墙体作为建筑物的围护结构,其质量好坏对建筑物的影响不容忽视。但是,在建设和使用过程中会出现不同形式、不同宽度的裂缝。这些裂缝不仅影响建筑外观造型和使用功能,而且降低了墙体的质量,有些影响到结构的承载力,严重者甚至引起房屋的倒塌,造成生命财产的损失。本文对墙体裂缝的产生原因、裂缝特征以及防治措施等问题进行分析研究,并从建筑施工角度,提出预防墙体开裂的技术措施。
一、墙体中常见的裂缝分类 (一)温度性裂逢
1.温度应力的产生。当外界温度变化引起的墙体温度变形受到约束,或者由于房屋地下和地上、室内和室外的温度差异而使墙体各部分具有不同的温度变形时,都会在墙体中产生温度应力。
2.裂缝的成因。温度性裂逢是墙体中最常见的,常出现于不同材料的交接处。在砌体受到约束的情况下,当变形引起的温度应力足够大时,即在墙体中引起温度裂缝。如在平屋盖房屋顶层两端的墙体上。平屋顶温度性裂缝的成因是顶板的温度比下方墙体高,而顶板混凝土的线膨胀系数又比砖砌体大得多,顶板和墙体间的变形差使墙体产生较大的拉应力和剪应力,最终导致裂缝。
3.防止由温度变化引起的砌体结构开裂,可采取下列措施:1)设置保温层或隔热层。当采用整体式或装配式的钢筋混凝土屋盖时,宜在屋盖上设置保温层或隔热层;2)设置控制缝。在屋盖的适当部位设置控制缝,控制缝的间距不大于30m;3)设置分隔缝。当采用现浇混凝土挑檐的长度大于12m时,宜设置分隔缝,分隔缝的宽度不应小于20mm,缝内用弹性油膏嵌缝;4)设圈梁。在非地震地区,在房屋顶层宜设钢筋混凝土圈梁。若采用钢筋混凝土圈梁,圈梁不宜外露。若不设圈梁,可在屋盖四周檐口下的砌体中,配置适当的转角钢筋。
(二)地基不均匀沉降引起的裂逢
1.成因:房屋在建成后,地基一般都会下沉。特别是当房屋的长高比较大、地基土较软,或地基土层分布不均匀、土质差别很大,或房屋高差较大、荷载分布极不均匀时,都有可能产生过大的不均匀沉降,沉降大的部位与沉降小的
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部位发生相对位移,在墙体中产生剪力和拉力,当这种附加内力超过墙体本身的抗拉抗剪强度时,使墙体产生附加应力,就会产生裂缝。
2.裂缝特征:一般成斜裂逢,且裂缝走向凹陷处。
如果地基沉降不均匀,且这些裂缝会随地基的不均匀沉降的增大而增大。这种裂缝在建筑物下部比较明显,由下向上发展,呈“八”字、倒“八”字、水平或竖逢等。当长条形建筑物中部沉降过大,则在房屋二端由下往上呈“八”字形裂缝,且首先在窗角上突破;反之,当两端沉降过大时,则形成两端由下往上倒“八”字型裂缝,也首先在窗角上突破,也可在底层中部窗台处突破,形成由上至下竖缝;当某一端下沉过大时,则在某端形成沉降端高的斜裂缝;当纵横墙交点处沉降过大,刚在窗台下角形成上宽下窄的竖缝,有时还有沿窗台下角的水平缝;当纵横墙凹凸设计时,由于一侧的不均匀沉降,还可导致产生水平推力而形成力偶,从而导致交接处的竖缝。当由于地基土分布或荷载分布不均匀而在房屋的一端产生较大的沉降时,斜裂缝主要集中在沉降曲率较大的部位。
