[摘要]“512”四川地震已過去一年多了,但人們?nèi)詫︺氪ǖ卣鸬膱雒嫠痼@,那次地震中許多人是被建筑物倒下砸死的,所以這次地震給人類的一個教訓就是加強建筑質(zhì)量。本文主要對結砌體結構的裂縫問題進行討論,目的是提高建筑物的整體質(zhì)量。
[關鍵詞]砌體結構;裂縫;技術措施
砌體由包括多種材料的塊體砌筑而成,中國是個砌體大國,砌體結構量大面廣,尤其是近幾年隨著新技術、新材料的研究與應用發(fā)展,砌體結構在我國一般民用與工業(yè)建設中得到廣泛應用。但是,由于砌體結構建筑物的質(zhì)量低劣,如墻體裂縫、滲漏等問題涉及的糾紛和投訴也越來越多,建筑物的墻體裂縫已成為評判建筑物安全的一個非常直觀、敏感和首要的質(zhì)量標準,同時墻體裂縫也給居住者在感觀和心理上造成了不良影響,為了全面建設小康住宅,實現(xiàn)全面建設小康社會的奮斗目標,因此,加強砌體結構,特別是新材料砌體結構的抗裂措施,已成為各級行政主管部門,以及房地產(chǎn)開發(fā)商共同關注的問題。
1、裂縫產(chǎn)生的原因分析
(1)地基沉降。地基的不均勻沉降使墻體在撓曲作用下產(chǎn)生剪切導致主拉應力過大而產(chǎn)生開裂,當柱基礎的基礎梁剛度不足時,會因柱基柱的沉降大于基礎梁的沉降,造成基礎梁上拱而使墻體開裂,另外窗臺下砌體沉降還會造成窗臺下的裂縫。
(2)應力變化。砌體砌塊的一個特點是其抗壓強度高而抗剪強度低,在有較大的集中荷載處或荷載變化處,砌體內(nèi)部會產(chǎn)生較大的剪拉應力。最為明顯的是當門、窗洞口處在45度應力傳遞范圍內(nèi)時,該處應力變?yōu)榧,形成常見的斜向裂縫或八字裂縫。
(3)溫度裂縫。溫度的變化會引起材料的熱脹、冷縮,當約束條件下溫度變形引起的溫度應力足夠大而建筑物的各層面受溫度變化制約差異很大時,墻體裁就會產(chǎn)生溫度裂縫。導致平屋項溫度裂縫的原因,是頂板的溫度比其下的墻體高得多,而砼頂板的線脹系數(shù)又比磚砌體大得多。故頂板和墻體間的變形差,在墻體中產(chǎn)生很大的拉力和剪力,剪應力在墻體內(nèi)的分布兩端附近較大,中間漸小,頂層大,下部小。溫度裂縫是造成墻體早期裂縫的主要原因。這些裂縫一般經(jīng)過一個冬夏之后才逐漸穩(wěn)定,不再繼續(xù)發(fā)展,裂縫的寬度隨著溫度變化而略有變化。
(4)砌體干縮裂縫。燒結粘土磚,包括其它材料的燒結制品,其干縮變形很小,且變形完成比較快。只要不使用新出窯的磚,一般不要考慮砌體本身的干縮變形引起的附加應力。但對這類砌體在潮濕情況下會產(chǎn)生較大的濕脹,而且這種濕脹是不可逆的變形。對于砌塊、灰砂磚、粉煤灰磚等砌體,隨著含水量的降低,材料會產(chǎn)生較大的干縮變形。另外不同材料和構件的差異變形也會導致墻體開裂。如果砌體材料在養(yǎng)護、運輸、存放、砌筑等環(huán)節(jié)上產(chǎn)生疏忽,再加上砌塊本身存在的質(zhì)量問題,搬運中產(chǎn)生的內(nèi)傷、砌筑時砂漿飽滿度不夠等因素,則反應在砌體上會產(chǎn)生呈發(fā)絲狀分布的裂縫,邊貫水平縫和墻角階梯縫等現(xiàn)象。
(5)溫度干縮綜合作用及其它裂縫。對于燒結類塊材的砌體最常見的為溫度裂縫,面對非燒結類塊體,如砌塊、灰砂磚、粉煤灰磚等砌體,也同時存在溫度和干縮共同作用下的裂縫,而在實際建筑物墻體上的裂縫分布一般可為以上幾種裂縫現(xiàn)象的組合,或因具體條件不同而呈現(xiàn)出不同的裂縫現(xiàn)象,其裂縫的后果往往也較單一因素更嚴重。另外設計上的疏忽、列針對性防裂措施、材料質(zhì)量不合格、施工質(zhì)量差、違反設計施工規(guī)程、砌體強達不到設計要求,以及缺乏施工經(jīng)驗也是造成墻體裂縫的重要原因之一。
2、裂縫寬度的標準問題
