探析砌體結構裂縫原因及防治措施

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探析砌體結構裂縫原因及防治措施
摘要:近年來大量的多層建築採用磚混結構,由於各種不同的原因,常使磚砌體產生各種形式的裂縫,影響觀感和使用,甚至危及房屋的結構安全。因此,正確分析原因、切實加以防治十分必要,十分迫切。

關鍵詞:建築物;磚砌體裂縫;原因;防治措施

1. 前言建築磚砌體裂縫不僅種類繁多,形態各異,而且較普遍,輕微者影響建築物美觀,造成滲漏水,嚴重者降低建築結構的承載力、剛度、穩定和整體性、耐久性,甚至還會導致整體倒塌的重大質量事故。因此,分析產生裂縫的原因並做好預防措施,是建築工程技術人員的一項重要任務。下面就幾種常見裂縫的形式、產生原因和採取的防治措施作些介紹。
2. 產生裂縫的原因
2.1溫差變形引發的磚砌體裂縫。這類裂縫較典型和普遍的是建築物頂層兩端內外縱牆上的斜裂縫,其形狀呈“八”字型或“X”型,且呈對稱性,但有時僅一端有,輕微者僅在兩端1~2個開間內出現,嚴重者會發展至房屋兩端1/2縱長範圍內,並由頂層向下幾層發展。此類型縫對那種剛性屋面平屋頂、未設變形縫和隔熱層的房屋,更易發生。產生的直接原因是混凝土結構屋面變形大,下部牆體變形小,牆體受剪、受拉的結果。具體的機理可認爲是:在陽光照射下(特別是南方地區)屋面板溫度可高達60~70攝氏度,而在其下的磚砌體僅爲30~35攝氏度,如此大的溫差,加上混凝土膨脹係數比磚砌體近似大一倍,則根據王鐵夢《工程結構裂縫控制》一書中提出的計算理論和公式,可計算出砌體中的主拉應力。設有一平屋頂建築,頂板厚80mm,磚牆厚370mm,兩縱牆的間距爲6m,建築物總長60m;則可以計算出沿灰縫截面破壞時的最大主拉應力爲0.55MPa,而磚砌體本身的抗拉強度僅爲0.25MPa,則溫差引起的砌體主拉應力大於砌體本身抵抗力的2.2倍。由此可知牆體的主拉應力與溫差成正比。當屋面向兩端熱脹時,致使下部砌體出現正“八”字縫,當冷縮時,就出現倒“八”字縫,一脹一縮則易出現“X”字縫。同理,溫差裂縫尚有屋面板底部附近或頂層圈樑附近,出現沿外牆頂部的縱向水平裂縫和包角裂縫,沿窗上下角水平裂縫,女兒牆根部水平裂縫等等。對於屋面板底部附近或頂層圈樑附近,出現沿外牆頂部的縱向水平裂縫和包角裂縫,原因是屋面板或圈樑的伸縮比下部牆體的伸縮大,從而產生的推、拉力所致;包角裂縫實際上是水平裂縫的一種形式,是外橫牆和縱牆的水平裂縫連接起來形成的'。有時,外縱牆的水平裂縫也會出現在頂層的窗臺水平處。窗上角水平裂縫,原因是窗上過樑的溫差變形和收縮在樑端達到最大值,而砌體在這些部位卻沒有適應樑端部變位的餘地,變形達到一定數值後,引起局部承拉而開裂。女兒牆根部水平裂縫,原因是屋面板在高溫下的溫度變形比女兒牆的溫度變形大,所以屋面板膨脹變形推擠女兒牆,使女兒牆根部的砌體外移或女兒牆外傾形成水平裂縫。
2.2基礎不均勻沉降引起的裂縫。磚混結構房屋牆體開裂的另一個主要原因是建築物基礎不均勻沉降引起的裂縫。當基礎不均勻沉降時,建築物局部產生不規則變形,基礎不足以調整因沉降差而產生應力時,便會使磚砌體的薄弱部位產生不同程度的拉應力和剪應力,當砌體的抗拉、抗剪強度不足以抵抗變形應力時,牆體便會產生裂逢。基礎不均勻沉降引起的裂縫一般在建築物下部,由下往上發展,呈“八”字型、倒“八”字型、水平及豎向裂縫。當長條形的建築物中部沉降過大,則在房屋兩端由下往上形成正“八”字裂縫,且首先在窗對角突破,往上逐漸減輕;反之,當兩端沉降過大,則在房屋兩端由上往下形成倒“八”字裂縫,也首先在窗對角突破,向下逐漸減輕,還可在底層中部窗臺處突破形成由上至下豎向裂縫;當某一端下沉過大時,則在某端形成沉降端高的斜裂縫。引起基礎不均勻沉降的原因主要有如下幾點:(1)房屋建於土質差別較大的地基上;(2)建築物基礎深淺差別較大;(3)相鄰建築物的高度、荷重、結構剛度差別較大,基礎處理不當造成不均勻沉降;(4)建於軟弱土質上,如在淤泥、淤泥質土、雜填土上,即使上部結構均勻,但由於壓縮模量較小,強度較低,變形較大,因荷載差異也會引起不均勻沉降;(5)地基含水量變化不正常。因周圍環境某些變化,使建築物場地地下水位升高,或上下管道滲漏,地表水滲入建築地基,長期浸泡,土質軟化甚至沖刷掏空,導致不均勻沉降;(6)建築物使用不當。隨意改變房屋用途,增大荷載,在室內地面堆放超設計要求的大面積荷載,使地基附加應力劇增,導致建築物不均勻沉降,牆體開裂。(7)建築物平面形狀複雜,立面變化過大,長度過大且不設沉降縫等,也會產生不均勻沉降。