计单位,请专家提出切实可行的改造方案,对改动的部位实施加固处理,避免出现安全隐患。
3结论
综上分析,砌体裂缝因温差和砖的材质因素而产生的情况较普遍,而以沉降、超载致裂的危害较大。但危害性和处理方法不能一概而论,在具体处理时必须正确区分,对症防治,且以预防为主。治理的原则是:凡已涉及结构安全且变化剧烈的,应当机立断,迅速采取相应对策,加固补强或拆除返工;如变化趋缓、稳定、仅与外观和评定有关、修复后不影 响使用,则重点放在表面处理上。
孟东升:1972年生,工程师就职于山东省临沂市兰山区建设局。
l砌体裂缝的类型及成因
砌体结构建筑物裂缝现象普遍存在,轻者影响外形的美观和使用功能,损害结构的整体性,降低工程寿命;重者使建筑失去使用价值,甚至发生工程事故。
引起砌体结构墙体出现裂缝的因素很多,既有地基、温度、干缩因素,也有设计上的疏忽及施工质量、材料不合格与缺乏经验等因素,统计资料显示上述原因产生的裂缝占到全部可遇裂缝的80%,常见的砌体裂缝产生原因有以下几类。
1.1荷载裂缝
这类裂缝主要有受压裂缝、受弯裂缝、局部受压裂缝、受拉裂缝和受剪裂缝。
受压裂缝通常顺压力方向,当单砖的裂缝在同一层多次出现时,说明该墙体在竖向荷载下已经没有安全储备,当竖向裂缝连续长度超过4皮砖时,说明该部位砖墙已经破坏,如果这种裂缝在某墙体的间距小于240 mm,墙体就有发生倒塌的危险。
受弯裂缝又分大偏心受压裂缝和稳定性裂缝:大偏心受压烈缝当偏心距较大时,砌体会产生较大的弯曲变形,在远离压力作用一侧,可能会出现垂直于荷载方向的裂缝;稳定性裂缝,当长细比超过规定限值时,砖砌体会发生弯矩作用平面内较大的弯曲,且在弯曲区段的中点,往往出现水平方向裂缝。
局部受压裂缝:当梁底部没有设置垫块时,在梁底部的砌体上易发生竖向的局部受压裂缝。
受拉裂缝:对于圆形水池,散装筒仓等结构,容易发生与拉力方向垂直的或马牙形的受拉裂缝。
受剪裂缝:在挡土墙等处,容易出现受到水平方向的作用力、砌体受剪发生裂缝的情况。
1.2温差变形引发的砖砌体裂缝
这类裂缝较典型和普遍的是建筑物(特别是纵向较长时)顶层两端内外纵墙上的斜裂缝,尤其在建筑物西侧山墙居多,其形态呈“八”字或“X”型,且显对称性(但有时仅一端有),轻微者仅在两端l~2个开间内出现,严重者会发展至房屋两端1/3纵长范围内,并由顶层向下几层发展。此类裂缝在那种刚性屋面平屋顶、未设变形缝和隔热层的房屋上更易发生,产生的直接原因是混凝土结构屋面的伸缩变形牵引其下砖砌体超过了材料抗拉强度。混凝土线膨胀系数(10 X 10-6)比砖砌体线膨胀系数(0×10-6)大将近一倍,根据王铁梦《建筑物的裂缝控制》一书中捉出的计算理论和公式,就可计算出砌体中的主拉应力。在砂浆强度M=5.0、砖强度Mu -7.5时,其沿灰缝截面破坏时的轴心抗拉、抗剪强度设计值为0. 14 MPa和0.12 MPa,而沿齿缝的弯曲抗拉强度仅为0. 25 MPa和0.12 MPa,则温差引起的砌体主拉应力大于砌体本身抵抗力的50%~300%。再加上房屋两端为“自由端”、水平约束力小、上部砌体垂直压力较小,如无相应措施上述裂缝在所难免。当屋面向两端热胀时,致使下部砌体出现正“八”字缝;当冷缩时,就出现倒“八”字缝;一胀一缩则易出现“X”型缝。
1.3地基基础不均匀沉降引起的裂缝
一般在建筑物下部由下往上发展,呈“八”字、倒“八”字、水平或竖直状。当长条形的建筑物中部沉降过大时,在房屋两端由下往上形成正“八”字缝,且首先在窗对角突破;当两端沉降过大时,则在房屋两端由下往上形成倒“八”字缝,也首先在窗对角突破,还可能在底层中部窗台处突破形成由上至下竖缝;当一端下沉过大时,就会形成斜裂缝;当纵横墙交点处沉降过大时,在窗台下角形成上宽下窄的竖缝,有时还会出现沿窗台下角的水平缝;当外纵墙凹凸设计时,由于不均匀沉降而产生力偶,导致在交接处出现豎缝。
1.4特殊砌体材料产生的裂缝