實際上建筑物的裂縫是不可避免的。此處提到的墻體裂縫寬度的標準(限值),是一個宏觀的標準,即肉眼明顯可見的裂縫,砌體結構尚無這種標準。但對鋼筋砼結構其最大裂縫寬度限值主要是考慮結構的耐久性和安全性,如裂縫寬度對鋼筋腐蝕,以及外部構件在濕度的抗凍融方面的耐久性影響。我國到現(xiàn)在為止對外部構件(墻體)最危險的裂縫寬度尚未作過調(diào)查和評定。但根據(jù)德國資料,當裂縫寬度≤0.2mm時,對外部構件(墻體)的耐久性是不危險的。對砌體結構來說,墻體的裂縫寬度多大是無害呢?這是個比較復雜的問題。因為它還涉及到可接受的美學方面的問題。它直接取決于觀察人的目的和觀察的距離。對鋼筋砼結構,裂縫寬度>0.3mm,通常在美學上是不能接受的,這個概念也可用于配筋砌體。而對無筋砌體似乎應比配筋砌體的裂縫寬度標準放寬些。但是對于客戶來講是完全一樣的。這實際上是直觀判別裂縫寬度的安全標準。
3、現(xiàn)有控制裂縫的原則和措施
長期以來人們一直在尋求控制砌體結構裂縫的實用方法,并根據(jù)裂縫的性質(zhì)及影響因素有針對性的提出一些預防和控制裂縫的措施。從防止裂縫的概念上,形象地引出“防”、“放”、“抗”相結合的構想,這些構想、措施有的已運用到工程實踐中,并收到了一定的效果,但總的來說,我國砌體結構裂縫仍較為嚴重。
4、防止墻體開裂的具體構造措施與建議
(1)地基處理對于地質(zhì)構造為沉積沙土質(zhì)的軟地基,建筑物樁苦優(yōu)于板基,但是基礎梁的剛度十分重要。于是在設計上考慮增大基礎梁斷面,F(xiàn)在一般設計斷面高度在600~700mm基礎梁布建筑鋼筋。從而使基礎柱一基礎梁的沉降趨于一致,較好地解決了由于基礎梁剛度不夠上拱而引起的墻體開裂。
(2)抗應力措施,特殊的,對于混凝土砌塊等由于應力變化產(chǎn)生的裂縫,主要從以下幾方面著手:1、改芯柱為構造柱。芯柱斷面尺寸小,施工過程中正確擺放較難控制,其作用往往不制口愿。改用構造柱后,斷面尺寸增大,便于施工和驗收,拉結筋擺放位置正確,能大大提高抗剪力。2、門窗框四周至少須灌實一孔,構造柱兩側(cè)至少須灌實三孔。3、切實保證砌筑砂漿飽滿度,特別是豎縫。要求施工人員在砌筑時用瓦刀將砂漿搗實,并用皮錘擊緊,使其飽滿度不低于9%。4、嚴格控制砌體長度。進深10m以上的東西山墻在原有基礎上增加構造柱,窗間墻寬度要求不小于0.9m。
(3)防止混凝土屋蓋的濕度變化與砌體的干縮變形引起的墻體開裂,宜采取下列措施:1、屋蓋上設置保溫層或隔熱層;2、在屋蓋的適當部位設置控制縫,控制縫的間距不宜大于30m;3、當采用現(xiàn)澆混凝土挑檐的長度大于12m時,宜設置分隔縫,分隔縫的寬度不應小于20mm,縫內(nèi)用彈性油膏嵌縫;4、建筑物溫度伸縮縫的間距除應滿足《砌體結構設計規(guī)范》BGJ-88第5.3.2條的規(guī)定外,宜在建筑物墻體的適當部位設置控制縫,控制縫的間距不宜大于30m。
(4)防止主要由墻體材料的干縮引起的裂縫可采用下列措施之一:l、設置控制縫;2、設置灰縫鋼筋;3、在建筑物墻體中設置配筋帶:在樓蓋處和屋蓋處;墻體的頂部;窗臺的下部。
(5)頂層、次頂層的措施建筑物由于受溫差的影響,頂層(包括次頂層)變形顯著,易產(chǎn)生開裂。針對這個實際,應采取如下措施加以克服:1、適當加大頂層圈梁斷面,形成較大的整體張拉力以抵抗由于屋面變形對上部墻體產(chǎn)生的水平推力。2、在頂層和次頂層的東、西各一單元窗臺下增設一道圈梁,首層窗臺下增設一道圈梁,斷面略小于上圈梁。3、頂層縱橫墻交叉均設置構造柱;頂層每道墻均設置圈梁,圈梁遇煙道時,其鋼筋必須有效搭接。4、頂層砌體砂漿必須采用不低于M75混合砂漿。
(6)消除干縮裂縫的措施(對于混凝土砌塊的砌體尤為重要):1、保證砌體結構的干縮裂縫對建筑物影響很大。而其中一個非常重要的環(huán)節(jié)就是要控制好砌塊一定的含水率。2、嚴格控制砌塊的搬運及堆放環(huán)節(jié)。砌塊的搬運過程必須輕拿輕放,嚴防野蠻裝卸。防止因砌塊內(nèi)傷而產(chǎn)生一時釋放不了的應力。3、改變傳統(tǒng)的外墻抹面順序。實踐證明外墻抹面從次頂層開始往下,最后抹頂層,這對防止干縮裂縫的產(chǎn)生頗有效果。
(7)實際砌體結構的裂縫往往是幾種現(xiàn)象共同作用的結果,工程中也可根據(jù)建筑物的具體情況,如場地土質(zhì)、地震設防烈度、基礎結構布置型式、建筑物平面、外形等,綜合采用上述抗裂措施。