科學研究和工程實踐業表明,裂縫的存在是材料本身固有的物理特性,任何結構物的裂縫都是不可避免的,住宅建筑工程也是如此。在住宅建筑工程領域,經常遇到一些結構部件裂縫的工程問題。因此,有必要分析裂縫,調查其原因,采取預防措施,如何修復。
一、由于承載力不足而產生的裂縫
由于磚混結構是脆性材料,其抗拉強度較低,由于承載力不足而產生的裂縫,很可能是結構破壞的特點。因此,正確認識這類裂縫的形態特征是十分重要的,這類裂縫主要產牛原因有;柱、窗間墻高厚比較人的中心受壓和小偏心受壓;承載大梁的墻局部受壓;軸心受拉或偏心受拉;磚挑檐的豎向剪力:墻柱的大偏心受壓;磚平拱的豎向彎矩:磚過梁的彎矩和剪力共同作用。
二、基礎不均勻引起的裂縫
(1)正八字形裂縫:建筑物中部下沉值大,建筑物正向彎曲引起的正八字形裂縫。(2)NA字形裂縫:建筑物中部下沉值小于兩端,建筑物反向彎曲,引起倒八字形裂縫。(3)斜裂縫:建筑物地基局部軟弱,造成局部沉降量過大而出現斜裂縫,相鄰的建筑物間距過小,新建的高層建筑造成原有建筑不均勻沉降。(4)縱向裂縫:底層大窗臺下的縱向裂縫,主要是窗臺下基礎的沉降量大于窗臺下基礎的沉降量(大孔削弱墻壁的重量),窗臺下的墻壁反向彎曲變形而裂縫。(5)水平裂縫:水平裂縫一般有兩種。①窗間墻壁的水平裂縫,一般出現在各窗間墻壁的上下兩對角,沉降量大的一側裂縫下降,沉降量小的一側裂縫上②水平裂縫發生在地基局部塌陷處,這種裂縫很少見。
三、溫度變化引發的磚砌體裂縫
1.溫度裂縫形成的機理簡析
外界溫度變化使組成房屋建筑的結構構件產生脹縮變形,當這種變形受到其他構件的約束時,就會在構件內部或相互約束的不同材料構件之間產生應力(主要為拉應力和剪應力),當應力超過構件材料的強度極限時,就產生了溫度裂縫。
在使用兩種不同材料的屋面板與墻體之間,線膨脹系數a差異較大,通常混凝土屋面板的線膨脹系數a1=10×10-6,砌體的線膨脹系數a2=5×10-6.當兩者以相同的溫差升降時。由于線膨脹系數不同,接觸面會產生相對位移,如果該位移受到限制,則會產生剪切應力。由于屋面受到陽光的直射,通常屋面板的溫度總是比墻的溫度變化,這種剪切應力更大。膨脹產生的應力大于砌體的拉伸強度tmax>ftk時,墻壁產生傾斜溫度的裂縫。溫度應力超過墻壁的剪切強度tmax>fv時墻壁發生水平溫度裂縫。由于應力集中的原因,門窗開口的四角發生了縱向和斜向裂縫。地板的斜裂縫主要由于縱橫雙向框架梁的熱膨脹而產生推力,超過混凝土的拉伸能力,產生了斜裂縫。
2.房屋建筑工程出現溫度裂縫修復
發現溫度裂縫時,不要急于修復,應觀察裂縫穩定后,根據具體情況采取措施,發現屋面保溫層末達到熱工要求和標準時,應首先重新改造屋面保溫隔熱層,防止裂縫繼續活動。確定裂縫的穩定方法是在裂縫中嵌入水泥漿或貼玻璃紙,經過一段時間的觀察判斷確定。對裂縫的處理須從建筑的美觀、強度、耐久、使用功能等方面并充分考慮到裂縫形成的機理,從根本上加以治理。大致有:①裂縫細小,對房屋正常使用影響不大,可暫不處理;②裂縫雖細小,但已造成墻面、屋面、樓面的滲水,或對鋼筋混凝土內的鋼筋保護的需要,可采用嵌補密封或壓力灌漿進行處理;③對于裂縫較大、較多又貫穿墻體,不僅影響美觀和正常使用,還對房屋的剛度和抗震性能有較大的影響。
四、砌體材料本身產生的裂縫
如混凝土小型中空砌塊、灰砂磚等砌體,前者裂縫的主要原因是豎縫砂漿難以充實,特殊結構要求跟不上。后者一般使用溫州地區的蒸壓砂磚,由于其本身對溫差敏感、表面光滑等特殊性,外觀、尺寸指標良好,但實際使用中不熟悉嚴格的砂磚結構施工規程,缺乏使用經驗,除了粘土磚常見的裂縫外,還常見于長墻段和外墻窗臺下的垂直裂縫。
其機理認為①剛出廠的砂磚穩定性差。灰砂磚主要由細砂和石灰組成,蒸壓養護后,一般不到一周就發貨,但根據生產經驗,灰砂磚在發貨一月內釋放的熱量大,存在反復化學反應過程,而且暫時無法完全反應,體積不穩定。②對含水率有嚴格的要求,根據相關試驗資料和使用經驗,含水率控制在7%~10%之間可以得到良好的粘接力和剪切強度,影響明顯。③磚表面光滑,粘接性差,特別是含水率不當,砌體砂漿強度差,粘接不良,直接導致縫間拉伸強度低。預防的主要方法:①確保使用前的穩定期②嚴格控制含水率③嚴格按照溫州地區灰砂磚的操作規程和結構要求施工④改善磚的造型。如果能夠切實實行這四種措施,在當前大力推進墻壁改革材料使用的今天,灰砂磚仍有廣泛的生產和應用潛力。
五、其他裂縫
這些裂縫包括混凝土部件變形引起的砌體裂縫,如梁填充墻壁,梁相繼同步施工,撓度過大,其上砌體產生內低外高斜裂縫和與外縱墻之間的垂直裂縫等,砌體本身的承載力不足如磚柱承載力不足時,下部1/3高度出現的垂直裂縫這些裂縫形態各異,要對癥下藥防治。
六、終結語
綜合分析,房屋建筑工程中溫度裂縫問題應從設計、施工、使用等各個階段全面綜合分析,采取預防、修復措施。只要有足夠的重視了,方法得當,溫度裂縫的發生的幾率、嚴重性、造成的影響和損失均能降低到理想的水平。治理的原則:凡已涉及結構安全且變化劇烈的,應當機立斷,迅速采取相應對策,排除動力源,加固補強或作拆除返工處理;反之,如變化趨緩、穩定、僅與外觀和評定有關、修復后不影響使用,則重點放在表面處理上。
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