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1建筑工程砌體結構裂縫產生的原因分析

建筑工程產生砌體結構裂縫的原因很多,歸納起來主要有以下幾種:

1.1地基不均勻沉降引起的裂縫

地基發生不均勻沉降后,沉降大的部分砌體與沉降小的部分砌體產生相對位移,從而使砌體中產生附加的拉力或剪力,當這種附加內力超過砌體的強度時,砌體中便產生裂縫。這種裂縫往往與地面成45°左右夾角,上寬下窄斜縫朝向凹陷處(沉降大)的部位。

預防地基不均勻沉降引起裂縫的主要措施有:

1)合理設置沉降縫。在房屋體型復雜,特別是高度相差大時,應設沉降縫,沉降縫應從基礎開始分開,且有足夠的寬度,施工中保持縫內清潔,應防止碎磚、砂漿等東西雜物落入縫內。

2)加強上部的剛度和整體性,提高墻體的抗剪能力,這樣可適應甚至調整地基的不均勻沉降。減少建筑物端部的門窗洞口,增大端部洞口到墻端的墻體寬度,加強圈梁布置都可加強結構的整體性。

3)加強地基驗槽工作,發現有不良地基應及時妥善處理,然后才可進行基礎施工。

4)不宜將建筑物位置在不同剛度的地基上,如同一區段建筑,一部分用天然基礎,一部分用樁基等,必須采用不同地基時,要妥善處理,進行必要的計算分析。

2.2地基凍脹引起的裂縫

地基土上層溫度降到0℃以下時,凍結層中形成冰部開始冰結,下部水由于毛細管作用不斷上升在凍結層中形成冰晶,體積膨脹,向上隆起的程度與冰結層厚度及地下水位高低有關,一般隆起可達6mm至幾十毫米,其折算凍脹力可達2MPa×10MPa,而且往往是不均勻的,建筑物的自重往往難以抗拒,因而建筑的某一局部就被頂了起來,和地基不均勻沉降類似,引起房屋開裂。

這類凍脹裂縫的寒凍地區的一、二層小型建筑物中很常見。若設計人員對凍脹危害性認識不足,認為是小建筑,基礎埋淺一點就可以了,或者施工人員素質欠佳,遇到凍土很堅硬,難以開挖,就擅自抬高基礎埋深,從而造成凍脹裂縫。

防止凍脹引起裂縫的主要措施有:

1)一定要將基礎的埋置深度到冰凍線以下,不要因為是中小建筑或附屬結構而把基礎置于冰凍線以上,有時,設計人員對室內隔墻基礎因有采暖而未置于冰凍線以下,應注意在施工時,或交付使用前即有凍脹的可能,應采取適當措施。

2)當基礎不能做到冰凍線以下時,應采取換土(換成非凍脹土)等措施消除土的凍脹。

3)用單獨基礎、基礎梁承擔墻體重量時,基礎梁下面應留有一定孔隙防止上面凍脹頂裂縫基礎和磚墻。

2.3溫度差引起的裂縫

熱脹冷縮是絕大多數物體的基本物理性能,砌體也不例外,由于溫度變化不均勻使砌體產生不均勻收縮,或者砌體的伸縮受到不均勻的約束,則會引起砌體開裂。常見的是砌體長度過長,砌體伸縮在上層大而在基礎處小而引起開裂,故應按規范要求設置伸縮縫。

此外,由于混凝土屋蓋,混凝土圈梁與砌體的溫度膨脹系數不同在溫度變化時會使墻體產生裂縫。

防止溫度變化引起裂縫的主要措施有:

1)按照國家頒布的有關規定,根據建筑物的實際情況(如是否采暖,所處地點溫度變化等)設置伸縮縫。

2)在施工中要保證伸縮縫的合理作法,使之能起作用。

3)屋面如為整澆混凝土,或雖為裝配式屋面板但其上有整澆混凝土面層,則要留好施工帶,待一段時間再澆筑中間混凝土,這樣可避免混凝土收縮及兩種材料因溫度線脹系數不同而引起的協調變形,從而避免裂縫。

4)在屋面保溫層施工時,從屋面結構施工完到做完保溫層之間有一段時間隔,這期間如遇高溫季節則易因溫度變化急劇而致裂,故屋面施工最好避開高溫季節。

5)遇有長的現澆屋面混凝土挑檐,可分段施工,預留伸縮縫,以避免混凝土伸縮對墻體的不良影響。

2.4建筑材料使用不當

不少砌體結構由于使用渣磚而產生裂縫,由于渣磚的原材料及生產工藝與普通粘土磚不同,其線膨脹系數與粘土磚亦不同。通過對諸多開裂砌體的統計分析,使用渣磚的砌體極易產生裂縫。

不少砌體結構由于墻體布置不當,構造柱設置不合理,梁墊設計不合理等造成砌體的開裂。

3建筑工程砌體結構裂縫處理與加固措施

在砌體裂縫出現的原因分析清楚以后,則應按裂縫砌體的危害程度采用不同的加固補救措施。本文側重用例子來說明砌體,磚過梁等砌體構件的補強加固方法。

3.1裂縫較細,裂縫數量較少時

當裂縫較細,裂縫數量較少,但裂縫已基本穩定時,可采用灌漿加固方法。對灌漿加固的強度,必要時可做試驗。試驗的方法是,用同樣的材料做兩個或四個試驗體柱。分為兩組,一組用壓力機先壓漿,再灌漿。然后對兩組砌體柱作破壞試驗,進行對比,如灌漿補強的砌體與原砌體強度基本相同,則認為補強合格。根據以往的試驗表明,灌漿加固后的砌體可以達到甚至超過原砌體的強度。

