砌體結(jié)構(gòu)裂縫的產(chǎn)生與控制

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摘要：通過(guò)多年在施工現(xiàn)場(chǎng)的觀(guān)察，查閱有關(guān)砌體方面的專(zhuān)著，發(fā)現(xiàn)在建筑工程施工中砌體產(chǎn)生裂縫有很多原因。砌體裂縫的產(chǎn)生若不加以預(yù)防并采取措施控制，它的進(jìn)一步發(fā)展延伸將會(huì)導(dǎo)致結(jié)構(gòu)的承載力降低及減少耐久使用年限，甚至?xí)o人民生命的安全及財(cái)產(chǎn)造成損失。本文在簡(jiǎn)要總結(jié)分析砌體裂縫的性質(zhì)、裂縫控制原則和措施的基礎(chǔ)上，有針對(duì)性的提出了砌體結(jié)構(gòu)裂縫的原因及如何相應(yīng)采取措施加以控制。

  關(guān)鍵詞：砌體結(jié)構(gòu)裂縫性質(zhì)裂縫控制   1裂縫的性質(zhì)   引起砌體結(jié)構(gòu)墻體裂縫的因素很多，既有地基、溫度、干縮，也有設(shè)計(jì)上的疏忽、施工質(zhì)量、材料不合格及缺乏經(jīng)驗(yàn)等。而最為常見(jiàn)的裂縫有兩大類(lèi)，一是溫度裂縫，二是干燥收縮裂縫。   1.1溫度裂縫溫度的變化會(huì)引起材料的熱脹、冷縮，當(dāng)約束條件下溫度變形引起的溫度應(yīng)力足夠大時(shí)，墻體就會(huì)產(chǎn)生溫度裂縫。最常見(jiàn)的裂縫是在砼平屋蓋房屋頂層兩端的墻體上，如在門(mén)窗洞邊的正八字斜裂縫，平屋頂下或屋頂圈梁下沿磚(塊)灰縫的水平裂縫等。導(dǎo)致平屋頂溫度裂縫的原因，是頂板的溫度比其下的墻體高得多，而砼頂板的線(xiàn)脹系數(shù)又比磚砌體大得多，故頂板和墻體間的變形差，在墻體中產(chǎn)生很大的拉力和剪力。剪應(yīng)力在墻體內(nèi)的分布為兩端大，中間小，頂層大，下部小。溫度裂縫是造成墻體早期裂縫的主要原因。這些裂縫一般經(jīng)過(guò)一個(gè)冬夏之后才逐漸穩(wěn)定，不再繼續(xù)發(fā)展。   1.2干縮裂縫燒結(jié)粘土磚，其干縮變形很小，且變形完成比較快。只要不使用新出窯的磚，一般不要考慮砌體本身的干縮變形引起的附加應(yīng)力。但對(duì)這類(lèi)砌體在潮濕情況下會(huì)產(chǎn)生較大的濕脹，而且這種濕脹是不可逆的變形。對(duì)于砌塊等砌體，隨著含水量的降低，材料會(huì)產(chǎn)生較大的干縮變形。如砼砌塊的干縮率為0.3～0.45mm/m，它相當(dāng)于25～40℃的溫度變形，可見(jiàn)干縮變形的影響很大。輕骨料塊體砌體的干縮變形更大。干縮變形的特征是早期發(fā)展比較快，如砌塊出窯后放置28d能完成50％左右的干縮變形，以后逐步變慢，幾年后材料才能停止干縮。但是干縮后的材料受濕后仍會(huì)發(fā)生膨脹，脫水后材料會(huì)再次發(fā)生干縮變形，但其干縮率有所減小，約為第一次的80％左右。這類(lèi)干縮變形引起的裂縫在建筑上分布廣、數(shù)量多、裂縫的程度也比較嚴(yán)重。如房屋內(nèi)外縱墻中間對(duì)稱(chēng)分布的倒八字裂縫；在建筑底部一至二層窗臺(tái)邊出現(xiàn)的斜裂縫或豎向裂縫；在大片墻面上出現(xiàn)的底部重、上部較輕的豎向裂縫。另外不同材料和構(gòu)件的差異變形也會(huì)導(dǎo)致墻體開(kāi)裂。如樓板錯(cuò)層處或高低層連接處常出現(xiàn)的裂縫，框架填充墻或柱間墻因不同材料的差異變形出現(xiàn)的裂縫。   2裂縫的危害和防裂的迫切性   砌體屬于脆性材料，裂縫的存在降低了墻體的質(zhì)量，如整體性、耐久性和抗震性能，同時(shí)墻體的裂縫給居住者在感觀(guān)上和心理上造成不良影響。