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砌體結構裂縫產生的原因分析及其防治

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標簽:市政工程技術,市政工程施工方案, 砌體結構裂縫產生的原因分析及其防治,http://www.tljciu.live


摘要:砌體結構是指由塊體和砂漿砌筑而成的墻、柱作為建筑物主要受力構件的結構。特點是整體性較差,抗拉和抗剪強度較低,比較容易產生裂縫。但砌體結構裂縫有一定原因和客觀規律。通過對砌體結構裂縫和變形的分析,可以提出有針對性的預防和處理措施。
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  砌體結構是指由塊體和砂漿砌筑而成的墻、柱作為建筑物主要受力構件的結構。特點是整體性較差,抗拉和抗剪強度較低,比較容易產生裂縫。但砌體結構裂縫有一定原因和客觀規律。通過對砌體結構裂縫和變形的分析,可以提出有針對性的預防和處理措施。

一、裂縫對砌體結構建筑物的危害
  砌體結構出現裂縫和產生變形對建筑物的危害主意表現在結構安全性和房屋使用功能兩個方面,砌體結構受力裂縫的出現預示著結構承載力可能不足,結構變形的出現雖然對砌體抗壓承載力沒有直接影響,但貫穿性裂縫的形成會降低結構的整體穩定性和抗震性能。外墻、樓板和屋面結構裂縫會影響結構防水,造成房屋滲漏,明顯的結構裂縫或較大的變形會影響建筑物的美觀。

二、裂縫的類型及其產生的原因分析
  砌體結構的房屋的裂縫一般是單因素典型裂縫,而這種裂縫的形態與產生的原因有較強的對應關系。大致分為溫度收縮裂縫、地基沉降差異裂縫、受力裂縫及干縮裂縫等幾種類型。

1、溫度裂縫

  砌體結構的房屋的裂縫一般多產生于房屋的頂層,特別是房屋兩端的縱橫墻體,裂縫沿屋頂圈梁與墻體交接面水平分布及墻體外角斜向分布,其次是門窗洞口45度斜向分布。這類裂縫的產生主要是結構溫度收縮變形不協調所致。
  有些溫度裂縫的形成是由于溫差太大的原因,例如,西氣東輸西段工程的閥室和站場建成后發現,在很多房屋的圈梁處出現了水平裂縫,嚴重的呈連續狀。通過現場實地認真的勘察,發現除了

www.tljciu.live以上裂縫外,其他地方均沒有異常情況,排除了地基沉降的原因,大家一致認為這是由于溫度引起的溫度裂縫。因為西氣東輸西段工程的閥室和站場大多處于位于亞洲大陸腹地,遠離海洋,近沙漠,有些直接位于礫漠(戈壁灘)區,屬大陸干旱氣侯區。這些地方具有日照長,太陽輻射強,氣溫低,晝夜溫差大,夏季受陽光直射時間較長,溫度可達40℃左右,而溫度極端最低值也可達-40℃。所以這些地方氣溫變化很大,我們知道混凝土的線膨脹系數(10X10-6m/℃)遠大于磚墻的線膨脹系數(5X10-6m/℃),這樣使得兩者的溫度變形差別很大,因此在圈梁和磚墻接觸處產生一個剪應力使磚墻處于受剪及受拉狀態而出現裂縫。

2、地基沉降差異裂縫

  地基沉降差異是引起砌體結構建筑物裂縫的一個主要的因素。由于地基沉降差異引起的裂縫多為斜裂縫,此類裂縫一般情況下裂而不鼓,往往貫通到基礎。尤其對于軟土地基和濕陷性黃土地基,當地基處理不當時,很容易在底層墻體產生斜向裂縫和窗下墻豎向裂縫。在房屋縱橫墻地基不均勻沉降的情況下,將使墻體承受較大的剪切力,當結構剛度稍差、施工質量和材料強度不能滿足要求時,會導致墻體開裂。另外,當房屋層數相差較多而沒有設置沉降縫時,容易在交接部位產生豎向裂縫,這類裂縫常伴有較大的地基不均勻下沉。

3、受力裂縫

  受力裂縫多出現在抗震設防區的建筑物上,雖然有圈梁構造柱、鋼筋混凝土現澆板等整體連接,但這也不能完全保證不出現裂縫。比如發生在房屋底層窗臺處的豎向裂縫,多數是由于縱墻開窗較大,地基受荷載后變形不均勻,窗臺墻起到反梁的作用而引起的。在鋼筋混凝土條形基礎中,基礎內一般均未設置基礎梁,僅靠圈梁、構造柱等來加強建筑物的整體剛度,當地基受荷載較大時,窗臺墻因反向變形過大而開裂。
  有些受力裂縫是由于地基沉降不均勻和溫度的雙重因素形成應力而產生

www.tljciu.live的,我們把這種情形也歸為受力裂縫。比如鋼筋混凝土現澆板跨中裂縫,如果地基不均勻沉降,將使鋼筋混凝土現澆板單邊下沉而其他邊又受到支座的約束,這樣會導致在混凝土現澆板內部產生拉應力,而且,跨中多是施工縫的留置處,按照規范的要求:施工縫的位置宜留在結構受剪力較小且便于施工的部位。所以,板在其他支座的約束下,由于混凝土內部的拉應力的作用,加上混凝土現澆板受溫差作用的影響,混凝土內部產生的拉應力在周圍支座的約束下,要求在現澆板的最薄弱位置釋放能量,于是在板跨中產生裂縫。

