解 柯
(高平市城市建设综合开发总公司,山西 高平 048400)
砌体结构是指由砖、石或各种砌块等块体,通过砂浆铺缝、砌筑而成的结构。目前,在建筑施工中,砌体结构仍然是一种主要的材料和承重结构体系。砌体结构由于自重大,抗拉、抗剪、抗弯能力低等自身原因,容易产生裂缝,一旦出现裂缝,不仅墙体的整体性、耐久性和抗震性能受到影响,降低了墙体的质量,而且由于墙体裂缝的存在,美观性也降低,对住户的感观上和心理上也造成不良影响。尤其是随着人民物质生活水平的提高,人们对居住环境和建筑质量美观的要求也不断提高,加强砌体结构,特别是新材料砌体结构的抗裂措施,是目前施工单位需要重点研究和解决的问题。砌体结构产生裂缝的原因分多种,常见的有不均匀沉降、温度变化导致的热胀冷缩、干缩变形等,以及建筑材料不合格、施工质量不达标,施工人员缺乏经验等。根据裂缝形成原因的不同,又分为受力裂缝和非受力裂缝两大类。受力裂缝即指砌体在各种直接荷载作用下产生的裂缝,简而言之就是受到外力或者内应力作用造成了肉眼可见的开裂,非受力裂缝是指砌体因收缩、温度、湿度变化、地基沉陷不均匀等引起的裂缝,也叫变形裂缝。裂缝的成因不同,防治措施也不尽相同。
不均匀沉降对砌体结构危害很大。当地基发生不均匀沉降后,就会逐步引发上部结构产生裂缝。基本原理就是沉降较大的砌体与沉降较小的砌体之间产生了相对位移,使得砌体中产生附加的拉力和剪力。一旦产生的附加内力超过砌体的强度,就会出现裂缝。引起地基不均匀沉降的因素大致有几点:设计时采用钢筋混凝土柔性基础,基础本身的刚度不够;高低台阶的基础,其施工顺序不当或高低台阶的搭接长度不够;分段施工时,砌体相邻施工段的高差过大;基础完工后未及时回填,雨水进入基础后引起地基变形。
1)一般发生在建筑物的根部,由下而上呈“八”字、倒“八”字、水平或竖向裂缝。2)多出现在纵墙上。但是当地基性质突变时,顶部也可能出现裂缝,并自上而下延伸。3)斜裂缝较常见,其次是竖向裂缝,水平缝较少见。4)在房屋刚度最薄弱的部位,裂缝比较集中。5)一般在地基变形稳定后裂缝不再变化。6)窗角处也易出现沉降裂缝,特别是在窗口较大或窗间墙承受较大集中荷载时,窗角处会产生较大的集中应力,造成窗角处开裂。
1)保证砌体质量,砌体工程要在地基或基础验收合格后再施工。2)加强砌体上部结构的刚度和整体性,提高墙体的稳定性和整体刚度,减少建筑物的门窗洞口。3)加强对地基的检测,严格按图纸施工。4)加强观测,及时发现不良地基并采取相应措施处理后再继续施工,一旦产生裂缝,要及时掌握沉降裂缝的发展状况,包括发展速度、程度以及发生的部位,根据实际情况,决定下一步是表面处理还是上部加固或地基加固处理。5)合理设置沉降缝。设计时可以将沉降不同的部分隔开一定距离,比如将房屋划分成若干个刚度较好的单元,其间可设置能自由沉降的悬挑结构。
砌体材料具有热胀冷缩的特性。由于温度变化不均匀,室内外温差大,引起的应力足够大时,由于钢筋混凝土梁、柱和墙砌体材料收缩系数和线膨胀系数的不同,在不同材料的交接处就会产生温度裂缝。
多见于房屋的顶部附近,尤其是两端,纵墙和横墙上也可能出现。裂缝形态最常见的是斜裂缝或八字斜裂缝,易发生在门窗洞口边应力集中处。其次是水平裂缝,主要发生在屋顶圈梁下,以及水平包角裂缝(包括女儿墙)。
1)在建筑物屋面的平屋顶上设置变形缝、保温隔热层,减少温度应力,施工时避开高温季节。2)在墙体中因温度和收缩变形可能引起应力和裂缝的地方设置伸缩缝。3)遇有较大面积混凝土施工时,可分段施工,预留伸缩缝,以避免因混凝土伸缩对墙体产生不良影响。
水泥水化过程会产生化学收缩和自身收缩,混凝土降温过程会产生温降收缩、硬化前失水则会产生塑性收缩,混凝土硬化后干燥失水也会产生干缩。这些收缩单独或同时作用,材料收缩变形受阻及应力超标就会导致砌体裂缝,统称收缩裂缝。影响砌体干缩值大小的主要因素也很多,主要有砌体材料的品种和用量,环境温度,湿度,混凝土本身构件的体积大小等。
1)在设计时做好屋面保温隔热,减少屋面板和墙体间的温差,避免顶部产生温度裂缝。2)按规范要求设置圈梁和构造柱,在裂缝多发部位增设抗裂柱,以提高该部位墙体抗拉抗剪能力。3)选用干缩值低的墙材。4)正确掌握各种砌块使用时的含水率。
在房屋施工中,砌块砖、水泥等的原材料质量不合格,水灰比控制不当,没有按相应规范要求采取必要的构造措施,砌筑砂浆饱满度不够、厚度不足或过厚、砌筑接槎不符合要求,就会削弱砌体的抗裂性。
1)严把质量关。选用级配较好的砂石,控制好水灰比及水的用量,掌握好时间,保证混凝土砌块的质量,砌块出厂的自养期不少于28 d。2)砌筑时按规范施工,按要求留设拉结筋,拉结筋间距不大于600 mm,且保证植筋质量。上下错缝,搭接长度大于砌块的1/3,并不小于150 mm。灰缝横平竖直,砂浆饱满。砌筑砂浆应确保配合比准确,砂浆分层度不大于30 mm,拌好的砂浆不过夜。水平灰缝厚度不大于15 mm,垂直灰缝不大于20 mm,宜用临时夹板灌缝,砌筑时向砌块适当浇水。3)根据砖石结构设计规范要求,填充墙砌至梁底时,应留空隙。待砌块、砂浆基本完成收缩后,空隙部位用红砖斜砌挤紧。顶层斜槎砖和混凝土口两侧的砌体为混合砂浆即可,为防止裂缝,建议适量加入膨胀剂。4)于不同材料连接处,应附加钢丝网进行加固处理,钢丝网压过接缝宽度每边不小于100 mm,提高抹灰的抗裂能力。
砌体结构容易就地取材,原料来源方便,且价格低廉,既是较好的承重结构,也是较好的围护结构,但与钢和混凝土相比,砌体的强度较低,抗拉和抗剪强度都很低,不可避免的会存在裂缝。控制裂缝的产生和扩展,就成为建筑工程中必不可少的一个重要环节。要想从根本上控制裂缝的产生,重点要在预防上下功夫,需要技术人员从设计、施工两方面共同努力,做到精心设计、认真施工,加大控制的力度,才能提高新建房屋质量的可靠性。实践证明,过去许多工程凡是采取了控制裂缝措施的,一般都取得了良好的效果。
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