芻議砌體結(jié)構(gòu)裂縫造成原因及處理加固
關(guān)鍵詞:砌體結(jié)構(gòu);裂縫;預(yù)防;加固措施
前言：
砌體出現(xiàn)裂縫是非常普遍的質(zhì)量事故之一。砌體輕微細(xì)小裂縫影響外觀和使用功能,嚴(yán)重的裂縫影響砌體的承載力,甚至引起倒塌。在很多情況下裂縫的發(fā)生與發(fā)展往往是重大事故的先兆,對此必須認(rèn)真分析,妥善處理。砌體中發(fā)生裂縫的原因主要有:地基不均勻沉降,地基不均勻凍脹,溫度變化引起的伸縮,建筑材料使用不當(dāng)及建筑構(gòu)造處理不合理等。
1地基不均勻沉降引起的裂縫
地基發(fā)生不均勻沉降后,沉降大的部分砌體與沉降小的部分砌體產(chǎn)生相對位移,從而使砌體中產(chǎn)生附加的拉力或剪力,當(dāng)這種附加內(nèi)力超過砌體的強(qiáng)度時(shí),砌體中便產(chǎn)生裂縫。這種裂縫往往與地面成45°左右夾角,上寬下窄斜縫朝向凹陷處(沉降大)的部位。
預(yù)防地基不均勻沉降引起裂縫的主要措施有:
措施之一,合理設(shè)置沉降縫。在房屋體型復(fù)雜,特別是高度相差大時(shí),應(yīng)設(shè)沉降縫,沉降縫應(yīng)從基礎(chǔ)開始分開,且有足夠的寬度,施工中應(yīng)保持縫內(nèi)清潔,應(yīng)防止碎磚、砂漿等東西雜物落入縫內(nèi)。
措施之二,加強(qiáng)上部的剛度和整體性,提高墻體的抗剪能力,這樣可適應(yīng)甚至調(diào)整地基的不均勻沉降。減少建筑物端部的門窗洞口,增大端部洞口到墻端的墻體寬度,加強(qiáng)圈梁布置都可加強(qiáng)結(jié)構(gòu)的整體性。
措施之三,加強(qiáng)地基驗(yàn)槽工作,發(fā)現(xiàn)有不良地基應(yīng)及時(shí)妥善處理,然后才可進(jìn)行基礎(chǔ)施工。
措施之四,不宜將建筑物設(shè)置在不同剛度的地基上,如同一區(qū)段建筑,一部分用天然基礎(chǔ),一部分用樁基等,必須采用不同地基時(shí),要妥善處理,進(jìn)行必要的計(jì)算分析�！ �
2地基凍脹引起的裂縫
地基土上層溫度降到0℃以下時(shí),凍結(jié)層中形成冰部開始凍結(jié),下部水由于毛細(xì)管作用不斷上升在凍結(jié)層中形成冰晶,體積膨脹,向上隆起的程度與凍結(jié)層厚度及地下水位高低有關(guān),一般隆起可達(dá)幾6毫米至幾十毫米,其折算凍脹力可達(dá)2×10MPa,而且往往是不均勻的,建筑物的自重往往難以抗拒,因而建筑物的某一局部就被頂了起來,和地基不均勻沉降類似,引起房屋開裂。
這類凍脹裂縫在寒凍地區(qū)的一、二層小型建筑物中很常見。若設(shè)計(jì)人員對凍脹危害性認(rèn)識不足,認(rèn)為是小建筑,基礎(chǔ)埋淺一點(diǎn)就可以了,或者施工人員素質(zhì)欠佳,遇到凍土很堅(jiān)硬,難以開挖,就擅自抬高基礎(chǔ)埋深,從而造成凍脹裂縫。
防止凍脹引起裂縫的主要措施有:
措施之一,一定要將基礎(chǔ)的埋置深度到冰凍線以下,不要因?yàn)槭侵行〗ㄖ蚋綄俳Y(jié)構(gòu)而把基礎(chǔ)置于冰凍線以上,有時(shí),設(shè)計(jì)人員對室內(nèi)隔墻基礎(chǔ)因有采暖而未置于冰凍線以下,應(yīng)注意在施工時(shí),或交付使用前即有凍脹的可能,應(yīng)采取適當(dāng)措施。
措施之二,當(dāng)基礎(chǔ)不能做到冰凍線以下時(shí),應(yīng)采取換土(換成非凍脹土)等措施消除土的凍脹。