4、干縮裂縫

  砌體結構中的混凝土相對于其他結構更容易產生干縮裂縫。因為在砌體結構當中,混凝土在空氣中硬化時,其中的水分更容易逐漸蒸發, 使毛細孔中形成負壓,隨著空氣濕度的降低,負壓逐漸增大,產生收縮力,當收縮受限制產生的拉應力超過其本身的抗拉強度時混凝土就會開裂而產生干縮裂縫。此類裂縫,無方向性,裂縫較細為0.1mm~0.3mm 。
  平常我們看到的有些面層空鼓的斜裂縫,往往也是由于墻體面層空鼓、水泥干縮引起的。陽臺欄板與磚砌體接槎處裂縫多由于混凝土二次澆筑引起。施工時未能在構造柱上留出鋼筋進行搭接和焊接,導致鋼筋混凝土欄板由于溫度變化而使混凝土產生收縮,形成裂縫。

5、其他裂縫

  當然裂縫的產生還與材料、施工、環境及荷載等因素有關,例如施工時,鋼筋的是否調直就是現澆板產生裂縫的一個重要原因。鋼筋未調直就意味著鋼筋受力后達不到屈服強度,隨著混凝土內部拉應力的增大,應變的增長速度超過了應力的增長速度而在板中產生微裂縫,微裂縫隨荷載的增加而發展,混凝土塑性變形也逐漸增加,最后形成比較明顯的裂縫。

三、砌體結構裂縫的防治措施
1、預防措施

  1)首先要作好地基處理,嚴格控制地基不均勻沉降,尤其對松軟土、填土

www.tljciu.live及濕陷性黃土地基進行必要的夯實和加固處理,避免地基浸水引起不均勻沉降。
  2)嚴格按規范規定在適當的位置設置沉降縫,盡量減小地基的不均勻沉降差,在抗震區適當設置基礎梁,合理設置伸縮縫,最大間距不超過50米。
  3)砌體結構現澆混凝土構件澆筑后,在其上覆蓋塑料薄膜和草包或油布,以加強混凝土的保濕、保溫養護。
  4)合理組織施工,在混凝土制作的過程中在下料、攪拌、澆注、振搗等環節嚴格進行過程控制。改善水泥性能,合理減少水泥用量,降低水灰比, 要嚴格控制混凝土單位用水量在170kg/ m3 以下,水灰比在0.6 以下,選用良好的粗、細骨料和合適的坍落度。

2、出現裂縫后的處理措施

  1)嵌縫填補法。將裂縫兩側抹灰鑿掉,并清理干凈,采用M10聚合水泥砂漿,(摻入107膠),用勾縫刀、抹子、刮刀等工具將砂漿填入縫內,然后重新抹灰,經過一段時間后,填嚴的裂縫還會開裂,但一般要比原來小許多,可用白膠泥填補,最終可以從外觀上消除裂縫。此法對微型小裂縫最適宜。
  2)在墻體單側或兩側加鋼筋網加固法。先將墻體的抹灰鏟去,刷洗干凈,用U形鋼筋按一定的間距釘入磚縫,以固定鋼筋網,再用M10水泥砂漿分層抹平。這種方法通常用于對裂縫大于1mm的貫通裂縫的處理。
  3)剔縫埋入鋼筋法。在裂縫處每隔5皮磚剔開一道磚縫,每邊長50cm,深5cm,各埋入1φ6鋼筋,鋼筋端部加直鉤,鉤子深入磚墻裂縫中,用M10水泥砂漿灌縫。采用此法應注意不要在墻體的兩側剔同一條縫,且必須在加固好一面、砂漿達到一定強度后再處理另一面,防止因擾動而降低砂漿強度,另應注意澆水養護。
  4)鋼筋混凝土聯結法。在裂縫處,每隔8~10皮磚,抽磚嵌入預制鋼筋混凝土塊,四周要清掃干凈,潤水以M10水泥砂漿砌筑,保證四周密實且按原磚墻砌法及裂縫走向而定,混凝土標號

www.tljciu.liveC15,內配φ4鋼筋,其他部位以M10水泥砂漿填補密實。
  5)加設拉條法。沿裂縫每隔5皮磚鉆孔4個,分別埋入φ10螺栓和φ6 S形鋼筋拉桿將裂縫兩側螺栓焊接,然后以M10水泥砂漿將磚洞及裂縫補抹。
  6)拆磚重砌法。裂縫處拆除50~100cm長磚墻,用比原設計標號高一級且不低于M5的砂漿重新按原砌體走向進行砌筑,新老砌體結合密實。處理時要注意拆除一處修補一處并注意安全。

四、結語
  砌體結構出現裂縫是一種較為普遍的現象。這些現象提醒我們應從設計和施工階段提早采取措施來加以預防。如果遇到建筑物出現裂縫,首先要查明并分析裂縫和變形產生的原因,評估其對結構的危害程度,確定有效的補強加固措施。


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