产生砌体墙体裂缝的应力分析与防治

施 工 技 术

CONSTRUCTIONTECHNOLOGY2006年12月

第35卷 增刊

产生砌体墙体裂缝的应力分析与防治

刘桂林

(萍乡矿业集团建筑安装有限公司,江西萍乡 337000)

[摘要]该文主要从结构应力及温差收缩应力的角度,分析了砌体墙体裂缝的产生机理、出现的部位及特点。并针对砌体墙体裂缝的质量通病,提出了相应的防治措施。[关键词]墙体裂缝;应力分析;防治

[中图分类号]TU522.07 [文献标识码]A [文章编号]1002-8498(2006)S2-0242-03

StressAnalysisandPreventionofCracksinMasonryWall

LIUGu-ilin

(ConstructionandInstallationCo.,Ltd.,ofPingxiangCoalGroup,Pingxiang,Jiangxi 337000,China)

Abstract:Inthisarticle,theauthoranalyzestheproducingmechanism,appearingspotandcharacteristicsaboutmasonry

wallcracksfromthetwoaspectsofstructuralstressandtemperaturedifferentshrinkagestress.Tothenormalqualitydefaultofmasonrywallcracks,somepreventionmeasuresareputforward.

Keywords:wallcrack;stressanalysis;prevention

随着我国经济发展以及住宅建筑逐渐走上市场化、商品化的轨道,人们对办公和居住条件的要求越来越高。而建筑物的墙体裂缝已成为住户评判建筑物视觉安全功能的一个非常直观、敏感和首要的质量标准。因此对墙体裂缝的控制显得更为严格,而砌体墙体的裂缝也是一种带有普遍性的质量通病。1 裂缝产生的原因及部位

1)引起砌体墙体开裂的原因有很多因素,但最主要的原因概括起来有3种:①设计不足;②材料选用不当或材料质量差;③选用施工方法不当或施工质量较差。

2)砌体墙体裂缝出现的部位主要有:①砖混结构中顶层山墙中间的斜向裂缝,以及混凝土屋面与砌体墙体交接处的水平裂缝;②底层窗台及门洞边角交界处出现/八0字裂缝;③混凝土梁、柱与填充墙体的水平及竖向裂缝;④超长或超高砌体墙体中间出现的斜向通缝;⑤较大空心砌块沿灰缝走向的裂缝;⑥粉刷层出现的不规则交叉裂缝;⑦埋设暗管、线、穿墙打洞后出现的裂缝等。2 产生裂缝的应力分析

产生砌体墙体裂缝无论是原因还是部位,归根究底,裂缝的产生必定为应力引起的,而产生砌体墙体裂缝的应力有2种:①结构应力;②温差收缩应力。以下就从应力的角度上来分析砌体墙体裂缝的产生机理、表现的部位及裂缝分布的特征。[收稿日期]2006-08-01

[作者简介]刘桂林,男,江西萍乡人,萍乡矿业集团建筑安装有限公司,江西省萍乡市昭萍西路83号 337000,电话:(0799)65823062.1 结构应力2.1.1 结构设计差错

1)产生机理 砌体墙体在房屋结构体系中作为一种重要的围护结构,在墙体的受力体系中它要求能满足一定的抗压及抗剪的要求,因此,当设计过程中结构荷载计算遗漏、设计差错、构造不合理、荷载过大及构件截面面积不足时,使得作用在砌体墙体局部的抗压及抗剪应力增大,从而墙体出现裂缝。

2)表现部位及特征 因结构设计差错而引起的裂缝的出现部位及特点主要有2种类型:①产生在荷载较大的底层,在截面尺寸较小的窗间墙、砖柱等处,以及大梁、屋架支座等集中荷载作用的部位,因荷载过大墙体承载能力低,局部承压不足,砌体受压破坏而产生竖向粉碎性裂缝,缝口呈上宽下窄有不规则破碎裂缝;②在一些超长超高的砌体墙体设计过程没有充分考虑到其抗剪特性,其墙体内部设置的构造柱或加筋砌体构造带分布不合理,而引起墙体中间位置产生斜向贯通性裂缝。