它已成為住戶(hù)評(píng)判建筑物安全的一個(gè)非常直觀(guān)、敏感和首要的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)。因此加強(qiáng)砌體結(jié)構(gòu)，已成為國(guó)家行政主管部門(mén)、建筑公司及房屋開(kāi)發(fā)商共同關(guān)注的課題。   3現(xiàn)有產(chǎn)生裂縫的原因   3.1設(shè)計(jì)者重視強(qiáng)度設(shè)計(jì)而忽略抗裂構(gòu)造措施設(shè)計(jì)者一般認(rèn)為多層砌體房屋比較簡(jiǎn)單，在強(qiáng)度方面作必要的計(jì)算后，針對(duì)構(gòu)造措施，引用標(biāo)準(zhǔn)圖集，很少單獨(dú)提出有關(guān)防裂要求和措施。   3.2我國(guó)《砌體規(guī)范》抗裂措施的局限性我認(rèn)為這是最為重要的原因。《砌體規(guī)范》GBJ3－88的抗裂措施主要有兩條，一是第5.3.1條：對(duì)鋼筋砼屋蓋的溫度變化和砌體的干縮變形引起的墻體開(kāi)裂，可采取設(shè)置保溫層或隔熱層；采用有檁屋蓋或瓦材屋蓋；控制硅酸鹽磚和砌塊出廠(chǎng)到砌筑的時(shí)間和防止雨淋。二是第5.3.2條：防止房屋在正常使用條件下，由溫差和墻體干縮引起的墻體豎向裂縫，應(yīng)在墻體中設(shè)置伸縮縫。   由此可見(jiàn)，《砌體規(guī)范》的抗裂措施，如溫度區(qū)段限值，主要是針對(duì)干縮小、塊體小的粘土磚砌體結(jié)構(gòu)的，而對(duì)干縮大、塊體尺寸比粘土磚大得多的砼砌塊和硅酸鹽砌體房屋，基本是不適用的。因?yàn)槿绻凑枕牌鰤K、硅酸鹽塊體砌體的干縮率0.2～0.4mm/m，無(wú)筋砌體的溫度區(qū)段不能越過(guò)10m；對(duì)配筋砌體也不能大于30m。在這方面，國(guó)外已有比較成熟的預(yù)防和控制墻體開(kāi)裂的經(jīng)驗(yàn)，值得借鑒：一是在較長(zhǎng)的墻上設(shè)置控制縫，這種控制縫和我國(guó)的雙墻伸縮縫不同，而是在單墻上設(shè)置的縫。該縫的構(gòu)造既能允許建筑物墻體的伸縮變形，又能隔聲和防風(fēng)雨，當(dāng)需要承受平面外水平力時(shí)，可通過(guò)設(shè)置附加鋼筋達(dá)到。這種控制縫的間距要比我國(guó)規(guī)范的伸縮縫區(qū)段小得多。二是在砌體中根據(jù)材料的干縮性能，配置一定數(shù)量的抗裂鋼筋，其配筋率各國(guó)不盡相同，從0.03％～0.2％或?qū)⑵鲶w設(shè)計(jì)成配筋砌體，如美國(guó)配筋砌體的最小含鋼率為0.07％，該配筋率又抗裂，又能保證砌體具有一定的延性。   4防止墻體開(kāi)裂的具體構(gòu)造措施建議   4.1防止混凝土屋蓋的溫度變化與砌體的干縮變形引起的墻體開(kāi)裂，宜采取下列措施：   4.1.1屋蓋上設(shè)置保溫層或隔熱層；   4.1.2在屋蓋的適當(dāng)部位設(shè)置控制縫，控制縫的間距不大于30m；   4.1.3當(dāng)采用現(xiàn)澆混凝土挑檐的長(zhǎng)度大于12m時(shí)，宜設(shè)置分隔縫，分隔縫的寬度不應(yīng)小于20mm，縫內(nèi)用彈性油膏嵌縫；   4.1.4建筑物溫度伸縮縫的間距除應(yīng)滿(mǎn)足《砌體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》BGJ3－88第5.3.2條的規(guī)定外，宜在建筑物墻體的適當(dāng)部位設(shè)置控制縫，控制縫的間距不宜大于30m。   