措施之三,用單獨(dú)基礎(chǔ)、基礎(chǔ)梁承擔(dān)墻體重量時(shí),基礎(chǔ)梁下面應(yīng)留有一定孔隙防止上面凍脹頂裂縫基礎(chǔ)和磚墻�！�
3溫度差引起的裂縫
熱脹冷縮是絕大多數(shù)物體的基本物理性能,砌體也不例外,由于溫度變化不均勻使砌體產(chǎn)生不均勻收縮,或者砌體的伸縮受到不均勻的約束,則會(huì)引起砌體開裂。
常見的是砌體長度過長,砌體伸縮在上層大而在基礎(chǔ)處小而引起開裂,故應(yīng)按規(guī)范要求設(shè)置伸縮縫。
此外,由于混凝土屋蓋,混凝土圈梁與砌體的溫度膨脹系數(shù)不同在溫度變化時(shí)會(huì)使墻體產(chǎn)生裂縫。
防止溫度變化引起裂縫的主要措施有:
措施之一,按照國家頒布的有關(guān)規(guī)定,根據(jù)建筑物的實(shí)際情況(如是否采暖,所處地點(diǎn)溫度變化等)設(shè)置伸縮縫。
措施之二,在施工中要保證伸縮縫的合理作法,使之能起作用。
措施之三,屋面如為整澆混凝土、或雖為裝配式屋面板,但其上有整澆混凝土面層,則要留好施工帶,待一段時(shí)間再澆筑中間混凝土,這樣可避免混凝土收縮及兩種材料因溫度線脹系數(shù)不同而引起的協(xié)調(diào)變形,從而避免裂縫。
措施之四,在屋面保溫層施工時(shí),從屋面結(jié)構(gòu)施工完到做完保溫層之間有一段時(shí)間隔,這期間如遇高溫季節(jié)則易因溫度變化急劇而致裂。故屋面施工最好避開高溫季節(jié)。措施之五,遇有長的現(xiàn)澆屋面混凝土挑檐,可分段施工,預(yù)留伸縮縫,以避免混凝土伸縮對墻體的不良影響。
4建筑材料使用不當(dāng)
不少砌體結(jié)構(gòu)由于使用渣磚而產(chǎn)生裂縫,由于渣磚的原材料及生產(chǎn)工藝與普通粘土磚不同,其線膨脹系數(shù)與粘土磚亦不同。通過對我公司開裂砌體的統(tǒng)計(jì)分析使用渣磚的砌體極易產(chǎn)生裂縫。
5構(gòu)造措施處理不同
不少砌體結(jié)構(gòu)由于墻體布置不當(dāng),構(gòu)造柱設(shè)置不合理,梁墊設(shè)計(jì)不合理等造成砌體的開裂。
6砌體裂縫處理與加固
在砌體裂縫出現(xiàn)的原因分析清楚以后,則應(yīng)按裂縫砌體的危害程度采用不同的加固補(bǔ)強(qiáng)措施。本文側(cè)重用例子來說明砌體,磚過梁等砌體構(gòu)件的補(bǔ)強(qiáng)加固方法。
6.1裂縫較細(xì),裂縫數(shù)量較少時(shí)
當(dāng)裂縫較細(xì),裂縫數(shù)量較少,但裂縫已基本穩(wěn)定時(shí),可采用灌漿加固方法。對灌漿加固的強(qiáng)度,必要時(shí)可做試驗(yàn)。試驗(yàn)的方法是,用同樣的材料做兩個(gè)或四個(gè)試驗(yàn)體柱。分為兩組,一組用壓力機(jī)先壓裂,再灌漿。然后對兩組砌體柱作破壞試驗(yàn),進(jìn)行對比,如灌漿補(bǔ)強(qiáng)的砌體與原砌體強(qiáng)度基本相同,則認(rèn)為補(bǔ)強(qiáng)合格。根據(jù)以往的試驗(yàn)表明,灌漿加固后的砌體可以達(dá)到甚至超過原砌體的強(qiáng)度。
灌漿用的材料有純水泥漿、水泥砂漿、水玻璃砂漿或水泥石灰漿,見表1。在砌體修補(bǔ)中,可用純水泥漿,因純水泥漿的可灌性較好,可順利地貫通外露的孔隙,對于寬度為3mm左右的裂縫可以灌實(shí)。若裂縫寬度為大于5mm時(shí),可采用水泥砂漿。裂縫細(xì)小時(shí),可采用壓力灌漿。下面給出一些灌漿材料配合比,可供參考。表中稀漿一欄適用于0．13～1mm寬的裂縫;稠漿適用于1～5mm的裂縫;砂漿適用于寬度大于5mm的裂縫。
以純水泥漿補(bǔ)強(qiáng)為例,其施工順序?yàn)?
