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摘要:随着建筑行业的快速发展,在工程中砖砌体施工还较多,多年来能过对砖砌体结构建筑物的质量跟踪观察可以发现,在砖砌体结构中,其裂缝产生的较为普遍,而且裂缝的种类繁多,其产生的机理各不相同,但其却有一个共同点,即是都会对整体建筑物的质量造成不同程度的影响。现就工程质量监督实践谈几点本地区常见建筑砖砌体裂缝查处的体会。
关键词:温差变形;不均匀沉降;页岩砖
1、工程概况
某建筑工程总建筑面积141427.90 ㎡,其中 1#、2#、3#楼为高层住宅,26 层--24 层,5#、11#楼 3--4 层商业别墅,6#、7#、8#、9#、10#楼为 3 层住宅别墅楼。砖砌体外墙、分户墙、厨卫间隔墙采用页岩多孔砖砌筑,其他墙体采用页岩空心砖砌筑。
2、温差变形引发的砖砌体裂缝
这类裂缝较典型和普遍的是建筑物(特别是那些纵向较长的)顶层两端内外纵墙上的斜裂缝,其形态呈“八”字或“X”型,且显对称性,但有时仅一端有,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。此类型缝对那种刚性屋面平屋顶、未设变形缝、隔热层的房屋,更易发生。产生的直接原因是混凝土结构屋面的伸缩变形牵引其下砖砌体超过其材料抗拉强度的结果。具体的机理可认为是:在阳光照射下(特别是南方地区)屋面板温度可高达 60~70℃,而在其下的砖砌体仅为 30~35℃,如此大的温差,加上混凝土线膨胀系数比砖砌体近似大一倍,则根据王铁梦《建筑物的裂缝控制》一书中提出的计算理论和公式,可计算出砌体中的主拉应力。设砂浆强度 M5.0、砖强度 Mu7.5 时,则其沿灰缝截面破坏时的轴心抗拉、抗剪强度设计值仅为 0.14MPa 和 0.12MPa,而沿齿缝通缝的弯曲抗拉强度仅为 0.25MPa 和0.12MPa,则温差引起的砌体主拉应力大于砌体本身抵抗力的 50%~300%不等。又加上房屋两端为“自由端”,水平约束力小,上部砌体垂直压力较小,如无相应措施上述裂缝在所难免。当屋面向两端热胀时,致使下部砌体出现正“八”字缝,当冷缩时,就出现倒“八”字缝,一胀一缩则易出现“x”字缝。其防治的主要方法:一是减缓消除热胀冷缩动力源,如设隔热层、变形缝;二是增强相关砌体抗力,如提高砂浆强度,提高饱满度,空斗改实砌,加筋砌体,加设构造柱;三是提高抹灰的抗裂能力(对于不影响结构安全的缝)。例如本工程地下室车库负一层一面砖墙,纵长 25m,未设变形缝,地下室顶板为两道防水设防,保护层为细石混凝土刚性层,2016 年夏季过后即发现东西两端顶层边套边间纵墙出现约 45°斜裂缝。为此,决定先作石膏试饼观察,及至 2017 年夏季后裂缝加剧,并由边间向内二三间发展。在查明施工、设计及现状后即采取了对症措施:①此长墙不超过 4 米重新切开留缝;②在不明显影响结构安全的缝部位,铲除原抹灰后加钢丝网片,再用高标号水泥砂浆粉刷修补。一年后再检查未见变化。
3、基础不均匀沉降引起的裂缝
一般在建筑物下部,由下往上发展,呈“八”字、倒“八”字、水平及竖缝。
当长条形的建筑物中部沉降过大,则在房屋两端由下往上形成正“八”字缝,且首先在窗对角突破;反之,当两端沉降过大,则形成的两端由下往上的倒摪藬字缝,也首先在窗对角突破,还可在底层中部窗台处突破形成由上至下竖缝;当某一端下沉过大时,则在某端形成沉降端高的斜裂缝;当纵横墙交点处沉降过大,则在窗台下角形成上宽下窄的竖缝,有时还有沿窗台下角的水平缝;当外纵墙凹凸设计时,由于一侧的不均匀沉降,还可导致在此处产生水平推力而组成力偶,从而导致此交接处的竖缝。
例如本工程垃圾房,地基下有沙土,下挖至密实卵石层后采用混凝土回填至标高,直接进行主体结构施工及二次结构施工,粉刷之后,在中间检查时发现,一侧外窗台下角出现上宽下窄竖缝及窗间墙水平缝,共 2 层均有发现,但下层比上层严重,调查原因中发现是由于地基不均匀沉降引起的,再加墙外堆土过高(超过原设计室外标高近 2m),从而增加附加沉降,为此,立即铲除堆土的措施,并对裂缝处墙体进行返工处理,近半年后观测裂缝已无变化。对于不均匀沉降导致的裂缝应以预防为主,即无地质勘察资料严禁做施工图设计,严格按图施工,不得擅自更改、任意处理。治理的原则是,观测裂缝发展的速度、部位、程度,决定是表面处理还是上部加固或基础加固处理。
4、砌体材料产生的裂缝
如页岩多孔砖、空心砖等的砌体,前者致裂的主要原因是竖缝砂浆难以饱满以及特殊的构造要求未能跟上。后者一般使用四川地区页岩砖,由于其本身对温差敏感,虽然外观、尺寸指标均较好,但在实际使用中对砌体施工规程不熟悉,缺少使用经验,导致除存在粘土砖常见裂缝外,还常见在较长墙段中及外墙窗台下的竖斜裂缝。其机理可以认为:①刚出厂的页岩砖稳定性差。根据生产经验,页岩砖在出厂的一月内其释放的热量较大,存在着反复的化学反应过程,而且实际上一时难以完全反应,因此,体积极不稳定。②对含水率有苛刻的要求,据有关试验资料和使用经验表明,含水率控制在 7%~10%之间砌体可获得较好的粘结力和抗剪强度,否则影响明显。预防的主要方法:①确保使用前的稳定期;②严格控制含水率;③在较长墙段中部及窗台下设混凝土构造柱、混凝土压顶等。
5、其它裂缝
这些裂缝包括:混凝土构件变形导致的砌体裂缝,如当挑梁上填充墙、梁相继同步施工致使挠度过大,其上砌体产生内低外高斜裂及与外纵墙之间的竖缝等;砌体本身承载力不足如砖柱承载不足时在下部 1/3 高度处出现的竖缝;砌体构造要求不良如施工洞留置和拉结筋放置不当造成的洞边缝;施工质量差造成的缝,如砌体通缝,灰缝砂浆不饱满,含水率掌握不当,脚手眼设置不当,组砌不当等。这些裂缝形态各异,必须对症防治。
6、小结
根据本工程中遇到的砌体裂缝的案例问题分析,砌体裂缝因温差和砖的材质因素产生的较普遍,而以沉降、超载致裂的危害较大,但其危害性和处理方法也不能一概而论,在具体处理时务须正确区分,对症防治,且以防为主。治理的原则:凡已涉及结构安全且变化剧烈的,应当机立断,迅速采取相应对策,排除动力源,加固补强或作拆除返工处理;反之,如变化趋缓、稳定、仅与外观和评定有关、修复后不影响使用,则重点放在表面处理上。
参考文献:
[1]王铁梦.工程结构裂缝控制.中国建筑工业出版社,1997[M]
[2]砌体结构设计规范(GB50003 2001).北京:中国建筑工业出版社,2002[S]