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房屋建筑工程磚砌體裂縫成因分析與防治

     科學研究與工程實踐業已表明,裂縫的存在是材料本身固有的物理特性,任何結構物的裂縫都是不可避免的,房屋建筑工程也是如此。在房屋建筑工程領域,經常會遇到一些結構構件出現裂縫的工程問題。因此,對裂縫進行分析,究其產生的原因,如何采取防范措施、如何進行修復,是很有必要的。


一、因承載力不足產生的裂縫

  由于磚砌體是脆性材料,其抗拉強度較低,因承載力不足而產生的裂縫,很可能是結構破壞的特征。因此,正確認識這類裂縫的形態特征是十分重要的,這類裂縫主要產牛原因有;柱、窗間墻高厚比較人的中心受壓和小偏心受壓;承載大梁的墻局部受壓;軸心受拉或偏心受拉;磚挑檐的豎向剪力:墻柱的大偏心受壓;磚平拱的豎向彎矩:磚過梁的彎矩和剪力共同作用。


二、基礎不均勻引起的裂縫

  (1)正八字形裂縫:建筑物中部的下沉值較大,建筑物形成正向彎曲而造成正八字形裂縫。(2)NA字形裂縫:建筑物中部的下沉值較兩端小,建筑物形成反向彎曲而造成倒八字形裂縫。(3)斜裂縫:建筑物地基局部軟弱,造成局部沉降量過大而出現斜裂縫,相鄰的建筑物間距過小,新建的高層建筑造成原有建筑不均勻沉降。(4)豎向裂縫:底層大窗臺下的豎向裂縫,主要是因為窗間墻下基礎的沉降量大于窗下基礎的沉降量(因為大孔洞削弱墻重),使窗下墻產生反向彎曲變形而開裂。(5)水平裂縫:水平裂縫一般有兩種。①窗間墻上的水平裂縫,一般都在每處窗間墻的上、下兩對角處成對出現,沉降量大的一邊裂縫在下,沉降量小的一邊裂縫存上;②水平裂縫發生在地基局部塌陷處,這種裂縫較少見。


三、溫度變化引發的磚砌體裂縫

  1.溫度裂縫形成的機理簡析

  外界溫度變化使組成房屋建筑的結構構件產生脹縮變形,當這種變形受到其他構件的約束時,就會在構件內部或相互約束的不同材料構件之間產生應力(主要為拉應力和剪應力),當應力超過構件材料的強度極限時,就產生了溫度裂縫。

  在使用兩種不同材料的屋面板與墻體之間,線膨脹系數a差異較大,通常混凝土屋面板的線膨脹系數a1=10×10-6,砌體的線膨脹系數a2=5×10-6.當兩者以相同的溫差升降時。由于線脹系數不同,在接觸面上將產生相對位移,而這位移受到限制,則產生剪應力。由于屋面受到陽光的直射,通常屋面板的溫度總是高于墻體的溫度變化,使得這種剪應力更大。當膨脹產生的應力大于砌體的抗拉強度tmax>ftk時墻體就產生斜向溫度裂縫。當溫度應力超過墻體的抗剪強度tmax>fv時墻體就產生水平溫度裂縫。由于應力集中的原因,就在門窗洞口四角產生豎向及斜向裂縫。而樓板的斜裂縫主要由于縱橫雙向框架梁受熱膨脹產生推力作用于端角樓板上,超過混凝土的抗拉能力,產生了斜裂縫。

  2.房屋建筑工程出現溫度裂縫的修復

  在發現溫度裂縫時,不要急于修復,應觀察到裂縫穩定后,根據具體情況采取措施,若發現屋面保溫層末達到熱工要求和標準時,首先應重新改做屋面保溫隔熱層,以防止裂縫繼續活動。鑒定裂縫的穩定方法是在裂縫內嵌抹水泥漿或貼玻璃紙,經過一段時間的觀察判斷確定。對裂縫的處理須從建筑的美觀、強度、耐久、使用功能等方面并充分考慮到裂縫形成的機理,從根本上加以治理。大致有:①裂縫細小,對房屋正常使用影響不大,可暫不處理;②裂縫雖細小,但已造成墻面、屋面、樓面的滲水,或對鋼筋混凝土內的鋼筋保護的需要,可采用嵌補密封或壓力灌漿進行處理;③對于裂縫較大、較多又貫穿墻體,不僅影響美觀和正常使用,還對房屋的剛度和抗震性能有較大的影響。


四、砌體材料本身產生的裂縫

  如混凝土小型空心砌塊、灰砂磚等的砌體,前者致裂的主要原因是豎縫砂漿難以飽滿以及特殊的構造要求未能跟上。后者一般使用溫州地區蒸壓灰砂磚,由于其本身對溫差敏感、表面光滑等特殊性,雖然外觀、尺寸指標均較好,但在實際使用中對嚴格的灰砂磚砌體施工規程不熟悉,缺少使用經驗,導致除存在粘土磚常見裂縫外,還常見在較長墻段中及外墻窗臺下的豎斜裂縫。其機理可以認為:①剛出廠的灰砂磚穩定性差。灰砂磚主要由細砂和石灰組成,蒸壓養護后,一般不到一周即已出廠,但根據生產經驗,灰砂磚在出廠的一月內其釋放的熱量較大,存在著反復的化學反應過程,而且實際上一時難以完全反應,因此,體積極不穩定。②對含水率有苛刻的要求,據有關試驗資料和使用經驗表明,含水率控制在7%~10%之間砌體可獲得較好的粘結力和抗剪強度,否則影響明顯。③磚體表面太光滑,粘結性能差,特別是當含水率不當致使砌體砂漿強度低劣粘結不良后,直接地導致了在縫間抗拉剪強度低下。預防的主要方法:①確保使用前的穩定期;②嚴格控制含水率;③嚴格按溫州地區有關灰砂磚操作規程和構造要求施工;④改善磚面造型。如能切實落實這四類措施,在目前大力推廣使用墻改材料的今天,灰砂磚還是有廣泛的生產和應用潛力的。


五、其它裂縫

  這些裂縫包括:混凝土構件變形導致的砌體裂縫,如當挑梁上填充墻、梁相繼同步施工致使撓度過大,其上砌體產生內低外高斜裂及與外縱墻之間的豎縫等;砌體本身承載力不足如磚柱承載不足時在下部1/3高度處出現的豎縫;砌體構造要求不良如施工洞留置和拉結筋放置不當造成的洞邊縫;施工質量差造成的縫,如砌體通縫,灰縫砂漿不飽滿,含水率掌握不當,腳手眼設置不當,組砌不當等。這些裂縫形態各異,必須對癥防治。


六、總結

  綜上分析,房屋建筑工程中的溫度裂縫問題必須從設計、施工、使用等各個階段全面綜合的分析,以便針對性地采取預防、修復措施。只要有足夠的重視了,方法得當,溫度裂縫的發生的幾率、嚴重性、造成的影響和損失均能降低到理想的水平。治理的原則:凡已涉及結構安全且變化劇烈的,應當機立斷,迅速采取相應對策,排除動力源,加固補強或作拆除返工處理;反之,如變化趨緩、穩定、僅與外觀和評定有關、修復后不影響使用,則重點放在表面處理上。

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