3.为防止地基不均匀沉降引起的墙体开裂,可采取以下措施。(1)加强地基勘察。地质勘察时,要探明局部软弱土层。对照勘探报告,辨别土层成分,防止因未作土样分析而将某些特性土,如膨胀土、湿陷性黄土当作一般土处理。对发现的软弱土部分,应处理后方可进行基础施工。(2)设置沉降缝,沉降缝必须自基础起将两侧房屋在结构构造上完全分开,一般在以下部位设置沉降缝:建筑平面的转折部位、高度差异或荷载差异处、长高比过大的房屋适当部位、地基土的压缩性有显著差异处、基础类型不同处、分期建造房屋的交界处;(3)加强房屋结构的整体刚度和强度,宜采用以下主要措施:①合理的结构布置,控制软土地基上房屋的长高比,长度与高度之比L/H不宜大于2.5(其他地基上可适当大些);平面形状力求简单,体型较复杂时,宜用沉降缝将其划分为若干平面形状规则且刚度较好的单元;房屋各部分高差不宜过大,对于空间刚度较好的房屋,连接处的高差不宜超过一层,超过时,宜用沉降缝分开;②合理布置承重墙体,应尽量将纵墙拉通,并隔一定距离(不大于房屋宽度的1.5倍)设置一道横墙且与纵墙可靠连接;③设置钢筋混凝土圈梁,圈梁有加强纵、横墙连接、提高墙柱稳定性、增强房屋的空间刚度和整体性、调整房屋不均匀沉降的显著作用。④在墙体上开洞时,宜在开洞部位配筋或采用构造柱
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及圈梁加强。
(三)干缩裂缝
1.成因:材料干燥收缩时产生的裂缝简称为干缩裂缝。烧结粘土砖的干缩变形很小,且变形完成比较快。而砌块、灰砂砖、粉煤灰砖等材料,随着含水量的降低,将产生较大的干缩变形。轻骨料混凝土砌块砌体的干缩变形更大。干缩后的材料一旦受湿,仍会发生膨胀,脱水后,材料再次发生干缩变形。
2.裂缝的特征:干缩裂缝分布广、数量多,开裂的程度也比较严重,如屋顶圈梁下出现的水平缝和水平包角裂缝,大片墙面上出现的底部较严重、上部较轻微的竖向裂缝等。
3.防止干缩裂缝,可采用下列措施:1)选用干缩值低的墙材。控制砌筑时材料的含水率(先让材料干缩后砌墙)。采用低强度砂浆和长度小的砖块,可以避免砖块的断裂,并将细小裂缝均匀分散到各个垂直的灰缝隙中,避免变形和应力集中而累加出现的大裂缝。2)面积较大的墙体采用在墙体内增设构造梁柱的构造措施。如墙体长度超过5m,可在中间设置钢筋混凝土构造柱,当墙体高度超过3m(120mm厚墙)或4m(≥180mm厚墙)时,须在墙中腰处增设钢筋混凝土腰梁,或设置伸缩缝。3)严格控制以胶凝材料为原料的砌块的龄期,不足28d的不应进入施工现场。4)正确掌握各种砌块使用时的含水率。轻集料混凝土空心砌块和蒸压灰砂砖、蒸压粉煤灰加气混凝土砌块砌筑时的含水率分别控制为5%-8%和15%-20%以内。砌体在生产储存期、运输、现场堆放等均要防止被水浸湿,雨季还应做好对砌块和砌体的遮盖。施工时,一般提前1-2d洒水稍作湿润。
二、引起墙体裂缝的其他原因 (一)设计不当
地基勘察设计、房屋建筑设计以及结构设计上的不当,都会导致墙体的开裂。因此,设计人员应避免以下情况发生:设计人员追求美观忽略房间布局的规整和合理性,致使平面复杂化;房屋过长或形体复杂,未设变形缝;结构设计时未进行荷载不利组合,导致使用荷载分布与设计值相差过大;砌体强度设计不足,圈梁设计过小或强度过低,洞口过梁搭接长度不足;大梁搁置在砌体上,砌体局部承压面不足或偏小或是大梁刚度偏小。
(二)施工不当
