建筑工程中砌体裂缝的探讨。
本文以建筑工程中的砌体裂缝为主要分析对象,分别阐述了温度变形和收缩变形引起的两类裂缝。通过深入分析,才能真正了解各类裂缝产生的原因,从而在今后的施工过程中采取有效的预防措施。
砌块建筑完成后,在使用过程中由于各种原因,墙体可能会出现各种裂缝。但一般来说,墙体裂缝基本可以分为两类:受力裂缝和非受力裂缝。墙体在各种荷载的直接作用下产生的相应裂缝称为应力裂缝。因砌体收缩、温湿度变化和地基不均匀沉降而产生的裂缝,属于非应力裂缝,也称变形裂缝。在这方面,为了让我们对非应力裂缝有更多的了解,本文将重点研究由温度和收缩变形引起的两类墙体裂缝。
1非受力墙体裂缝原因
1.1温度变形引起的裂缝
多层砌块房屋的顶层墙体最容易出现温度裂缝,就像砖砌体房屋一样。虽然混凝土砌体墙的线膨胀系数与带顶盖的混凝土板的线膨胀系数没有区别,但在夏季的阳光照射下,两者之间仍存在一定的温差。夏季,在阳光照射下,屋面表面最高温度可达40℃ ~ 50℃,而顶部外墙平均最高温度约为30℃ ~ 35℃。屋顶与顶部外墙之间存在10℃ ~ 15℃的温差。在寒冷地区,在屋顶的结构层上依次设置气体屏障、保温层、找平层和防水层。屋面结构有保温层保护,应减小其与外墙的温差。但保温层可能不够厚,或者防水层渗漏,保温层被浸湿,降低了保温效果。此时,两者的温差仍可能导致墙体开裂。
在实际工程中,我们发现仅保温层上的水泥砂浆找平层(20mm厚,实际施工中往往超厚)的膨胀收缩变形也能推动外墙开裂。因为根据现有的建筑结构形状节点图,砂浆找平层已经铺到女儿墙根部,不仅保持开口不留缝隙,而且边缘增厚,堆成三角形(方便泛水)。找平层虽然薄,但在平面内还是有相当的刚度,上面的卷材防水层也没有隔热效果。夏天在阳光直射下,找平层膨胀收缩,导致墙面开裂,也不足为奇。顶盖与外墙存在一定的温差,导致温度变形不协调,墙体出现裂缝。当外界温度升高时,混凝土屋面变形较大,墙体变形相对较小,使屋面受压,墙体拉剪。房屋顶层两端受力最大,往往沿窗户对角线方向呈现八字形裂缝,顶盖标高处墙体也会出现水平裂缝(顶盖推外墙),有女儿墙时,女儿墙会开裂或向外倾斜。
这种温度裂缝具有明显的规律性:两端重于中间,顶层轻于底层,正侧重于负侧。由于顶盖的温度热胀冷缩,与外部纵墙相连的顶部横墙也会开裂,一般位于温室下方,靠近外墙。顶层墙体的裂缝形状与圈梁的设置方法有明显的关系,但仅靠圈梁的设置并不能防止墙体开裂。当屋面板直接铺设在顶部圈梁上时,当屋面板与圈梁结合良好时,圈梁下仍可能出现斜裂缝。如果结合不好,可能会出现水平裂缝。
收缩变形引起的裂缝1.2
粘土砖是烧结的,成品收缩量极小,砖砌体房屋的收缩量一般可以忽略。
小型空心砌块是由混凝土混合料通过浇注和振捣制成的。混凝土在硬化过程中逐渐失水干涸,其干缩随材料和成型质量而异,随时间逐渐减小。以普通混凝土砌块为例,在自然养护条件下,成型28天后收缩趋于稳定,其干缩率为0.03% ~ 0.035%,含水量约为50% ~ 60%。砌体建成后,在正常使用条件下,含水率持续降低,达到10%左右,其干缩率为0.065438+。
