余志刚 (安徽建工集团股份有限公司,安徽 合肥 230000)
框架结构填充墙经常出现裂缝,主要为顶层横墙斜向裂缝、墙中水平和竖向裂缝、梁下部位阶梯状裂缝、墙梁结合部位水平裂缝、墙柱结合部竖向裂缝、门窗洞口边45°角斜向裂缝等。导致框架结构填充墙开裂的因素比较复杂。有外界条件变化的影响,比如地基条件差异引起的不均匀沉降、温度变化以及各种外加荷载的差异;有墙体的内在因素,比如与普通黏土砖相比一般新型砌块材料的强度较高,但砌块的线膨胀系数和收缩率都要大得多,同时砌块的弹性模量大,由温度和干缩变形引起的温度收缩应力更大,因此各种砌块墙体也更容易产生裂缝;另外建筑物本身特点对裂缝形成与发展有影响,比如建筑物长短、层高、门窗洞口的位置与尺度、墙体整体性能等。经过广泛的调查分析,工程实践中框架填充墙的裂缝多为收缩变形、温度应力以及不均匀沉降引起裂缝。笔者以某多层框架住宅填充墙开裂为例,根据设计图纸、裂缝分布特征以及现场检测结果综合分析裂缝成因。
本工程系二层框架结构,结构使用年限为50年,建筑结构安全等级为二级,地基基础设计等级为丙级,抗震设防烈度为6度,设计地震基本加速度值为0.05g,设计地震分组为第二组,设计特征周期Ts=0.35S。主楼基础采用柱下独立基础,车库基础采用墙下条形基础及柱下独立基础。上部结构框架梁、板、柱混凝土强度设计等级为C25,构造柱等二次结构混凝土强度设计等级为C20。
填充墙室内地坪以下采用MU10灰砂砖、M7.5水泥砂浆砌筑,室内地坪以上采用MU3.5非承重空心砖、M5混合砂浆砌筑。框架柱与填充墙之间沿柱设置2φ6@500拉结筋。填充墙与梁或板底连接采用斜砖敲紧做法。当底层墙下未设基础梁时,可砌筑在加厚的地坪上,地基土必须夯实,压实系数不小于0.94。
本工程平面布置图见图1。
图1 平面布置图
被测主楼一、二层填充墙及车库填充墙体裂缝主要分为四类:第一类位于墙顶与梁底交接处,为水平或斜向裂缝(此处屋面为坡屋面斜梁);第二类裂缝位于墙柱交接处,为竖向裂缝;第三类裂缝位于二层墙窗角下口,为水平和斜向裂缝;上述裂缝基本对称贯穿,测得粉刷层表面裂缝最大宽度约为0.30mm;第四类裂缝位于车库填充墙中部与折线型楼梯梁交接处,为斜向裂缝,墙体与楼梯梁基本脱开,测得最大脱开宽度约为25mm。裂缝详见图2、图3及图4~图19。
图4 5/C~F轴二层墙顶砌筑砂浆很不饱满,梁底墙顶脱开
图5 5/C~F轴二层墙墙柱脱开
图6 C/4~5轴二层墙墙顶未采用斜砖砌筑,梁底墙顶脱开(左)
图7 C/4~5轴二层墙墙顶未采用斜砖砌筑,梁底墙顶脱开(右)
图8 C/4~5轴二层墙窗下斜向开裂打开可见砖有开裂
图9 C/4~5轴二层墙墙顶梁底开裂(外墙面)
图10 5/C~F轴及F/4~5轴一层墙墙柱交接处脱开
图11 5/C~F轴一层墙墙柱交接处脱开,砂浆不饱满
图12 F/4~5轴一层墙墙柱交接处拉结钢筋凿出可见
图13 (2/4)/A~B轴车库墙墙柱连接处开裂
图14 (2/4)/A~B轴车库墙中部与折线型楼梯梁连接处开裂(正面)
图15 (2/4)/A~B轴车库墙中部与折线型楼梯梁之间脱开(背面)
图16 (2/4)/A~B轴车库墙中脱开处墙面钢丝网被撕错位
图17 (2/4)/A~B轴车库墙梁底墙顶连接处不平齐,填缝砂浆处开裂
图18 车库地面明显下沉变形
图19 (2/4)/A~B轴车库墙墙底地坪未加厚处理,地坪与地基土脱开
采用回弹法对抽检的墙体砌筑混合砂浆进行检测,其砂浆强度代表值抽检墙体砌筑砂浆抗压强度代表值达到设计强度等级(M5)要求。
使用钢筋定位仪和钢尺等对墙体拉结钢筋进行检测,抽检主楼填充墙拉结钢筋间距在(467~580)mm之间,基本满足设计要求;抽检车库墙未设置拉结钢筋,不符合设计要求。
现场局部凿除开裂墙体表面粉刷层,检查框架梁柱与墙体交接处构造;破除车库墙下地坪,检查墙底地坪是否按设计进行加厚处理。具体检查结果详见表5及图4~图19。
表5 墙体局部破损检查情况汇总表
根据本工程设计图纸、裂缝分布特征以及现场检测结果综合分析:
被测主楼一、二层墙体及车库墙体前三类裂缝(墙顶与梁底相交处的水平或斜向裂缝、墙柱交接处的竖向裂缝及墙窗角下口的水平和斜向裂缝)主要与砌墙砖自身收缩变形、两种不同材料(混凝土和砖砌体)变形不协调、温度应力作用以及墙柱和墙梁连接处施工处理不良等因素有关,其中墙体未设置拉结钢筋对车库墙柱交接处竖向裂缝的产生起不利影响,加铺金属网可减少墙梁及墙柱交接处裂缝产生;第四类裂缝(车库填充墙中部与折线型楼梯梁连接处开裂脱开)主要与车库地坪下沉有关,墙下地坪未加厚处理对裂缝的开展起不利影响。
填充墙裂缝主要与砌墙砖自身收缩变形、两种不同材料(混凝土和砖砌体)变形不协调、温度应力作用以及墙柱和墙梁连接处施工处理不良等因素有关,而首层填充墙裂缝主要与墙下基础夯实质量有关。本工程填充墙裂缝多出现在构造连接部位,加铺金属网可减少墙梁及墙柱交接处裂缝的产生;底层填充墙主要与地坪下沉有关,墙下地坪未加厚处理对裂缝的开展起不利影响。填充墙体裂缝的产生不影响主体结构安全,但对使用有影响,且可能导致墙面渗水,应进行处理。