试论砖混结构房屋墙体裂缝产生的原因及防治措施-建筑设计论文

试论砖混结构房屋墙体裂缝产生的原因及防治措施
郝利明
摘要: 砖混结构房屋由于造价低廉,经济适用,在我国中小城市和广大农村建造量大,但砖混砌体的抗拉、抗剪力较低,容易产生裂缝,损害房屋的整体性和使用功能,且裂缝一旦产生,对裂缝进行“加固补强”困难较大,同时给居住者在感官上和心理上造成不良影响。
关键词:砖混结构墙体裂缝原因防治措施
1.温差裂缝
1.1温差裂缝产生的原因
温差裂缝较典型和普遍的是房屋顶层两端内外纵墙上的斜裂缝,其形态是“八”字或“X”形,且显对称性,轻微者仅在两端1~2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。此类裂缝对那种刚性屋面、平屋顶,未设变形缝、隔热层的房屋更易产生,产生的原因是混凝土与砖砌体二者的线膨胀系数不同,其数值大小相差一倍,在环境温差影响下,混凝土屋盖产生的热胀冷缩变形比较大,而砖墙的变形则小得多,二者之间有产生相对位移的趋势,致使房屋端部砖墙内产生拉力和剪力,使截面突变,应力集中等薄弱部位的墙体被剪,拉应力剪断、拉裂、产生裂缝。
1.2防治措施
其防治的主要方法:减缓消除热胀冷缩的动力源,如设隔热层变形缝;增强相关砌体抗力,如提高砂浆强度、提高饱满度、加筋砌体、加设构造柱等.具体可通过以下几个措施来解决:
1)减少屋面伸缩缝间距,缩短混凝土构件直线段的长度,对于现浇整体或钢筋混凝土屋面板,可每隔6m左右设置柔性分隔缝。
2)将屋面挑檐布置成凹凸曲折形状,缩短挑檐直线段长度实践证明,这样做即使房屋长度较大,顶层墙体也不会产生温差裂缝。
3)在钢筋混凝土屋盖上设置良好的架空保温隔热层、架空层,净空高度应在五皮砖以上,并设置通风格,端部不用封闭,保持通风良好,减少温差。
4)增强顶层砌体抗裂能力,适当提高顶层砌体强度和砌体砂浆强度等级,在顶层端部1~2个开间砌体水平灰缝内,铺设适量的通长钢筋,减少顶层端部墙上门窗洞口宽度,加大顶层窗间墙及边垛的宽度。
5)切实保证顶层砌体施工质量,砌体施工质量是防止裂缝的内因,严格执行砌体施工规范,黏土砖在砌筑前应充分湿水,尽量采用整砖砌筑,灰缝砂浆饱满,上下搭砌,外墙转角处必须同时砌筑,确保砌体施工质量。
2.地基不均匀沉降裂缝
2.1不均匀沉降裂缝产生的原因
地基不均匀沉降裂缝一般在建筑物的下部,由下向上发展首先产生在房屋底层,严重的可发展到两层以上,并伴有地面开裂和房屋倾斜,在墙体中段产生下宽上窄的裂缝。裂缝一旦出现,随着地基不均匀沉降的发展,裂缝逐渐加宽延长。沉降稳定后,裂缝便停止扩大,保持原状,其产生的原因是地基土质软弱不均,土质软硬差异大,受压后产生过量的不均匀沉降,地基处理不当,基础设计不合理及地基含水量不正常变化,周围某些条件变化后,使建筑场地地下水位升高,或上下水管道渗漏,地表水渗入地基,长期浸泡、土质软化,甚至冲刷淘空导致房屋不均匀沉降墙体开裂。
2.2防治措施
1)房屋建筑工程应先勘察后设计。在进行建筑设计之前,应对工程地质进行详细勘察,查明地基土质情况、分布范围、承载力大小、地下水位等水文地质条件,然后按安全可靠、经济合理、技术先进、方便施工等要求,进行全面分析,确定合理的建筑布局和结构类型。
2)减轻建筑结构自重"结构自重约占建筑总荷载的75%,地基压缩变形大小与上部荷载值成正比,因此,减轻结构自重是降低基底附加应力,减少沉降的有效措施。对于基础可设置地下室、半地下室,采用架空地板取代室内填土。对于上部结构可以选用预应力,轻钢结构和单位容量少的轻质墙体材料以减轻对地基的压力、减少地基沉降。
