宋 翔
SONG Xiang
(浙江省建筑科学设计研究院有限公司,浙江 杭州310012)
随着新型砌体材料的大量推广与应用,目前很多建筑物内外墙均采用该类型砌块(本文中为混凝土实心砖)。在房屋使用过程中,这些建筑物内、外纵横墙上出现了较多斜裂缝和水平裂缝,其中一些裂缝宽度较大,引起房屋业主的普遍关注和担心,若不及早防治,将对推广应用新型砌体材料产生不良影响。针对这种结构通病,如不采取适当的结构措施,该种裂缝房屋会较普遍出现。本文通过对两例使用混凝土实心砖,墙面出现裂缝的问题所进行的分析,从而建议针对具体情况采取相应的措施,以取得理想的防治效果。
某房屋为两开间3 层砖混结构,建筑面积约230 m2,2009年建成使用,墙体采用混凝土实心砖。
1.1.1 房屋裂缝情况
经现场查看,发现以下房屋裂缝:
(1)3 层南房间南窗间墙、窗下墙有多条裂缝,墙体裂缝宽度0.74~1.40 mm,并已使砖面开裂,该墙面砖面裂缝宽度1.00 mm(图1);
(2)3 层北房间北、西山墙有水平裂缝;北露台洗衣台开裂(图2);
(3)2 层南房间南墙有多条裂缝,墙体裂缝最大宽度1.30 mm;
(4)1 层南窗下墙窗下角一条竖缝,墙体裂缝宽度0.24 mm。
图1 3 层东南房间墙面开裂
图2 北露台洗衣台开裂
1.1.2 房屋上部结构墙体砌筑砂浆及砖块抗压强度抽检情况
采用贯入法对房屋上部结构墙体砌筑砂浆抗压强度进行抽检,检测结果达到混合砂浆M5 强度等级要求。
通过对房屋墙体原位取砖,上部结构混凝土实心砖实测抗压强度满足《混凝土实心砖(GB/T 21144—2007)》第6.4.2 条中规定最低强度等级MU15。
1.1.3 房屋上部承重砌体结构承载力复算情况
根据实测数据及房屋设计图纸,对房屋结构承载力进行复算,结果表明:该房屋上部承重砌体结构承载力满足《砌体结构设计规范(GB 50003—2011)》的要求。
某车间,单层钢筋混凝土框架结构,轻钢结构屋面,建筑面积1925 m2,2012年建成使用,填充墙体采用混凝土实心砖。
1.2.1 车间外墙面开裂较为普遍
北、东、西部分外墙面开裂;部分南外侧窗下墙竖向开裂,且部分砌块已开裂(图3);部分南外侧柱墙交接处有竖向裂缝。
图3 车间南外侧窗下墙面开裂情况
1.2.2 墙面构造情况
通过对内、外墙体抽检,外墙体已铺设钢丝网及网格物,柱墙交接处每隔500~600 mm 按构造要求设置拉结筋。
通过上述两例,表明该类型裂缝在墙体中较为普遍,以下针对此问题进行相关裂缝原因分析研究。
一是混凝土实心砖收缩率比黏土砖大。随着含水量的降低,材料会产生较大的干缩变形,容易引起不同程度的开裂;如一般混凝土实心砖砌块的干缩率为0. 3~0. 45 mm/m 或以上。而经测试,钢筋混凝土的干缩率为0. 1 mm/m。由此可看出,钢筋混凝土与砌体两种材料在收缩变形中存在着较大不一致。因此构件的差异变形亦会导致墙体开裂,如楼板错层处或高低层连接处常出现的裂缝,框架填充墙或柱间墙因不同材料的差异变形出现的裂缝,这种情况一般外墙裂缝较内墙严重。
二是混凝土实心砖砌体的线膨胀系数约为10 ×10-6,是实心黏土砖砌体的两倍。因此,混凝土实心砖砌块墙体对温度的敏感性比较高,很容易受温度变化而引起变形导致墙体开裂,温度裂缝是造成墙体早期裂缝的主要原因。
三是混凝土实心砖受潮后出现二次收缩。如砌块出窑后放置28 d 能完成50%左右的干缩变形。但是干缩后的材料受湿后仍会发生膨胀,脱水后材料会再次发生干缩变形。这类干缩变形引起的裂缝在建筑上分布广、数量多、裂缝的程度也比较严重。如房屋底部1~2 层窗台边出现的斜裂缝或竖向裂缝,在屋面梁下出现的水平缝和水平包角裂缝等。
四是混凝土实心砖砌体的抗拉及抗剪切强度较差,较黏土砖低。
目前设计者一般在强度方面作必要的计算后,针对构造措施,基本引用国家标准或标准图集,较少提出有关混凝土实心砖这类新材料砌块防裂要求和措施,更没有对这些措施的可行性进行调查或总结。
现在部分施工单位还在沿用黏土烧结砖的作业方法,对砌筑高度、湿度控制等缺乏经验,加上施工过程中水平灰缝、竖向灰缝不饱满,减弱了墙体抗拉及抗剪的能力,以及工人砌筑水平的不稳定都易导致墙体出现裂缝。
混凝土实心砖这类新型砌块质量性能指标中,对于墙体裂缝的产生影响最大的是收缩性,而相对含水率是反映收缩性的重要指标。为此,要求混凝土砌块必须经28 d 养护方可出厂,且使用单位必须坚持产品验收,杜绝使用不合格产品。
预防混凝土实心砖这类新型砌块墙体裂缝,必须以建筑设计为重点。设计者应根据《非承重混凝土小型砌块砌体工程技术规程》《非承重混凝土小型砌块构造(GJ 005—1998)》及有关规范的要求,结合建筑使用功能及各种材料的特性,采取有效的构造措施,方可避免墙体开裂渗漏。
(1)施工单位应选择具有准用证的合格生产商。签订合同时,要明确砌块进入施工现场时间,生产商必须保证龄期的问题,并承担相应责任。
(2)施工单位应对进场砌块加强检测。
(3)砌块进场后,尽快运入已放好线的施工楼层,分散堆放至砌筑位置,并应事先做好防水措施,保证主体结构养护用水,以及雨水不流入楼层。为尽量增加砌块龄期,宜在间隔一周后再进行砌筑。当含水率低于15%时,方允许施工。
(4)针对混凝土砌块的特点,在砌筑前,不应再提前浇水湿润,以避免因浇水不均匀造成砌块含水量增大。因而应采取在砌筑时,铺砂浆前,在砌筑面上适量浇水的做法。
(5)加强圈梁、构造柱的设置,墙长超过4 m 应设构造柱,墙高超过3 m 应设圈梁。墙长及层高较大且有门洞时,构造柱应首先保证设置洞口两侧,以避免洞口角部收缩裂缝。当主体结构未留钢筋,或位置偏差时,必须采用植筋。
(6)由于易受空气湿度影响,以及与框架结构存在变形差,故宜将墙体两侧拉结筋拉通,以提高抗裂能力。
(7)严格按照操作规程施工,保证砂浆强度,以及灰缝饱满(尤其是竖缝)。
(8)砌筑完成后,要坚持洒水养护,以减少砂浆的干燥收缩。
综上所述,混凝土实心砖这类新型砌体材料墙体开裂的原因较多,可从生产、设计、施工各方面层层把关,采取有效的控制措施、精心施工,方能解决该类砌块墙体开裂的质量通病。