2.1.2 地基不均匀沉降

1)产生机理 建筑地基局部土质不均匀,受压后必然产生过量的不均匀沉降,房屋产生纵向弯曲,而使

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砌体墙体产生开裂。

2)表现部位及特征 地基不均匀沉降而引起的裂缝出现的部位及特点:一般在建筑物下部,由下往上发展,呈/八0字、倒/八0字、水平及竖缝。当长条形的建筑物中部沉降过大,则在房屋两端由下往上形成正/八0字缝,且首先在窗对角突破;反之,当两端沉降过大,则形成的两端由下往上的倒/八0字缝,也首先在窗对角突破,还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,则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;当外纵墙凹凸设计时,由于一侧的不均匀沉降,还可导致在此处产生水平推力而组成力偶,从而导致此交接处的竖缝。

2.2 温差收缩应力

根据工程实践和统计资料,因温差收缩变形引起的裂缝几乎占遇到全部裂缝的80%以上,而目前现行的《砌体结构设计规范》GB50003-2001中还没有明确提出具体的计算方法,只是依据设计者的设计经验对砌体中常见的裂缝的认识程度,采取一些构造措施来保证。由温差收缩而产生墙体裂隙的应力主要可分为3种:①墙体中砌体与砌筑砂浆之间的收缩应力;②砌体墙体与结构混凝土之间的收缩应力;③砌体墙体与表面粉刷层之间的收缩应力。

2.2.1 砌体与砌筑砂浆之间的收缩应力

1)产生机理 砌体根据其材料的不同有烧结普通砖、多孔砖、粉煤灰砖、空心砖、蒸压加气混凝土砌块、轻骨料混凝土小型空心砌块等,其强度有MU7.5、MU10、MU15等强度。砌筑用砂浆有混合砂浆、水泥砂浆等,其强度有M5、M7.5、M10、M15等。当砌体的龄期或含水率未达到质量要求,或因砂浆的强度和饱满度达不到要求时,其两者之间的粘结力下降,当产生温差作用后,两者之间产生收缩应力不一致而使得墙体沿砂浆灰缝处产生裂缝。

2)表现部位及特征 因砌体与砌筑砂浆之间因温差收缩而产生的裂缝,主要发生在砌体墙体中间位置的灰缝处,该种裂缝沿砂浆灰缝发展,特征较为明显。2.2.2 砌体墙体与结构混凝土之间的收缩应力

1)产生机理 一般砌体受温度影响的线膨胀系数为5@10

-6

1~2皮砖的灰缝位置;屋面与女儿墙交接位置;填充墙与框架柱、梁交接位置等。这类裂缝的表现特征主要是沿交接处分布,有水平裂缝也有竖向裂缝。2.2.3 砌体墙体与表面粉刷层之间的收缩应力

1)产生机理 砌体墙体与粉刷层之间因收缩比不同,当温差而使砌体墙体和粉刷层收缩时,粉刷层出现空鼓,空鼓后进而产生裂缝。这类裂缝的产生主要是砌体墙体太光滑或粉刷层的厚度大于30mm时未进行加固处理及粘接力不够,或在墙体中埋设暗管、线、穿墙打洞后粉刷层处理不当,当产生温差收缩后,在砌体墙体与表面粉刷层之间形成空鼓现象。

2)表现部位及特征 这种裂缝主要出现在表面粉刷层中,特别是粉刷层较厚位置,裂缝分布无规律性,伴随着粉刷层空鼓而产生表面无规则性裂缝。3 砌体墙体裂缝防治措施

对于砌块墙体的裂缝控制,关键是要从裂缝产生的原因入手,了解其产生裂缝的应力来源,并有针对性地进行防治。

3.1 从设计入手预防墙体裂缝

1)正确进行结构计算和设计 当荷载较大而构件截面尺寸受到限制时,应提高砖和砂浆的强度等级,或采用配筋砌体提高砌体的强度;在大梁、屋架支座处设计钢筋混凝土垫块等。

2)加强对新型轻质砌块墙体的设计 设计者应根据《砌体结构设计规范》GB50003-2001、《普通混凝土小型空心砌块》GB8239-1997等有关的规范的要求,结合使用的新型墙体材料的特性,采取有效的构造措施,如:墙体中增加构造柱、圈梁、配筋带等形式,来增强砌体墙体的抗拉、抗剪强度。