如混凝土小型空心砌块、灰砂砖等砌体,前者致裂的主要原因是竖缝砂浆难以饱满以及特殊的构造要求没能跟上,后者一般由于其本身对温差敏感、表面光滑等特殊性,虽然外观、尺寸指标较好,但在实际使用中由于对严格的灰砂砖砌体施工规程不熟悉、缺少实践经验,出现了除粘土砖常见裂缝外,还在较长墙段中及外墙窗台下形成竖斜裂缝。其机理
为①刚出厂的灰砂砖稳定性差。灰砂砖主要由细砂和石灰组成,蒸压养护后一般不到一周即可出厂,但根据使用经验,灰砂砖在出厂的一个月内释放的热量仍然很大,存在着反复的化学反应过程,因此体积极不稳定。②对含水率有苛刻的要求。有关试验资料和经验表明,含水率控制在7%~10%之间砌体可获得较好的粘结力和抗剪强度,否则质量下降明显。③砖体表面太光滑,粘结性能差,特别是当含水率不当而使砌体砂浆强度低粘结不良时,会直接导致缝间抗拉剪强度的下降。
1.5其它裂缝
这些裂缝包括混凝土构件变形导致的砌体裂缝,如在挑梁上填充墙、梁相继同步施工导致挠度过大,而在砌体上产生内低外高斜裂缝以及与外纵墙之间的竖缝等;砌体本身承载力不足,如砖柱承载不足时在下部1/3高度处出现的竖缝;砌体构造要隶不良如施工洞留置和拉结筋放置不当造成的洞边缝;施工质量差产生的裂缝,如灰缝砂浆不饱满、含水率掌握不当、脚手眼设置不当、组砌不当等。这些裂缝形态各异,必须对症防治。
1.6使用不当引起的裂缝
这些裂缝主要是人为因素造成。某些用户在工程竣工交付使用后,既不查阅图纸、又不询问相关技术人员,就擅自进行改造或装修,如拆除非承重墙、甚至在承重墙上开出宽度大于1m的洞口,于是破坏了原有的结构受力体系,人为造成安全隐患。现在人们不再为房屋结构不合理而苦恼,但是为了追求个性、让自己的房屋与众不同,不少人在装修新家时都绞尽脑汁,如将一些主体墙中间打上几个四方格子放置造型灯,将一些墙进行改造制作造型等。这些看似细微的改动对房屋是十分有害的,因为即使面积不大,也破坏了墙的整体性,导致整面墙不再牢固。有的住户图使用方便,干脆直接利用厨房墙体在没有设置防水层的情况下砌筑l IT13左右的蓄水池,经过一段时间的使用后厨房墙体霉变斑斑,又经冻融循环,结果严重降低了墙体承载能力。
2裂缝的防治及处理办法
从防止裂缝的概念上,形象地提出“防”、“放”、“抗”相结合的思想。以下是针对裂缝产生原因采取的一些防治措施。
1)荷载裂缝防治的主要方法
①必须充分考虑结构所承受的荷载以及最不利荷载组合,在设计阶段适当增大安全储备系数;②在施工过程中,加强质量管理,坚决杜绝施工过程中的偷工减料现象。
2)温差变形引发的砖砌体裂缝防治方法
①改善屋面保温效果,如设隔热层、变形缝;②增强相关砌体抗力,如提高砂浆强度、提高饱满度、空斗改实砌、砌体加筋、加设构造柱等;③增加外墙保温层,除极大改善了建筑物的隔热保温效果外,同时有效地降低了温差变形引发的砖砌体裂缝。
3)地基基础不均匀沉降引起的裂缝处理办法
对于不均匀沉降导致的裂缝应以预防为主,即无地质勘察资料严禁做施工图设计,并严格按图施工,不得擅自更改、任意处理,若在那些宽度比较大的窗台下设计圈梁与地梁构成的刚度较大的复合墙梁结构,对防止上述裂缝有明显效果。治理的原则是,观测裂缝发展的速度、部位、程度,决定是表面处理还是上部加固处理或是基础加固处理。
4)特殊砌体材料产生裂缝的预防方法
①确保使用前的稳定期;②严格控制含水率;③严格按操作规程和构造要求施工;④改善砖面造型如生产糙面灰砂砖)。
5)使用不当引起裂缝的预防方法
必须根据实际情况在装修改造前查阅图纸,请专业人员查看建筑物结构状况,的确需耍修改的,要向物业公司提出申请,找原设计单位,请专家提出切实可行的改造方案,对改动的部位实施加固处理,避免出现安全隐患。
3结论
综上分析,砌体裂缝因温差和砖的材质因素而产生的情况较普遍,而以沉降、超载致裂的危害较大。但危害性和处理方法不能一概而论,在具体处理时必须正确区分,对症防治,且以预防为主。治理的原则是:凡已涉及结构安全且变化剧烈的,应当机立断,迅速采取相应对策,加固补强或拆除返工;如变化趋缓、稳定、仅与外观和评定有关、修复后不影 响使用,则重点放在表面处理上。
孟东升:1972年生,工程师就职于山东省临沂市兰山区建设局。