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房屋建筑工程砖砌体裂缝成因分析与防治

     科学研究与工程实践业已表明,裂缝的存在是材料本身固有的物理特性,任何结构物的裂缝都是不可避免的,房屋建筑工程也是如此。在房屋建筑工程领域,经常会遇到一些结构构件出现裂缝的工程问题。因此,对裂缝进行分析,究其产生的原因,如何采取防范措施、如何进行修复,是很有必要的。


一、因承载力不足产生的裂缝

  由于砖砌体是脆性材料,其抗拉强度较低,因承载力不足而产生的裂缝,很可能是结构破坏的特征。因此,正确认识这类裂缝的形态特征是十分重要的,这类裂缝主要产牛原因有;柱、窗间墙高厚比较人的中心受压和小偏心受压;承载大梁的墙局部受压;轴心受拉或偏心受拉;砖挑檐的竖向剪力:墙柱的大偏心受压;砖平拱的竖向弯矩:砖过梁的弯矩和剪力共同作用。


二、基础不均匀引起的裂缝

  (1)正八字形裂缝:建筑物中部的下沉值较大,建筑物形成正向弯曲而造成正八字形裂缝。(2)NA字形裂缝:建筑物中部的下沉值较两端小,建筑物形成反向弯曲而造成倒八字形裂缝。(3)斜裂缝:建筑物地基局部软弱,造成局部沉降量过大而出现斜裂缝,相邻的建筑物间距过小,新建的高层建筑造成原有建筑不均匀沉降。(4)竖向裂缝:底层大窗台下的竖向裂缝,主要是因为窗间墙下基础的沉降量大于窗下基础的沉降量(因为大孔洞削弱墙重),使窗下墙产生反向弯曲变形而开裂。(5)水平裂缝:水平裂缝一般有两种。①窗间墙上的水平裂缝,一般都在每处窗间墙的上、下两对角处成对出现,沉降量大的一边裂缝在下,沉降量小的一边裂缝存上;②水平裂缝发生在地基局部塌陷处,这种裂缝较少见。


三、温度变化引发的砖砌体裂缝

  1.温度裂缝形成的机理简析

  外界温度变化使组成房屋建筑的结构构件产生胀缩变形,当这种变形受到其他构件的约束时,就会在构件内部或相互约束的不同材料构件之间产生应力(主要为拉应力和剪应力),当应力超过构件材料的强度极限时,就产生了温度裂缝。

  在使用两种不同材料的屋面板与墙体之间,线膨胀系数a差异较大,通常混凝土屋面板的线膨胀系数a1=10×10-6,砌体的线膨胀系数a2=5×10-6.当两者以相同的温差升降时。由于线胀系数不同,在接触面上将产生相对位移,而这位移受到限制,则产生剪应力。由于屋面受到阳光的直射,通常屋面板的温度总是高于墙体的温度变化,使得这种剪应力更大。当膨胀产生的应力大于砌体的抗拉强度tmax>ftk时墙体就产生斜向温度裂缝。当温度应力超过墙体的抗剪强度tmax>fv时墙体就产生水平温度裂缝。由于应力集中的原因,就在门窗洞口四角产生竖向及斜向裂缝。而楼板的斜裂缝主要由于纵横双向框架梁受热膨胀产生推力作用于端角楼板上,超过混凝土的抗拉能力,产生了斜裂缝。

  2.房屋建筑工程出现温度裂缝的修复

  在发现温度裂缝时,不要急于修复,应观察到裂缝稳定后,根据具体情况采取措施,若发现屋面保温层末达到热工要求和标准时,首先应重新改做屋面保温隔热层,以防止裂缝继续活动。鉴定裂缝的稳定方法是在裂缝内嵌抹水泥浆或贴玻璃纸,经过一段时间的观察判断确定。对裂缝的处理须从建筑的美观、强度、耐久、使用功能等方面并充分考虑到裂缝形成的机理,从根本上加以治理。大致有:①裂缝细小,对房屋正常使用影响不大,可暂不处理;②裂缝虽细小,但已造成墙面、屋面、楼面的渗水,或对钢筋混凝土内的钢筋保护的需要,可采用嵌补密封或压力灌浆进行处理;③对于裂缝较大、较多又贯穿墙体,不仅影响美观和正常使用,还对房屋的刚度和抗震性能有较大的影响。


四、砌体材料本身产生的裂缝

  如混凝土小型空心伟德国际英国1946、灰砂砖等的砌体,前者致裂的主要原因是竖缝砂浆难以饱满以及特殊的构造要求未能跟上。后者一般使用温州地区蒸压灰砂砖,由于其本身对温差敏感、表面光滑等特殊性,虽然外观、尺寸指标均较好,但在实际使用中对严格的灰砂砖砌体施工规程不熟悉,缺少使用经验,导致除存在粘土砖常见裂缝外,还常见在较长墙段中及外墙窗台下的竖斜裂缝。其机理可以认为:①刚出厂的灰砂砖稳定性差。灰砂砖主要由细砂和石灰组成,蒸压养护后,一般不到一周即已出厂,但根据生产经验,灰砂砖在出厂的一月内其释放的热量较大,存在着反复的化学反应过程,而且实际上一时难以完全反应,因此,体积极不稳定。②对含水率有苛刻的要求,据有关试验资料和使用经验表明,含水率控制在7%~10%之间砌体可获得较好的粘结力和抗剪强度,否则影响明显。③砖体表面太光滑,粘结性能差,特别是当含水率不当致使砌体砂浆强度低劣粘结不良后,直接地导致了在缝间抗拉剪强度低下。预防的主要方法:①确保使用前的稳定期;②严格控制含水率;③严格按温州地区有关灰砂砖操作规程和构造要求施工;④改善砖面造型。如能切实落实这四类措施,在目前大力推广使用墙改材料的今天,灰砂砖还是有广泛的生产和应用潜力的。


五、其它裂缝

  这些裂缝包括:混凝土构件变形导致的砌体裂缝,如当挑梁上填充墙、梁相继同步施工致使挠度过大,其上砌体产生内低外高斜裂及与外纵墙之间的竖缝等;砌体本身承载力不足如砖柱承载不足时在下部1/3高度处出现的竖缝;砌体构造要求不良如施工洞留置和拉结筋放置不当造成的洞边缝;施工质量差造成的缝,如砌体通缝,灰缝砂浆不饱满,含水率掌握不当,脚手眼设置不当,组砌不当等。这些裂缝形态各异,必须对症防治。


六、总结

  综上分析,房屋建筑工程中的温度裂缝问题必须从设计、施工、使用等各个阶段全面综合的分析,以便针对性地采取预防、修复措施。只要有足够的重视了,方法得当,温度裂缝的发生的几率、严重性、造成的影响和损失均能降低到理想的水平。治理的原则:凡已涉及结构安全且变化剧烈的,应当机立断,迅速采取相应对策,排除动力源,加固补强或作拆除返工处理;反之,如变化趋缓、稳定、仅与外观和评定有关、修复后不影响使用,则重点放在表面处理上。