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文档简介
1、 建筑墙体裂缝产生的原因及防治方法有哪些? 任何类型的房屋如果在砌体结构中出现了裂缝,就预示着该建筑物某部位产生的内应力已超过它所能承受的抗拉、抗剪极限强度,其建筑物的强度、刚度和稳定性将受到不同程度的削弱和破坏。引起裂缝的原因多种多样,但影响最大的仍是地基不均匀沉降和温差应力。轻则影响外观和正常使用效果,重则会造成危房及倒塌事故。所以,应找准裂缝的病源,采取不同的方法治理。 一、地基沉降不均匀引起的墙体裂缝 建筑地基基础设计规范(GB 50007)中允许砖混结构有沉降差,但实际上地基的不均匀沉降和地基土层的均匀性、地基土的压缩性及荷载的差异有关。虽然规范要求设计时控制沉降差,但因重视不够和设
2、计经验的原因,仍会引起墙体不同部位出现裂缝。 1裂缝的产生 地基土层分布不均匀,土质差别大,处理不当;地下水位上升,上下水管道破裂,长期渗漏,影响地基承载力;基础埋深不够,遇季节性冻胀影响;相邻基础未考虑地基受力叠加部分,建筑立面错层,平面变化引起荷载的不均匀;建筑体长高比较大,且纵墙刚度较弱时,因土质应力分散作用,建筑中部地基应力最大,两端应力逐渐减小;对地基处理不符合规范的约束条件,如筏形基础横向和纵向悬挑墙外的长度,规范要求不超出1.50m,但也有挑出达2.0m的长度,改变地基受力状态的不良后果;使用不当,如在基础附近挖坑、地表水进入基础浸泡、基础不及时回填、长期外露;建成后任意改动设计
3、用途等。 2对裂缝采取的对策 分析判断找准地基及基础发生问题的部位,有选择性地进行加固补强。其方法多采取挤密桩加固、换土垫层法、强夯法、扩大基础底面积加固以及采用石灰浆、旋喷桩、托底加固等。一般情况下,地基如遇古河道、古井、沟坑,应进行局部处理,保证同周围地基有相同的强度和压缩性,这是在基础和上部结构整体性较好时采取的方法。若沉降分布的曲线成凸形时,在沉降小的部位纵墙顶部砌体内加设钢筋带。如底层有较大窗洞口,在窗台下布设34根8钢筋,能有效防止纵墙顶部和首层大窗口的竖向裂缝不出现,但钢筋层的水泥砂浆强度不应低于Ml0;否则,效果不明显。 3裂缝表现特征 3.1裂缝向沉降较大方向倾斜。如平面矩形
4、、长高比大于3:1的砖混结构建筑,当地基均匀、荷载分布也均匀时,多数情况下中间沉降量较两端要大,沿门窗洞口和纵墙上出现约45°正“八”字的斜裂缝;反之,在纵墙上出现倒“八”字斜裂缝,如图1所示。 图1沉降出现斜裂缝 3.2在沉降单元窗间墙上因较大水平剪力会出现上下部位的水平裂缝。而垂直裂缝是因窗间墙下基础沉降量大于窗台下基础的沉降量所造成的,如图2所示。 图2窗台下的垂直裂缝 3.3相邻高低房屋因沉降量差及高层房屋地基下的应力叠加会影响到低层房屋邻近处,如被影响房屋的刚度不足时,表现为墙体开裂;当刚度较大时,表现为倾斜。立面高低差较大并连为一体的建筑,因地基沉降量差使低层墙体向靠近高
5、层部分出现局部倾斜,造成纵墙局部出现斜裂缝,如图3所示。 图3局部倾斜裂缝 3.4建筑平面布置复杂,在纵横单元交接处因基础交替密集,促使地基中应力重叠而形成局部沉降中心。造成的危害是:如“山”字形布置的房屋,在纵横单元相交处的两侧墙体上产生裂缝,见图4;“工”字形房屋,在两翼单元呈正“八”字形裂缝,中间单元则呈倒“八”字裂缝,见图5。 图4墙体裂缝 图5“八”字形裂缝 3.5外山墙对称倒“八”字裂缝,是因墙两下角沉降量较中部大而使墙体裂缝上宽下窄,且缝下部墙体外胀;外墙水平裂缝,是外墙基础靠室内一端与靠室外一端沉降不均匀,使墙体向室外倾斜而产生外墙水平裂缝,如图6所示。 图6外墙水平裂缝 3.