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(1)有些工程由于受施工场地狭小的限制,施工单位对新出品的砌块一边采购进场,一边砌筑;或对进场的砌块随意堆放,任其雨淋,导致砌筑时砌块含水率较高;有的为了加快进度和减少工序,未对砖块浇水湿润,采用干砖上墙等违规作业,或一次性将填充墙砌到梁底,用砂浆塞实梁下缝隙后即抹墙面砂浆,从而导致砌体沉缩变形过大,出现裂缝。
(2)施工前不做砌块的排列图设计,使上下块体的搭接长度在某些部位偏短,且填充墙使用的砌筑砂浆强度等级较低,施工时如没有按要求加钢筋网补强,墙体收缩产生轴心部位受拉,会沿齿缝出现垂直裂缝。
(3)在施工过程中,操作工人随意性大,在砖材模数不合适时,以其他材质的砖材随意搭配使用;墙体砌筑时灰缝不饱满、厚度不均匀、不按要求组砌;砌筑砖墙时;随意预留洞口或在墙上打洞;施工临时间断处未留置斜搓或直槎、设置阴槎;留槎处未按规定加设拉结筋。从而削弱了墙体抗剪、抗拉及抗变形的能力,引起墙体开裂。
(4)由于土建和水电工种配合不好,在砌好的墙体上随意开槽布设电线管,并在墙面猛敲剔线槽,使线槽尺寸深浅、宽窄不一,甚至墙体已敲出轻微裂缝,造成埋设线管后保护层不够,而没有采取有效的补强措施。在墙体收缩过程中,剔线槽处产生应力集中,沿线槽开裂。有些则是因线管布设固定不牢固,使线管处抹灰层空鼓开裂。
(5)由于烧结砖材、小型空心砌块的吸水能力有先快后慢、容量大而延续时间长的特点,在抹灰前对基层表面没做处理或处理不当,使抹灰层砂浆中的水分过早地被砌块吸走而失去良好的凝结硬化条件,导致抹灰层达不到预期的强度而引起空鼓开裂。
三、施工预防措施
(1)加强施工队伍的管理,提高施工队伍的素质和责任心,把施工过程中造成砌体开裂的人为因素降至最低。
(2)基础施工开挖不得破坏基底原状土,如超深应采用人工地基且地基承载能力大于原天然地基承载能力。
(3)施工时尽量避开高温或寒冷季节,以减少季节温差,不可避免时,一定要加强混凝土工程的养护降温和保温措施。必要时设置后浇带,以解决混凝土施工中的内应力问题。
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加强施工管理,提高砌筑质量。要保证灰缝砂浆的饱满度和厚度,控制砖的含水率,严禁干砖砌筑或施工中砖浇水过多;内外墙砌筑时,尽量做到同步砌筑,减小留搓部位,以利于房屋的整体性。
(4)相邻部位砌体施工不得高差过大(不宜超过3层)。当建筑物各部分存在荷载差异时,要合理安排施工工序。先建重、高部分,后建轻、低部分;先做主体部分,后建附属部分,利用施工时间差,也可以预先调整一部分沉降量,减少沉降差。
(5)屋面保温层的施工,要保证松散保温材料的质量,控制保温层的厚度。
(6)把好材料质量关。生产砖材的厂家必须持有建材管理部门颁发的生产许可证,混凝土砌块的龄期必须达到28天以上,粉煤灰砖、加气砼砌块的出窑停放期宜为45d(不应小于28d),砌块的规格、强度等级、含水率等应经严格检验,符合要求方可进入施工现场使用。砌块的运输和堆放要注意加气混凝土砌块防止雨淋,保持堆放场地干净整洁、不积水,运输过程中严禁随意倾卸、丢掷。
(7)砂浆配比应结合现场材质情况,由有资质的专业实验室确定,并根据现场材质的变化及时调整;在满足砂浆和易性的前提下,控制好砂浆的强度。
