住宅裂缝的成因分析及控制与处理

2010-01-01 10:20卢云峰
中国新技术新产品 2010年14期
关键词:砌体墙体住宅

卢云峰

(浙江万科南都房地产有限公司,浙江 杭州 310012)

1 前言

我国商品房结构形式一般为砖混结构和框架结构,而根据裂缝所处的位置一般为两类,一类是由于墙体开裂而产生的裂缝,一类是由于现浇板开裂而产生的裂缝。墙体的裂缝就砖混结构而言,主要是顶层或顶部两层墙体(东西两端)开裂,这种裂缝主要是由于钢筋混凝土屋盖的温度变形和砌体的干缩变形不协调而引起的;而对框架结构而言,墙体裂缝主要是由填充墙的材质而引起的。本文分析几种典型裂缝出现的原因和裂缝的控制及处理措施。

2 裂缝的形成原因

在多层砌体结构建筑物中,裂缝问题已经是一个普遍性的问题,它不仅影响了建筑物的正常使用,降低了建筑功能,缩短了使用年限,而且对抗震也是极为不利的,尤其是在住宅商品化的今天,这个问题已日益引起开发商和居民的普遍关注,因此,如何控制裂缝的问题是摆在工程技术人员面前的新课题。产生裂缝的原因是多方面的,既有地基、温度、干缩,也有设计上的疏忽、施工质量、材料不合格及缺乏经验等,归纳起来主要有两方面:1)由外荷载(包括静、动荷载)变化引起的裂缝;2)由变形引起的裂缝(主要有温度变化,不均匀沉陷或膨胀等变形产生应力而引起的裂缝),根据工程实践和统计资料显示,这类裂缝几乎占全部可遇裂缝的80%以上。

由于温度应力和变形而产生的裂缝可具体分为如下5种:1)八字形裂缝:主要出现在横墙与纵墙两端部。此种裂缝属正八字形的热胀裂缝,随温度升降而变化,其原因是由于设计与施工中的缺陷,使屋面保温层的热阻减少甚至失败,致使屋面板温度变形大于砌体温度变形,当产生一定的温度应力时,屋面板的推力就传给墙体,并因墙体温度附加应力在房屋两端较大;当砌筑砂浆强度较低时,则易发生剪力产生的主拉应力;当超过砌体抗拉极限时,墙体即出现八字形开裂。2)倒八字形裂缝:属冷缩裂缝。主要出现在纵横墙两端的窗洞口处,尤以顶层两端窗洞口处最严重。由于墙体冷缩,附加应力在墙体两端较大,当房屋收缩变形大于墙体时,在门窗洞口处产生应力相对集中而导致形成倒八字形裂缝,使墙体开裂。3)水平裂缝;多见于顶层横墙、纵墙、“女儿墙”及山墙处。当屋面保温隔热较差,屋面板受热膨胀对墙体产生水平推力,由于墙体在端部收缩大于中部且砌体抗剪能力较低,使纵横墙与屋盖的接触面上产生水平裂缝。4)垂直裂缝:主要出现在窗台墙处、过梁端部及楼层错层处。此种裂缝主要由于温度变化,墙体受到楼板的拉力作用,在门窗洞口处产生应力集中效应而拉裂;或因冷缩变形,在与墙漆之间变形差异最大的钢筋混凝土上梁端和楼板错层外,引起墙体垂直开裂。5)X形裂缝:多数沿砌体灰缝开裂,主要受房屋热胀冷缩的反复作用形成,而底层墙体产生的x形裂缝则是由于基础不平整或不均匀沉降引起。

3 裂缝的控制与处理

3.1 设计控制裂缝措施

3.1.1 控制沉降裂缝的根本办法。控制沉降裂缝的关键是避免住宅东两向的全面性沉降及南北向的重形心偏离,而最根本的办法是减少住宅最终沉降量的绝对值。一般住宅的绝对沉降值限制在150mm。这是很好的办法,如果是高档的住宅还可以更严格限制。例如:2层、3层的小楼也可以采用短桩人工地基,沉降量控制在50mm以内,这样还可以避免一般住宅很难控制的散水坡及进口之处的裂缝。

3.1.2 控制温差裂缝的办法。控制温差裂缝比较好的办法是结合节能要求,例如采用外墙外保温及屋面防水层倒置式的外保温。这样使结构物都包裹在保温层之内,使温差裂缝在使用阶段就可以大大减少甚至避免。另外,在温度敏感部位适当增加一些温度配筋,如:窗角处、对外墙接合部等处增加一些细与密的配筋。

3.1.3 控制收缩裂缝。收缩是长期发生的,强度越高的混凝土收缩越大,所以设计应用的混凝土标号不要太大。另外,混凝土收缩有一定的规律性。对比较容易产生的区域及开洞四角可相应增加构造配筋。因为,含筋量的增加或配置细而密的钢筋,可以分散裂缝,使裂缝细而密,从而达到不渗水甚至肉眼看不见的要求。