灌漿用的材料有純水泥漿、水泥砂漿、水玻璃砂漿或水泥石灰漿,見表1。當砌體修補中,可用純水泥漿,因純水泥漿的可灌性較好,可順利地貫通外露的孔隙,對于寬度為3mm左右的裂縫可以灌實。若裂縫寬度為大于5mm時,可采用水砂漿。裂縫細小時,可采用壓力灌漿。下面給出一些灌漿材料配合比,可供參考。表中稀漿一欄適用于0.13mm～1mm寬的裂縫;稠漿適用于1mm～5mm的裂縫;砂漿適用于寬度大于5mm的裂縫。

以純水泥漿補強為例,其施工順序為:

步驟一,清理裂縫,使裂的通道貫通無堵塞

步驟二,用加有促凝劑的1:2水泥砂漿嵌縫,以避免灌漿時,漿體外溢;

步驟三,用電鉆或手錘在裂縫偏上端制成灌漿洞孔,或灌漿嘴;

步驟四,用1:10的稀水泥漿沖洗裂縫一遍,并檢查裂縫通道的流通情況,同時將裂縫周邊的砌體潤濕;

步驟五,灌入3:7或2:8的純水泥漿;

步驟六,將裂縫補強處局部養護,見圖1。

施工時用壓力灌漿。其順序與上述相仿,但須增加在嵌縫后,用0.12MPa～0.0125MPa的壓縮孔氣檢查通道泄漏程度,如泄漏太大,應補漏封閉。

對于水平的通長裂縫,可沿裂縫鉆孔,做成銷鍵,以加強兩邊砌體的共同作用。銷鍵直徑25mm,間距250mm～300mm,深度可以比墻厚小20mm～25mm。做完銷鍵后再進行灌漿,灌漿方法同上,見圖2。

3.2裂縫較寬但數量不多時

裂縫較寬但數量不多時,可在裂縫相交的灰縫中,用高標號砂漿和細鋼筋填縫,也可用塊體嵌補法,即在裂縫兩端及中部用鋼筋混凝土楔子或扒鋸加固。楔子或扒鋸可與墻體等厚,或為墻體厚度的1/2或2/3,見圖3。

3.3裂縫較多時

當裂縫較多時,可用局部鋼筋網外抹水泥砂漿予以加固。鋼筋網可用Φ6@100～300(雙向)或Φ4@100～200。用混凝土楔子或膨脹螺栓固定于墻體上,楔子或螺栓間距500mm左右,應梅花型布置。施工前墻體抹灰應刮干凈,抹水泥砂漿前應將砌體潤濕,抹水泥砂漿后應養護至少7d。

3.4因受水平推力,不均勻沉降和溫度變化引起裂縫時

墻體因受水平推力,不均勻沉降,溫度變化引直伸縮等原因而發生外閃,墻體產生較大的裂縫或命名外縱墻與內橫墻拉結不良時,可用鋼筋或型鋼拉桿予以加固。

如采用鋼筋拉桿,宜通長拉結,并沿墻兩邊設置。較長的拉桿中間應加法蘭螺絲,以便擰緊欄桿,拉桿接長時應采用焊接。露在墻外的拉桿或墊板螺帽,可適當作建筑處理。拉桿和墊板都要涂防銹漆。在拉結水平層處,可以增設外圈梁,以增強加固效果。鋼筋的直徑可采用如下:當一開間加一道拉桿時為2Φ16(房屋進深5m～7m),2Φ18(房屋進深8m～10m),2Φ20(房屋進深11m～14m),其相應的墊板尺寸可按表2采用。

3.5墻體開裂比較嚴重時

墻體開裂比較嚴重,為了增加房屋的整體剛性,則可以在房屋墻體一側或兩側增設鋼筋混凝土圈梁。圈梁用的混凝土強度等級為C15～C20,截面至少120mm×180mm,配筋可采用4Φ10～4Φ14,鋼筋Φ6@200～250,每隔1.5m～2.5m(應有牛腿或螺栓)錨固件等伸進墻內與墻拉結好,并承受圈梁自重。澆筑圈梁時應將墻面鑿毛、潤水,以加強粘結。

3.6砌體過梁裂縫

對砌體過梁的裂縫,可采取增設鋼筋2Φ16,填補高強度砂漿(M10以上),或增加鋼筋混凝土過梁的方法。

4結語

綜上所述,由于我國現在正推廣各種新型節能墻體砌塊材料,砌體結構開裂的情況和問題愈來愈多,原因也愈來愈復雜,只有嚴格執行有關砌體規范,從生產、設計,施工,監督等方面層層把關采取合理有效的控制措施,就能有效控制砌塊墻體開裂的質量通病,消除墻體結構質量安全隱患。

參考文獻:

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摘要:本文結合筆者多年建筑工程技術管理工作實踐,對建筑工程普遍存在的砌體結構裂縫產生的原因進行了深入分析,并從其原因入手,對多種不同情況下的建筑砌體結構裂縫的加固處理措施進行了詳細闡述。

關鍵詞:建筑工程;砌體結構;裂縫;加固處理措施