(8)砌筑前,应先按砖材的尺寸计算皮数和排数,加气混凝土砌块、混凝土砌块还应编制排列图,并考虑块体上下搭接长度不小于块体长度的1/3。
(9)砌筑时,灰缝厚度控制规范规定的范围内,烧结普通砖、烧结多孔砖、蒸压灰砂砖、粉煤灰砖、混凝土小型空心砌块等墙体的水平灰缝厚度和竖向灰缝宽度宜为10mm,但不应大于12mm,也不应小于8mm。蒸压加气混凝土砌块砌体的水平灰缝厚度及竖向灰缝宽度分别宜为15mm 和20mm。应用不低于M5的砌筑砂浆,砂浆饱满度水平缝不低于90%,竖直缝不低80%,清水墙达100%,砌筑外墙要边砌筑边用原浆勾缝。
(10)为了避免砌体沉缩变形过大,墙体日砌高度不宜超过1.8m,当填充墙砌至接近梁、板底时,应留有小于一皮砖高度的空隙,待填充墙砌筑完并应至少间隔7d 后,再将其补砌挤紧。补砌梁、板下空隙,应从楼底层开始向顶层进行,其抹灰顺序一般也从底层向上进行。
(11)砌体和钢筋混凝土柱(或剪力墙)拉结。根据砌块的模数,沿柱(或
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剪力墙)高度方向设置拉结钢筋,拉结筋位置和伸入砌体内的长度符合设计要求。砌体的转角处和内外墙交接处应同时砌筑,墙体临时间断处应砌成斜槎,斜槎长度与高度比应按砌块的规格和尺寸确定。
(12)墙体设计如有暗线、暗管时,要密切和水电施工人员配合,砌墙时确保预留管、线槽位置正确,管槽线槽宽度、深度与管线吻合,铺管后在管槽两侧钉钉并用铁丝扎牢固定,再在管上钉100mm宽镀锌铁丝网加强。
(13)砌体工程的顶层和底层应设置通长现浇钢筋混凝土窗台梁,高度不宜小于120mm,纵筋不少于4φ10,箍筋φ6@200;板带的混凝土强度等级不应小于C20,纵向配筋不宜少于3φ8。宽度超过300mm的洞口上部应设置过梁。外墙使用轻质料砌块时,由于砌块强度低,门、窗洞边应加设与墙同厚宽约10cm的钢筋混凝土边框。门、窗框应用1:2防水砂浆(如水泥用量3%的防水粉)填实。
(14)外墙抹灰施工抗裂缝、防渗漏措施
1)外墙砌体完成7d后,先清理基层,除去浮灰、检查修补灰缝;修补灰缝用的砂浆与外墙抹灰砂浆一致。
2)砌体与梁、柱(或剪力墙)结合处挂钢丝网,当设计无要求时,钢丝的规格是Φ1.6mm,网格20mm×20mm,用钢钉或射钉每200—300mm加铁片固定,钢丝网的宽度不应小于220mm,与不同基层的搭接宽度每边不少于100mm,挂网做到平整、牢固、密实。
3)为了增强抹灰砂浆和砌体的粘结力,外墙抹灰前基层表面必须做处理,在施工中处理的方法有多种,其中最常用的方法是浇水刷素水泥浆,这种方法工艺简单,措施可靠。操作方法是抹灰前一天在墙面均匀浇水两至三遍,每遍浇水间歇不少于半小时,在抹灰前再浇水一至二遍后,立即刷素水泥浆,在素水泥浆凝固前,用1:3防水水泥砂浆抹灰(防水粉用量为水泥用量的3%),一次抹灰的厚度不大于10mm;当抹灰需超过10mm厚度时,要分层抹灰,下一层抹灰要在上一层砂浆终凝前进行。
对于墙体裂缝要从施工方面采取措施,严格按照规范施工,抓好施工管理,另外还要做好日后保养。只有我们在施工、使用各个环节采取有效措施,才能够避免或减轻墙体裂缝,从而保证建筑物的安全、可靠和美观。
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