3.1.4 避免设计不合理的人为裂缝。住宅各部位在设计上尽可能做到在收缩与温差发生时,使变形基本协调。如平面体时不要过大,楼面与墙体不要支存刚度差异太大的基座上等等。另外,对结构体不要有太大的局部削弱,例如:管道不要太集中,大的管道要确保有一定的保护层,并要设置构造配筋。总之,在不可避免有过大的刚度差,或者过大的变形约束处应有必要的加强配筋。设计上尽可能消除人为的非结构承载性裂缝。

3.2 施工控制裂缝措施

3.2.1 设计与控制混凝土配合比。合理设计与控制混凝土配比,在保证强度的前提下,减少水泥用量与绝对用水量由于混凝土的收缩是水泥石结硬过程中失水造成的,绝对用水量少,混凝土结硬多余水就少,收缩就小 所以施工各个环节都要控制用水量,严禁在新鲜混凝土中加水,在有条件的情况下,可以采用高效减水剂与低坍落度混凝土。另外,目前的混凝土级配中掺粉料很多,如矿粉与粉煤灰同时加入,应当适度控制。最好不超过30%的水泥量,粗骨料尽可能增加比例,也可减少收缩量。

3.2.2 合理组织施工。施工是防止混凝土结构早期裂缝的重要环节,合理的施l[安排可以减少结构各部位间的约束应力。例如:底板先施工,墙板后施工,往往因为底板对墙板的约束而造成墙板上的垂直裂缝 如果工期控制在墙板浇灌与底板浇灌时间差在7d以内,这种裂缝就可大部分避免。另外,体形很大的楼面,如果按30m左右分块交叉施工,若使相邻两块施工期错开14~21d,就相当于后浇带的作用,能减少收缩裂缝 以上2种施工安排避免裂缝很多实例证明行之有效的。

3.2.3 加强混凝土早期养护。从试验资料表明,普通混凝土在水中养护不仅无收缩,相反有微量膨胀,所以应尽可能延长水中养护或认真控制浇水养护时间,这样可以减少收缩量,避免早期干缩裂缝,也可降低后期的收缩裂缝,养护时间最少14d。

3.2.4 科学确定拆模时间与控制施工荷载模板的作用是造型及支持混凝土重量,所以拆模要保证结构能承受自重及一定的外部荷载,这个拆模时间要经过施工组织设计的科学计算。否则会造成结构性荷载裂缝。另外,对结构在施工阶段的荷载要按龄期及结构设计本身确定加荷时间与数量,住宅施工中堆载过早过重常会造成可见与不可见损伤,常常会造成混凝土过载裂缝。

3.2.5 加强结构的防护。多层或高层住宅,如果工期很长,钢筋混凝土结构在装修前,门窗不装,长期暴露在太阳与大气中,一般而言,质量再好的结构不到6个月之后,也会产生大量裂缝。这是因为过大的干温与温差造成。闪此,对比较高的住宅或结构工期较长的住宅应当及时防护,避免直接暴露在大气之中。

3.3 住宅裂缝的处理

3.3.1 可见有害裂缝 对0.2mm/O.3mm以上的结构裂缝或渗漏裂缝,应当及时处理。处理的方法可按常规的环氧灌缝封闭,其基本要求是结合面强度应超过混凝土本身抗拉强度,做到密闭不渗水。

3.3.2 可见无害裂缝。住宅的干缩温差裂缝大部分是在0.2mm以下,这对结构无害,一般情况下,可以不作处理,影响美观的部位可以采用腻子括平封闭后涂料修饰。

3.3.3 高级住宅的无害裂缝处理。前面已经讲过,钢筋混凝土结构不可能没有裂缝,所以对高级住宅,投资商应一开始就有定位,如果要消灭裂缝,除了在设计结构时加强措施减少裂缝之外,在建筑处理上,采用外保温、外装饰把结构面全部包起来,内部易裂缝部位同样可以通过装饰板包裹。这样就是有一点裂缝也不易被看到 正如前面所说这是一个价值工程问题,不是一个技术问题。对一般投资商,不应宣传与承诺房子无裂缝,这会非常被动。只有真正高价的高级住宅采取全面的包裹措施后才可承诺房屋无裂缝。

4 结束语

控制住宅建筑施工裂缝提高建筑施工质量是一项系统工程,需要设计、施工、质监、监理等部门和单位的通力合作与积极配合。不能仅从某一方面加以控制,要科学合理地考虑各种存在的影响因素,采取综合治理的方式予以防治,并依赖于科技进步,应用新技术、新工艺、新材料来丰富和完善防治措施。

[1]王铁梦,工程结构裂缝控制(第一版),北京:建筑工业出版社,2000

[2]邱玉深,钢筋混凝土结构温度裂缝与防护,建筑技术,1999

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