摘要:工程實(shí)踐中發(fā)現大量砌體結構出現裂縫,輕者影響美觀(guān),重者影響使用,因此對已開(kāi)裂的砌體結構如何進(jìn)行加固與處理顯得非常迫切。對開(kāi)裂建筑進(jìn)行加固處理必須經(jīng)過(guò)認真分析引起裂縫的原因,根據各種加固方法對應不同種類(lèi)建筑物分別采取措施進(jìn)行預防。文章在簡(jiǎn)要分析砌體裂縫的性質(zhì)和裂縫控制原則和措施的基礎上,對砌體結構裂縫的控制提出了具體措施和建議。
關(guān)鍵詞:砌體結構;裂縫分析;裂縫預防;加固措施
墻體開(kāi)裂是砌體工程的常見(jiàn)問(wèn)題,砌體上常見(jiàn)裂縫有:沉降裂縫、溫度裂縫、超載裂縫等。砌體出現裂縫,往往是標志砌體內某部分產(chǎn)生的內應力已超過(guò)它能承擔的抗拉、抗剪極限強度。砌體產(chǎn)生裂縫后,會(huì )影響建筑物的美觀(guān)。有的還會(huì )造成建筑物的滲漏等病害,對于建筑物的強度、剛度、穩定性,也將產(chǎn)生不同程度的削弱;有的砌體裂縫如超載裂縫等,將會(huì )造成房屋倒塌事故。因此在砌體上發(fā)現裂縫后,要定期觀(guān)察,及時(shí)檢查分析,確定究竟屬于哪一種裂縫?是否是危險裂縫?下面給出幾種典型裂縫的形態(tài)特征,以便于有效地分析、判別和處理,并采取相應措施。
一、砌體裂縫的分類(lèi)
。ㄒ唬┏两盗芽p
房屋建筑地基基礎的不均勻沉降,使墻體內產(chǎn)生附加應力;當墻體內應力超過(guò)砌體的極限抗拉強度時(shí),首先在墻體的薄弱處出現沉降裂縫,并將隨不均勻沉降量的增大而不斷擴大,按破壞形態(tài)區分,常見(jiàn)的砌體沉降裂縫有整體彎曲裂縫和剪切裂縫兩類(lèi)。裂縫的走向,以斜向豎向裂縫較多、也有水平裂縫。大多數情況下,斜裂縫通過(guò)窗口兩對角,在僅靠窗口處縫寬較大,向兩邊和上下逐漸縮;其走向往往是由沉降較小的一邊向沉降較大的一邊逐漸向上發(fā)展。這種裂縫主要是由于不均勻沉降使墻體受到較大的剪應力,造成砌體受主拉應力的破壞。豎向裂縫一般產(chǎn)生在縱墻的頂部或底層窗臺上。墻頂的豎向裂縫是由于墻的兩端沉降值較大、中間沉降值較小的反向彎曲使墻體上端形成受拉情況而產(chǎn)生的,縫寬往往上端較大,向下逐漸縮小。在多層房屋中,當底層窗口過(guò)寬時(shí),也往往因房屋不均勻沉降而使窗臺產(chǎn)生反向彎曲,引起窗臺處的豎向裂縫。
為了防止地基不均勻沉降引起墻體開(kāi)裂,可從處理上部結構和處理地基兩方面著(zhù)手。
。1)找出地基基礎薄弱的部位和原因,對地基基礎進(jìn)行加固處理,以控制地基不均勻沉降的發(fā)生和發(fā)展;
。2)提高砌體的抗裂性能:如提高砂漿標號;有關(guān)部位配設鋼筋;增設鋼筋混凝土圈梁等:
。3)由于軟土地基的壓縮沉降量較大,對承受荷載后的沉降變形也較敏感。因此。在軟土地基上房屋建成后,當出現明顯的不均勻沉降現象時(shí),如基礎和墻體上部結構整體性較好,也可采取局部減載和局部加載等措施,控制不均勻沉降的發(fā)展,并使地基沉降趨于穩定。
。ǘ囟群褪湛s裂縫
一般材料均有熱脹冷縮的性質(zhì)。密度結構是由于周?chē)鷾囟茸兓馃崦浝淇s變形,稱(chēng)為溫度變形。如果構件不受任何約束,在溫度變化時(shí)、構件中就不會(huì )產(chǎn)生附加應力;當構件受到約束,在溫度變化時(shí)不能自由變形時(shí);則將在構件中產(chǎn)生附加應力或稱(chēng)溫度應力。
在混合結構房屋中,屋蓋或樓蓋常為鋼筋混凝土結構擱在磚石墻柱上,彼此聯(lián)成一體。當溫度變化時(shí),由于材料的線(xiàn)膨脹系數不同,必然彼此互相牽制而產(chǎn)生溫度應力。當房屋的平面尺寸超過(guò)一定限度時(shí),這種應力可使房屋開(kāi)裂或破壞。