4.2防止主要由墻體材料的干縮引起的裂縫可采用下列措施之一   4.2.1設(shè)置控制縫①控制縫的設(shè)置位置a在墻的高度突然變化處設(shè)置豎向控制縫；b在墻的厚度突然變化處設(shè)置豎向控制縫；c在不大于離相交墻或轉(zhuǎn)角墻允許接縫距離之半設(shè)置豎向控制縫；d在門(mén)、窗洞口的一側(cè)或兩側(cè)設(shè)置豎向控制縫；e豎向控制縫，對(duì)3層以下的房屋，應(yīng)沿房屋墻體的全高設(shè)置；對(duì)大于3層的房屋，可僅在建筑物1－2層和頂層墻體的上述位置設(shè)置；f控制縫在樓、屋蓋處可不貫通，但在該部位宜作成假縫，以控制可預(yù)料的裂縫；g控制縫作成隱式，與墻體的灰縫相一致，控制縫的寬度不大于12mm，控制縫內(nèi)應(yīng)用彈性密封材料，如聚硫化物、聚氨脂或硅樹(shù)脂等填縫。②控制縫的間距a對(duì)有規(guī)則洞口外墻不大于6mm；b對(duì)無(wú)洞墻體不大于8m及墻高的3倍；c在轉(zhuǎn)角部位，控制縫至墻轉(zhuǎn)角的距離不大于4.5m。   4.2.2設(shè)置灰縫鋼筋①在墻洞口上、下的第一道和第二道灰縫，鋼筋伸入洞口每側(cè)長(zhǎng)度不應(yīng)小于600mm；②在樓蓋標(biāo)高以上，屋蓋標(biāo)高以下的第二或第三道灰縫，和靠近墻頂?shù)牟课?；③灰縫鋼筋的間距不大于600mm；④灰縫鋼筋距樓、屋蓋混凝土圈梁或配筋帶的距離不小于600mm；⑤灰縫鋼筋宜采用小螺紋鋼筋焊接網(wǎng)片，網(wǎng)片的縱向鋼筋不小于25，橫筋間距不宜大于200mm；⑥對(duì)均勻配筋時(shí)含鋼率不少于0.05％；局部截面配筋，如底、頂層窗洞上下不小于38；⑦灰縫鋼筋宜通長(zhǎng)設(shè)置，當(dāng)不便通長(zhǎng)設(shè)置時(shí)，允許搭接，搭接長(zhǎng)度不應(yīng)小于300mm；⑧灰縫鋼筋兩端應(yīng)錨人相交墻或轉(zhuǎn)角墻中，錨固長(zhǎng)度不應(yīng)小于300mm；⑨灰縫鋼筋應(yīng)埋人砂漿中，灰縫鋼筋砂漿保護(hù)層，上下不小于3mm，外側(cè)小于15mm，灰縫鋼筋宜進(jìn)行防腐處理；⑩當(dāng)利用灰縫鋼筋作砌體抗剪鋼筋時(shí)，其配筋量應(yīng)按計(jì)算確定，其搭接和錨固長(zhǎng)度尚不應(yīng)小于75d和300mm；不配筋的外葉墻應(yīng)設(shè)控制縫，控制縫間距不宜大于6m；設(shè)置灰縫鋼筋的房屋的控制縫的間距不宜大于30m。   4.2.3在建筑物墻體中設(shè)置配筋帶①在樓蓋處和屋蓋處；②墻體的頂部；③窗臺(tái)的下部；④配筋帶的間距不應(yīng)大于2400mm，也不宜小于800mm；⑤配筋帶的鋼筋，對(duì)190mm厚墻，不應(yīng)小于2Φ12，對(duì)250～300mm厚墻不應(yīng)小于2Φ16，當(dāng)配筋帶作為過(guò)梁時(shí)，其配筋應(yīng)按計(jì)算確定；⑥配筋帶鋼筋宜通長(zhǎng)設(shè)置，當(dāng)不能通長(zhǎng)設(shè)置時(shí)，允許搭接，搭接長(zhǎng)度不應(yīng)小于45d和600mm；⑦配筋帶鋼筋應(yīng)彎入轉(zhuǎn)角墻處錨固，錨固長(zhǎng)度不應(yīng)小于35d和400mm；⑧當(dāng)鋼筋帶僅用于控制墻體裂縫時(shí)，宜在控制縫處斷開(kāi)，當(dāng)設(shè)計(jì)考慮需要通過(guò)控制縫時(shí)，宜在該處的配筋帶表面作成虛縫，以控制可預(yù)料的裂縫位置；⑨對(duì)地震設(shè)防裂度≥7度的地區(qū)，配筋帶的截面不應(yīng)小于190mm×200mm，配筋不應(yīng)小于410；⑩設(shè)置配筋帶的房屋的控制縫的間距不宜大于30m；   4.3　也可根據(jù)建筑物的具體情況，如場(chǎng)地土及地震設(shè)防裂度、基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)布置型式、建筑物平面、外形等，綜合采用上述抗裂措施。