3)合理布置建筑体形。建筑平面形状应求简单,纵墙拉通避免转折多变,凹凸复杂。建筑立面应尽量避免开设过大的门窗洞口削弱墙体,使房屋建筑的质量重心与刚度中心基本一致,提高房屋自身抵抗不均匀沉降的能力。
4)调整各部分荷载分布。对于有较大高度(或荷载)差异的建筑,要合理布置重高部分的位置,采用纵横墙混合承重形式和不同的基底宽度,合理调整建筑物各部分不均匀沉降。
5)增强建筑物的整体刚度。不均匀沉降使房屋产生纵向弯曲,纵墙应尽量避免转折、中断、开设过大的门窗洞口,横墙间距不宜过大,且与纵墙牢固连接,同时控制建筑物的长高比。长高比愈小,建筑物刚度就越大。设置沉降缝,在长度较大的条式建筑适当位置,平面转折、高低参差;荷载差异大、地基或基础类型改变的部位设置沉降缝,从屋顶到基础断开,把建筑物划分成若干刚度较大,长高比较小自成沉降体系的单元。在基础和楼盖下的墙顶上设置平面闭合的钢筋混凝土圈梁以增强房屋的态体性。对于软弱和压缩性很不均匀的地基上的建筑物,可根据上部结构荷载情况,采用刚度较大的基础类型如钢筋混凝土十字交叉条形基础、筏片基础、甚至箱形基础。
6)合理安排施工顺序，对立面高低悬殊,荷载变形较大的房屋应分期分段组织施工，一般应先建荷载较重的高层,后建较轻的低层,先建深基础,后建浅基础,避免增加新的附加应力。
3.结构性裂缝
3.1结构性裂缝引发的原因
结构性裂缝是危险裂缝。一般产生在荷载较大的底层截面尺寸较小的空间墙、洞边墙、砖柱等处,以及大梁屋架支座等集中荷载作用的部位,因荷载过大或砌体承载力低,局部承受不足砌体受压破坏而产生竖向粉碎性裂缝。缝口上宽下窄,上段有不规则破碎裂缝，其引发原因有结构设计差错,砌体内埋设管线集中,施工质量低劣等原因。由于结构荷载计算遗漏、设计差错、构造不合理、荷载过大而构件截面尺寸偏小,砌体局部承压不够,造成结构本身先天不足。砌体内埋设各种管线穿过墙体、管线过于集中、破坏了砌体整体性、减少了砌体截面面积、削弱了砌体承载能力、砌体施工质量低劣、砌筑用砖及砂浆强度等级低、水平灰缝砂浆不饱满、组砌不符合要求、降低了砌体承载能力。
3.2防治措施
1)正确进行结构计算和设计，设计资料要经设计核对,审核人员层层把关，当荷载较大而构件截面尺寸受到限制时应提高砖和砂浆强度等级,采用配筋砌体提高强度或加大墙体厚度、设置附壁柱，在大梁屋架支座处设置钢筋混凝土垫块。2)对由于荷载过大,砌体强度低已经产生裂缝的墙体,可采取减轻上层结构自重与使用荷载,或在其顶部砌体内增设钢筋混凝土梁承担上部传来的荷载,保护已开裂的砌体。3)对结构加强补强。对由于荷载较大,砌体截面尺寸较小,承载力不足,并已产生裂缝的墙体,可采用加大截面尺寸,如将门窗洞口全部或部分用砖堵砌,增设附壁柱,在已裂砌体外灌注钢筋混凝土夹板,将已经裂缝的砖墙改为钢筋混凝土墙、柱,提高其承载能力。
4.结语
引发砖混结构墙体裂缝的原因,可能是上述单一因素,也可能是受多种因素共同影响,当裂缝出现后,要通过调查分析,作出正确判断,采取有效措施控制裂缝发展确保结构安全、延长使用年限、控制裂缝的产生和扩展是建筑工程中必不可少的一个重要环节,应引起足够的重视,并需要从设计、施工上共同努力,采取有针对性的防裂措施、加大主动控制的力度,才能提高新建房屋质量的可靠性。
参考文献:
[1]王铁梦:工程结构裂缝控制[M].北京:中国建筑工业出版社,1997.
[2]唐岱新:许淑芳盛洪飞.砌体结构[M].北京:高等教育出版社,2003.
[3]王赫:全玉琬,贺玉仙.建筑工程质量事故分析[M].北京:中国建筑工业出版社,1992.
[4]王春旭:砖混建筑的裂缝与防治[J].山西建筑,2008,34(9):1642165.