试论房屋施工中遇到的裂缝及处理方法
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摘要:本文主要针对房屋建筑物砌体上产生裂缝问题进行探讨,讨论了基础不均匀沉降、温度变化造成的相关裂缝特征、原因分析和控制方案,对于今后我国建筑施工裂缝控制具有一定帮助。
关键词:房屋施工,裂缝处理,地基不均匀,温度
房屋建筑物砌体上产生裂缝后,会影响建筑物的美观,有的还会造成建筑物的渗漏等病害,对建筑物的强度、刚度、稳定性和整体性,都会受到不同程度的削弱,有的砌体裂缝还会造成房屋的倒塌事故。因此,在许多住户、使用单位、甚至有些房建职工眼里,往往把裂缝作为危险的征兆,产生恐惧感,一经发现,就要求技术人员去作鉴定、下结论,无论其产生的原因如何,要求停止使用或拆除重建。在多年从事房屋的施工和管理中,所接触到的裂缝表现形式多种多样,产生的具体原因也较复杂,但经分析,归纳其基本原因,往往是基础不均匀沉降、温度变化造成的[1,2]。
1基础不均匀沉降而引发的裂缝
房建设备均分布在二级或二级以上的阶地,常会在软土、填土、山坡、旧河道以及各种不均匀的地基上建造建筑物,地基的不均匀引发裂缝,或者所处地基虽然均匀,但同一类建筑物本身的差异而造成荷载差别过大,也有可能会因基础不均匀沉降而引发裂缝。
房屋建筑物地基基础的不均匀沉降,使墙体内产生附加应力。当墙体内应力超过砌体的极限强度时,首先在墙体的薄弱处出现沉降裂缝,并将随不均匀沉降量的增大而不断扩大。我们在设计和施工中不注意到这一特点,往往造成建筑物产生裂缝。
1.1裂缝产生的特征和类型
由于多层房屋的刚度较大、荷载也较大,地基土中的内力变化小于上部结构传递给它的压力时,地基的膨胀力得不到发挥,因而由于基础的不均匀沉降引发的裂缝很少在四层及以上的房屋上出现,一般在房屋刚度较小的三层及三层以下的房屋中产生,如2008年统计的“倒塌危险房屋件名表”中待鉴定的23栋房屋,均属三层以下砖混、砖木结构房屋。以斜向和竖向裂缝较多,大多数情况下,斜裂缝通过窗口的两对角,在紧靠窗口处缝宽较大,向两边和上下逐渐缩小,其走向往往是由沉降量小的一边逐渐向上发展。
1.2 原因分析
由于场地工程地质条件复杂,土层常常与坡向一致成层。建房时往往要挖填方,造成地基土的不均匀,自然地貌和植被条件遭到破坏,地基土中含水量差异增大,因而造成建筑物的地基承载力差异过大,临坡面墙体变形比坡后墙体变形太,房屋的变形除了竖向下沉变形外,还有水平向外的位移。墙体的竖向裂缝是由于墙的两端沉降量较大,基底中部的土压力大于两端土压力。中间沉降量较小,因而产生负弯矩,结构中上部受拉,端部受剪,反向的弯曲使墙体上端形成受拉而破坏。
1.3 控制裂缝的方案
要防止因基础不均匀沉降而产生的裂缝出现,首先要求工程技术人员在设计时须掌握准确的地质资料,对建筑物的选址要尽量避开河道、山地土质不均匀的地带,如回避不了,需采用合理的基础方案,做到因地基承载力的不同在基础处理上作相应变动。要合理地设置沉降缝,我认为宜在下列几种情况下考虑沉降缝的设置:
①地基土中土质压缩性有明显的差异,应在分界处设置沉降缝;
②当建筑物高低差别较大,或由于其他原因,地基所承受的荷载差别较大时,应在荷载变化处设置沉降缝;
③同一建筑物的地基处理方案不同时,在地基处理方法不同的部位设置沉降缝。
2 温度变化产生的裂缝
2.1 裂缝产生的特征和类型
近十几年来,多层砖混结构的建筑物大量被使用。由于砖砌体的线膨胀系数和混凝土的线膨胀系数不同,这类房屋或多或少地出现了斜裂缝或水平缝。据统计,在南宁市某住宅小区中,有此类裂缝的房屋,占同类房屋的43.9%。
裂缝一般分布在顶层纵墙两端的1~2个开间内,有时可能发展至房屋长度的1/3左右,裂缝由两端向中间逐渐升高,成对称形。
2.2 裂缝原因分析
据分析,砖混结构建筑物顶层产生裂缝的主要原因有2个:
①温度变化的影响。因为此类房屋主要是采用钢筋混凝土梁、板和刚性防水层作屋面处理,而墙体是采用砖砌体。因此,在相同温差下,二者的膨胀伸缩不一,何况屋面比墙体的温差变化要大,由于伸缩量的不一致,加上砖墙顶面与混凝土结合部受砌筑砂浆粘结力的制约,使墙体受剪受拉,产生剪应力和拉应力.当砖墙的拉应力小于混凝土因温度变形所产生的拉应力时,则砖砌体产生斜裂缝。.
砖墙上的正“八”字形裂缝,是张力作用造成的,当墙体上下边沿所受拉力q1与q2不等时,墙顶部受偏心拉力,形成偏心弯矩,产生了竖向应力,当组合而成的应力超过允许强度时,就形成正“八”字形,倒“八”字形是冷缩作用造成的,因应力作用相反,因而形成的裂缝成倒“八”字形。当墙体顶部的水平抗剪强度小于剪应力和主控应力时,则会产生水平裂缝。
②建筑材料和施工质量的影响。在顶层砖砌体中往往采用MU7.5机制砖和M5.0砌筑砂浆,本身强度就不高,而有些施工单位往往在顶层砖墙砌筑时,随意降低砖和砂浆的标号,不按规范接槎,加上砌筑质量得不到保证,更加速了墙体裂缝的扩展。
2.3 控制裂缝的方案
从以上分析得知,产生温度裂缝的原因是多方面的,因此控制裂缝要从设计、施工和材质方面努力才行。
①钢筋混凝土屋面加设通风隔热层,这是减少和稳定砌体温度裂缝的较好措施之一,如某食堂,在发现水平裂缝后,找出了致裂的主要原因,加设了隔热层,经历一个夏季后,第二年进行检查,裂缝未有扩展,已趋于稳定状态。
②顶层墙体均设置钢筋混凝土圈梁,以增加结构的整体性。
③屋面设置柔性分格缝,缝内嵌填柔性防水材料,使板的两端自由伸缩,减少顶板与墙体间的约束作用。
④增强局部抗裂性,可在易裂部位,提高砌块和砂浆的标号,或加设部分补强钢筋。
⑤切实保证施工质量,施工人员要严格执行施工规范和操作规程,砌材在砌筑前要充分润湿,做好内外墙接槎,不留直槎,提高砌体砂浆的饱满度,保证砖和砂浆达到设计标号。
⑥温度裂缝一般属于稳定性裂缝,一旦出现,能量得到释放,残留变形不大,对结构的稳定和安全影响不太,经过一个春、夏、秋、冬,自然便会稳定,到时,适当作些修补便可正常使用。
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