6、6多层框架楼房及相连的门斗,因为主楼与门斗两侧沉降不同,使门斗与主体脱开;墙地面裂缝贯通,是因墙裂缝受地裂缝的胀力拉开而形成下宽上窄的贯通裂缝,如图7所示。 图7贯通裂缝 3.7房屋整体性好,在不均匀沉降下,由楼板圈梁与砌体组成的整体结构而出现的这种弯曲裂缝,如图8所示。 图8弯曲裂缝 3.8因墙角地基快速下沉而使外墙角下部及散水沿纵横墙裂成三角锥体形裂缝,如图9所示。 图9外墙角锥体裂缝 二、温差应力引起的胀缩使墙体出现裂缝 结构受环境温度影响变形时,受到一定约束时则产生温差应力。在相同温差下,钢筋混凝土构件的线膨胀系数为1.0×105,而砖的线膨胀系数为0.5×10 5
7、,两者相差达一倍。所以,在砖混结构中由于温差应力影响而产生裂缝。 1裂缝产生的对策 由于自然环境下温度变化而引起砌体内的附加应力同温差成比例关系,所以,应首先以减少温差来降低附加应力;其次,应提高砌体的抗剪、抗拉强度以进行有效控制。应采取的措施是:在容易出现开裂的部位提高砌块和混合砂浆的强度等级,加设补强钢筋;钢筋混凝土构件尽量不暴露出墙外,构件宽度应小于墙身且用抹灰保护;对整体性钢筋混凝土屋面或大板块屋面必须设置分格缝;在预制屋面板的端部与圈梁间及板边与墙体间预留出伸缩余量;在沿房屋纵向板缝内嵌入加强筋,以提高屋盖整体性;在屋面加设通风隔热层,减少砌体上部温差应力;女儿墙顶设有通长钢筋的压顶
8、,且混凝土强度等级不低于C20;挑檐分段现浇或预制留伸缩缝等。 2裂缝的表现特征 2.1檐口下出现的水平及包角裂缝 水平裂缝多出现在乎屋顶檐口下或圈梁下23皮砖的灰缝处,形状是两端较中间宽,有时缝上部砌体向外胀。包角裂缝在屋顶纵横墙相交处并由四角向墙中发展,常与水平裂缝相连接,如图10所示。 图10温差引起的胀缩裂缝 2.2墙顶部“八”字斜裂缝 出现在建筑顶层纵墙两端的12开间内,严重情况下会达屋长的三分之一裂缝一般形状中间较两端宽。如外纵墙两端有窗时,缝会沿窗口对角方向裂开,见图11(a)。严重时,内外纵墙均有这种裂缝,横墙也会产生,见图11 (b),也可能发展到下面几层。 图11“八”字斜
9、裂缝 上述这两种裂缝,主要是由于顶层屋面受太阳直射而远高于墙体温度,如北方夏季顶层室温最大达34,而屋面却超过60。 2.3砌体冷缩变形同样受地基约束会引起墙角的斜裂缝或檐口下出现竖直裂缝。墙体在低温寒冷季节缩短,而地基基础因地下温差小很少变化,形成墙角垂直向内倾斜,或在墙体上部缩短引起裂缝,如图12。为此,较长墙体建筑应设相应的伸缩缝。 图12斜裂缝 2.4墙内钢筋混凝土梁收缩会引起梁端砌体的竖向裂缝。一般现浇混凝土的干缩量在(1.56)×10之间,相当于降温范围1560。若梁较长时,在梁端墙面上会出现竖向裂缝,见图13;如现浇梁较短时,如门窗过梁会出现在端部的竖向裂缝。 图13竖
10、向裂缝 2.5同一栋建筑在错层处的墙面上会出现竖向裂缝,见图14(a);在楼梯平台与楼板相邻墙上,也会产生局部竖直裂缝,见图14(b)。其产生裂缝原因是混凝土与砌体两种材料的线膨胀系数不同,是受环境温度影响变形的结果。 图14竖向裂缝 2.6砖平房外纵墙水平裂缝,尤其中间用柱承重的半框架结构,无论单层或多层,在窗口上下部位常出现水平裂缝,壁柱也会出现断裂,如图15(a)。此缝一般由墙身内面向外扩展到外墙面减弱,这是因平屋面受热胀伸长,使砌体产生弯曲拉应力而出现的。如车间操作工房与生活间连接处,因屋面升温引起与墙体连接处出现水平裂缝,如图15 (b)。 图15水平裂缝 三、裂缝的治理方法 对地基
11、出现不均匀沉降和温度应力引起的墙体裂缝的治理方法是在减少沉降差和温差影响,改善结构的变形约束条件和提高建筑物整体刚度,防止墙体出现裂缝。对已出现的裂缝,如不影响结构安全使用且一般不再发展的缝,在外用砂浆修补即可;对整体性和承载力有影响的较深或贯穿裂缝,必须进行加固补强处理。 1为减少屋面混凝土伸缩对墙体影响,应限制伸缩缝间距,可以仅断开结构层,其做法如图16;也可将保温层和防水层都断开,其做法如图17。对于房屋阴角处的挑檐常出现的45º斜裂缝应在构造上采取措施,宜在拐角处挑檐板下部设置抗剪切筋,做法如图18。 图16结构层断开做法 图17保温层和防水层断开做法 图18拐角处挑檐板作法
12、 2提高砌体砂浆强度等级特别是顶层窗台以上的砂浆等级,必要时靠山墙两开间顶层窗台以上砌体内每500mm高加3根8通长钢筋,直至圈梁。干砖不上墙,用“三一”砌砖法保证其砂浆的饱满度,并养护提高其抗拉、抗剪强度。 3为减少施工周期较长带来的温度变化影响,屋面结构层施工后,应尽快将保温和隔热层做好。保温材料的质量、厚度、干密度和密实度必须经检验测试后作为隐蔽项目签证。注意保温层的铺筑应伸至外墙大于中心线,其做法如图19。 图19屋面外墙处作法 4夏季施工时,在顶层屋面靠山墙23开间的板头间,应填塞聚苯板,能有效避免温差裂缝的产生,其做法如图20。 图20靠山墙第二、第三轴线处作法 实践表明,温差裂缝一旦出现,很难在修补后不再发生,当温度出现较大变化时会重新出现,只有采取加固补强才有效。 5由于墙体因原材料强度不足而出现的裂缝,在墙面可敷设钢筋网片,并配置穿墙拉结筋加以固定,还用细石混凝土或分层抹Ml0砂浆,以加强局部的强度不足。 6当裂缝两侧砌体错位大于20mm时,墙面应配置6150的钢筋网,用钢夹板或钢筋固定在墙面,再喷射厚4050mm的C20级混凝土。 在多数情况下出现的地基沉降和温差应力引起的墙体裂缝,经过一年左右趋于稳定,可以正常使用。上述涉及的治理方法大都属于构造技术方面的措施,而对裂缝的评价鉴别,
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