步驟一,清理裂縫,使裂的通道貫通無堵塞;
步驟二,用加有促凝劑的1∶2水泥砂漿嵌縫,以避免灌漿時(shí),漿體外溢;
步驟三,用電鉆或手錘在裂縫偏上端制成灌漿洞孔,或灌漿嘴;
步驟四,用1∶10的稀水泥漿沖洗裂縫一遍,并檢查裂縫通道的流通情況,同時(shí)將裂縫周邊的砌體潤濕;
步驟五,灌入3∶7或2∶8的純水泥漿;
步驟六,將裂縫補(bǔ)強(qiáng)處局部養(yǎng)護(hù),見圖1。
1— 灌入純水泥漿;2—灌漿咀;3—Φ25
施工時(shí)用壓力灌漿。其順序與上述相仿,但須增加在嵌縫后,用012～0125MPa的壓縮孔氣檢查通道泄漏程度,如泄漏太大,應(yīng)補(bǔ)漏封閉。
對于水平的通長裂縫,可沿裂縫鉆孔,做成銷鍵,以加強(qiáng)兩邊砌體的共同作用。銷鍵直徑25mm,間距250～300mm,深度可以比墻厚小20～25mm。做完銷鍵后再進(jìn)行灌漿,灌漿方法同上,見圖2。
1—鋼筋;2—裂縫;3—16,l=800～1000;
4—原有裂縫;5—1∶2水泥砂漿灌縫
6.2裂縫較寬但數(shù)量不多時(shí)
裂縫較寬但數(shù)量不多時(shí),可在裂縫相交的灰縫中,用高標(biāo)號砂漿和細(xì)鋼筋填縫,也可用塊體嵌補(bǔ)法,即在裂縫兩端及中部用鋼筋混凝土楔子或扒鋸加固。楔子或扒鋸可與墻體等厚,或?yàn)閴w厚度的1/2或2/3,見圖3。
1—鋼筋混凝土楔
6.3裂縫較多時(shí)
當(dāng)裂縫較多時(shí),可用局部鋼筋網(wǎng)外抹水泥砂漿予以加固。鋼筋網(wǎng)可用Φ6@100～300(雙向)或Φ4@100～200。用混凝土楔子或膨脹螺栓固定于墻體上,楔子或螺栓間距500mm左右,應(yīng)梅花形布置。施工前墻體抹灰應(yīng)刮干凈,抹水泥砂漿前應(yīng)將砌體潤濕,抹水泥砂漿后應(yīng)養(yǎng)護(hù)至少7天;
6.4 因受水平推力,不均勻沉降和溫度變化引起裂縫時(shí)
墻體因受水平推力,不均勻沉降,溫度變化引直伸縮等原因而發(fā)生外閃,墻體產(chǎn)生較大的裂縫或使外縱墻與內(nèi)橫墻拉結(jié)不良時(shí),可用鋼筋或型鋼拉桿予以加固。
如采用鋼筋拉桿,宜通長拉結(jié),并沿墻兩邊設(shè)置。較長的拉桿中間應(yīng)加法蘭螺絲,以便擰緊欄桿,拉桿接長時(shí)應(yīng)采用焊接。露在墻外的拉桿或墊板螺帽,可適當(dāng)作建筑處理。拉桿和墊板都要涂防銹漆。在拉結(jié)水平層處,可以增設(shè)外圈梁,以增強(qiáng)加固效果。鋼筋的直徑可采用如下:當(dāng)一開間加一道拉桿時(shí)為2Φ16(房屋進(jìn)深5～7m),2Φ18(房屋進(jìn)深8～10m),2Φ20(房屋進(jìn)深11～14m),其相應(yīng)的墊板尺寸可按表2采用。
6.5 墻體開裂比較嚴(yán)重時(shí)
墻體開裂比較嚴(yán)重,為了增加房屋的整體剛性,則可以在房屋墻體一側(cè)或兩側(cè)增設(shè)鋼筋混凝土圈梁。圈梁用的混凝土強(qiáng)度等級為C15～C20,截面至少120mm×180mm,配筋可采用4Φ10～4Φ14,鋼筋Φ6@200～250,每隔1.5～2.5m(應(yīng)有牛腿或螺栓、)錨固件等伸進(jìn)墻內(nèi)與墻拉結(jié)好,并承受圈梁自重。澆筑圈梁時(shí)應(yīng)將墻面鑿毛、潤水,以加強(qiáng)粘結(jié)。
6.6砌體過梁裂縫
對砌體過梁的裂縫,可采取增設(shè)鋼筋2Φ16,填補(bǔ)高強(qiáng)度砂漿(M10以上),或增加鋼筋混凝土過梁的方法。