3)对于特殊的地基与基础应进行处理 对于一些软地基必须进行加固处理,减少地基不均匀沉降,特别是软弱地基、湿陷性黄土地基和季节性冻土等特殊地基,必须采取相应的加固措施;并应注意防止因开挖引起邻近建筑的地基沉降;对沉降缝的设置要合理,并严格按照国家规范进行,特别注意对长度过大,平面形状复杂,温差较大的建筑物,设置合理的沉降缝,使沉降缝的两侧均匀沉降。

4)加强构造设计,以减少因温差而产生的裂缝 在砖混结构的屋面与墙体间增设隔离层或滑动层,使当混凝土层面因温差收缩时,不会拉动到墙体;当采用混凝土屋面时,屋面结构层上应设保温层或隔热层;减少混凝土屋面的伸缩缝间距,一般每隔6m左右设置分格缝等构造设计措施,来减少因温差收缩应力而引起的裂缝。3.2 改进施工方法/e,而钢筋混凝土受温度影响的线膨胀系

-6

数为10@10/e。导致在墙体与混凝土结构相交接

位置产生裂缝,如混凝土梁、柱与墙体交接处,女儿墙与屋面的交接处等。

2)表现部位及特征 表现部位主要在砌体墙体与结构混凝土交接处,如:屋面与顶层山墙墙体圈梁下244施工技术2006增刊

1)当采用混凝土屋面时,应合理安排保温层的施工,屋面施工应尽量避开高温季节,冬季施工时,应按常温下提高一级砂浆强度,并提高砌体强度。此外,对于现浇的屋面挑檐,可采取留伸缩缝的办法。

2)对于框架结构中的填充砌体墙体在混凝土梁下的砌体进行斜砌,并在砌体墙体与混凝土结构梁或柱交接处加挂钢丝网进行粉刷,确保梁与墙体之间粉刷层的抗收缩能力。混凝土结构与墙体之间应按设计及规范要求设置拉结筋。

3)对一些超过30mm厚的粉刷层应在粉刷层中加钢丝网进行加强处理。

4)当采用混凝土加气空心砌块、空心砖及多孔砖等新型砌体时,可使用专门为加气混凝土砌块、空心砖等设计的一些新型的专用砂浆进行砌筑。3.3 加强施工过程中质量管理

1)把好砌体及砌筑用砂浆的质量关。在砌块质量性能指标中,对于墙体裂缝的产生影响最大的是收缩性,而相对含水率是反映收缩性的主要指标。为此,要求砌块特别是轻集料混凝土小砌块必须经28d养护方可出厂,且使用单位必须坚持产品验收,杜绝使用不合格产品。

2)对于砌筑用砂浆必须符合设计要求,砌筑砂浆

中的水泥及各种掺入剂均要求复检及试配符合要求后,方可使用。

3)在砌体施工中对于临时间断处及接搓位置严格按设计及《砌体工程施工质量验收规范》GB50203-2002中的有关规定进行处理。

4)加强砌体施工的砂浆饱满度及灰缝的质量管理。

5)砌体砌筑完成后,应坚持洒水养护,以减少砂浆的干燥收缩。4 结语

综上所述,产生砌体墙体裂缝的原因较多,我们在施工中应对产生裂缝的应力来源进行分析,并有针对性地在施工前制定相应的防裂措施,并在严格遵守设计及验收规范要求的前提下,从生产、设计、施工各方面层层把关,采取有效的控制措施,才能有效地消除砌体墙体裂缝的质量通病。

参考文献:

[1] 薄遵彦.建筑材料(第三版)[M].北京:中国环境科学出版社,

2002.

[2] 方承训,郭立民.建筑施工[M].武汉:武汉工业大学出版社,

1989.

[3] 陕西省发展计划委员会.GB50203-2002砌体工程施工质量验

收规范[S].北京:中国建筑工业出版社,2002.