減少和預防溫度裂縫,應減少溫差、控制并降低附加應力,適當提高砌體抗剪、抗拉強度。為此,對鋼筋混凝土屋蓋加設通風(fēng)隔熱層,圈梁盡量不路在室外。屋面設置柔性分格縫,提高砌體和砂漿標號,或加設部分補強鋼筋等。
。ㄈ┖奢d裂縫
砌體出現荷載裂縫的原因有多種:有的由于對承擔的荷重考慮不周,造成砌體局部應力超限;有的是由于塊材、砂漿等材質(zhì)不良或砌筑質(zhì)量差而降低了砌體強度;有的是由于使用單位任意吊掛重物,或任意改變使用性質(zhì),增加荷載或隨意開(kāi)墻鑿洞、削弱了砌體的截面積;有的則是結構構造有缺陷,如漏設梁墊或梁墊面積不夠,等等。荷載裂縫一般均直接影響砌體結構的安全,應當查明實(shí)際荷載和受力狀態(tài)、砌體的有效截面以及實(shí)際強度等資料,據以進(jìn)行力學(xué)核算后,加以鑒定。并及時(shí)采取加固措施。
常見(jiàn)的荷載裂縫有受壓裂縫、受彎裂縫、穩定性裂縫、局部受壓裂縫、受拉裂縫和受剪裂縫。
二、砌體裂縫原因
。ㄒ唬┢鲶w強度不足
磚石砌體抗壓強度高、抗拉強度較小、脆性較大。裂縫荷載比較接近或幾乎相等于破壞荷載。因此磚石砌體上出現荷載引起的裂縫,不僅是一種缺陷,而且往往是砌體破壞的特征或前兆,一般均應作及時(shí)的分析和處理。造成磚石砌體強度不足的原因較多,缺乏全面考慮的改建、砌體損傷、裂縫、材料破壞等。砌體強度不足可由強度驗算作出評定。此外,砌體荷載裂縫的分析也是簡(jiǎn)便、重要的評定方法,一般荷載產(chǎn)生的裂縫,表明承載能力已不足,而荷載仍繼續存在,結構還可能出現其它不利因素的影響,因而均具有危險性,應予以及時(shí)觀(guān)察、評定和必要的加固處理。
。ǘ┢鲶w結構的穩定性不夠
磚石結構除應具有足夠的強度外,尚應具有足夠的穩定性。砌體喪失穩定前,有的可有明顯的裂縫、變形、歪斜等預兆。有的則并沒(méi)有明顯的預兆而突然發(fā)生,造成較大的損失和傷害。墻、柱的高厚比是保證結構穩定的重要指標。一般豎向結構,只要構造措施得當,高厚比滿(mǎn)足要求,結構穩定性都能得到保證。
三、砌體裂縫的控制
。ㄒ唬┝芽p的危害和防裂的迫切性
砌體屬于脆性材料,裂縫的存在降低了墻體的質(zhì)量,如整體性、耐久性和抗震性能,同時(shí)墻體的裂縫給居住者在感觀(guān)上和心理上造成不良影響。特別是隨著(zhù)我國墻改、住房商品化的進(jìn)展,人們對居住環(huán)境和建筑質(zhì)量的要求不斷提高,對建筑物墻體裂縫的控制的要求更為嚴格。
。ǘ┝芽p寬度的標準問(wèn)題
實(shí)際上建筑物的裂縫是不可避免的。此處提到的墻體裂縫寬度的標準(限值),是一個(gè)宏觀(guān)的標準,即肉眼明顯可見(jiàn)的裂縫,砌體結構尚無(wú)這種標準。但對鋼筋砼結構其最大裂縫寬度限值主要是考慮結構的耐久性,如裂縫寬度對鋼筋腐蝕,以及外部構件在濕度和抗凍融方面的耐久性影響。當裂縫寬度≤0.2mm時(shí),對外部構件(墻體)的耐久性是不危險的。
。ㄈ┈F有控制裂縫的原則和措施
長(cháng)期以來(lái)人們一直在尋求控制砌體結構裂縫的實(shí)用方法,并根據裂縫的性質(zhì)及影響因素都有針對性的提出一些預防和控制裂縫的措施。從防止裂縫的概念上,形象地引出“防”、“放”、“抗”相結合的構想,這些構想、措施有的已運用到工程實(shí)踐中,一些措施也引入到砌體規范中。
四、結語(yǔ)
對開(kāi)裂建筑進(jìn)行加固處理必須經(jīng)過(guò)認真分析引起裂縫的原因,根據各種加固方法對應不同種類(lèi)建筑物分別采取措施進(jìn)行預防。減少裂縫發(fā)生機率,保證工程安全性。
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