对于干燥收缩已经稳定的普通混凝土砌块砌体,如果再次浸泡,就会再次干燥,通常称为二次干燥收缩。普通混凝土砌块饱水后的第二次干缩,其稳定时间比成型硬化过程中的第一次干缩时间短,一般约为15d。第二次收缩的收缩率约为第一次收缩的80%。墙体上的砌块干缩导致砌体干缩,砌体内部产生一定的收缩应力。当砌体的抗拉和抗剪强度不足以抵抗收缩应力时,就会产生裂缝。砌块干缩引起的墙体裂缝在小型砌块房屋中很常见。它可能出现在内外墙和房子的所有地板上。收缩裂缝有几种类型,一是墙体中间的台阶状裂缝,二是环块周围灰缝的裂缝,三是外墙的竖向均匀裂缝,四是山墙等大型墙体由于收缩产生的纵横向裂缝。收缩裂缝一般表现在低层,这是由于基础和横墙对墙体收缩变形的约束。有的砌块房在山墙中间有从底层延伸到三四层的竖向裂缝。
由于砌筑砂浆强度等级不高,灰缝不饱满,干燥收缩产生的裂缝往往呈丝状,分散在灰缝中,在干墙抹灰时不易发现,有抹灰时就会显露出来。干缩引起的裂缝宽度不大,裂缝宽度比较均匀。砌块上墙的时候,含水率比较高。一段时间后,砌体含水率降低,可能出现干缩裂缝。即使已完成的砌体没有收缩裂缝,当砌块由于某种原因再次被水浸泡时,发生二次收缩,砌体仍可能出现裂缝。
2无应力防裂措施
砌块房屋温度收缩裂缝的产生涉及到砌块生产、建筑设计、施工质量等诸多方面。因此,应从各方面、多环节采取措施,防止裂缝的产生。在建筑设计方面,除遵循《混凝土小型空心砌块建筑技术规程》( JGJ/T12004)中防止墙体裂缝的主要措施外,还可根据实际情况采取以下措施来防止砌块房屋的变形和裂缝:
鉴于混凝土砌块砌体的线膨胀系数是砖砌体的两倍,砖砌体建筑的温度伸缩缝最大间距应小于砖砌体建筑。《砌体结构设计规范》修订组拟定了一个修改方案,即规范中伸缩缝的最大间距乘以0.75,被采用。比如砖砌体间距50m,而砖砌体建筑伸缩缝间距约37m,部分地区计划改为35m,因为正好相当于住宅楼两个单元的长度,处理起来更方便。
温差引起的裂缝主要在建筑顶层。前面的温度应力计算表明,即使砂浆强度很高,也难以抵抗温差引起的拉应力和剪应力。因此,最好考虑减小温差的措施,采取“阻”与“放”相结合的策略。需要增加屋面的保温性能,防止屋面渗漏,这样也可以达到减小屋面结构层间温差的目的。增加顶层圈梁的平面布置密度,加强顶层内外纵墙端门窗洞口周围的抗力(门窗洞口设置钢筋混凝土芯柱,设置钢筋混凝土窗台梁)。底线:使用钢筋抵抗温度应力。在顶板支承板的适当位置设置滑动轴承是一种有效的措施。但要考虑抗震结构的允许范围。比如做成允许微动而不滑脱的结构,滑动支座纵横交错,或者只设置两端带屋面板的滑动房屋,削弱屋面板与圈梁的连接,等等。
改变屋面结构设计图的做法,将砂浆找平层与周围女儿墙断开,留一个滑槽,用软质防水材料填充。找平层本身应分成4m×6m的块。这种措施并不影响房屋的使用功能,但至少可以减轻顶层温度变形的危害。
作为顶层砌体墙,最好设置局部墙体控制缝,间距为两三开间。此时,可以连接顶盖和环梁的部件。虽然不如国外每个开间设置接缝的效果好,但会大大缓解温差。
砌块墙体收缩产生的裂缝主要表现在底层1和2层,因为地基的约束很强。砌块墙体的收缩应力相当于温差约30℃的温度应力,因此收缩裂缝的发展比温差变形更严重。除了加强底层砂浆强度、用芯柱加固洞口边缘、窗下水平钢筋网与墙体匹配、填充砌块洞口外,还可适当考虑设置墙体的控制缝。
结束语
总之,只要我们能清楚地掌握各种裂缝产生的原因,掌握正确的施工方法和砌筑工艺,建筑砌体的裂缝是完全可以避免的,在一定程度上是可以预防的。通过对裂缝的深入分析,我们可以清楚地认识到,过程控制的质量将直接影响砌体裂缝的产生和发展。因此,做好施工过程中的过程控制和质量控制,对防止裂缝具有重要意义。
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